地心说托勒密课件

近代天文学课件制作:白思胜授课人：白思胜

第2讲、近代天文学1、哥白尼的日心说2、开普勒三定律和波德定则3、星云假说4、天体系统

1、哥白尼的日心说⑴托勒密的“地心说”托勒密（约85～168）是生活在罗马人统治下的亚历山大城的科学家。他是古希腊天文学的继承者和集大成者。他在喜帕克地心说的“本轮——均轮”宇宙模型基础上增加圆形轨道，构建了一个共有80个本轮和均轮的复杂的模型。托勒密的这个体系中的神学观点被宗教界利用，因而被西方天文学界采用了一千多年，直到近代哥白尼提出“日心说”，它才被取代；托勒密一生写了一部十三卷的巨著《天文学大成》，系统地阐述了《地心说》的观点。

基本观点：v①宇宙有“九重天”。v至下而上，月亮天为最低的一重天，其余依次为：水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天和恒星天，还有最高的第九重天，是神灵居住的天堂，叫做“原动天”。日、月和水、金、火、木、土五行星，都按各自的轨道绕地球旋转。

v②行星在本轮上匀速运行；而本轮中心在均轮上非匀速的运行。正圆运动是天体最完美的运动。

v③地球在宇宙中心静止不动。v④存在的问题：v在托勒密的地心说看来，地球处于宇宙的中心，静止不动，这是它的致命弱点。其次，本轮是不存在的。为了解释行星的视运动与弥合天文观测的差距，托勒密通过本轮—均轮体系，以使地球中心体系符合观察到的星体运动路径。再次，所有的天体围绕地球转，日复一周，是不可能的。

⑵哥白尼的“日心说”波兰天文学家哥白尼（1473～1543）在1543v年发表的不朽著作《天体运行论》中阐述了日心说观点，其要点是：①地球是行星。地球并非静止不动的天体,也不在宇宙的中心。它是一颗普通的行星,既有自转,又围绕太阳旋转。②月亮是卫星。月亮绕地球旋转，并且和地球一起绕太阳旋转。

③太阳是恒星，处于宇宙的中心，静止不动。行星在各自的圆形轨道上围绕太阳旋转，它们的轨道大致处在同一平面上，它们公转方向也是一致的。

v④对行星视运动的解释：按照哥白尼的体系，地球和其他行星全都围绕太阳旋转，这是他们的真实的运动，或者叫真运动。只是有的行星比地球更接近太阳，我们把它称为内行星，运动得更快一点。有的离得更远一点，我们把它称为外行星，速度更慢一点。行星在天上的绕圈运动，是从运动的地球上去看同样是绕太阳运动的行星而产生的一种视觉效果。这叫视运动。实际上它们并不在绕圈。

譬如，有两列并排行驶的火车，甲火车一直用一个恒定的速度在走，乙火车因为出现了一些故障，速度愈来愈慢。这时候，从乙火车的司机来看，好象甲火车愈开愈快了（显然，当他这样看的时候，他是用远方的目标来作比较的）。后来，乙火车排除了故障，加快速度赶了上来，这时候，从乙火车的司机看，又好象甲火车愈开愈慢，最后干脆“停”了下来！当乙火车以更高的速度行驶的时候，甲火车竟然开起“倒”车，朝后“退”了！很明显，甲火车的这种运动只是它对乙火车的“视运动”。行星的视运动也是类似的。v

v地外行星的视运动：图2-4是从地球上看外行星木星的运动情况。在位置“1”，地球、太阳、木星在同一直线上，从地球上看，木星和太阳在同一位置，天文上叫做“合”。这时候，木星是看不见的。因为地球的运动速度比木星快，所以，合以后不久，木星在天上由西向东移动的速度愈来愈慢。当地球到了“2”的时候，木星不动了，天文上叫做“留”。接着，木星开始由东向西逆行。在位置“3”时，地球、木星、太阳又在一直线上，但位置排列和“合”不同，这时木星和地球距离最近，称为“冲”。在地球运动到位置“4”的时候，木星停止逆行，开始向东顺行。到了位置“5”，地球、太阳、木星又在一直线上，重复“1”的情景。这段时间内，木星在恒星中间画了一条S形的曲线。

v地内行星的视运动：内行星的情况基本上和外行星相似（图2-5）。不同的只是它们没有冲，而代之以另一个合，叫做下合（图2-5位置“4”）。这时候，它们距地球最近。从图2-5还可以看出，内行星总是在太阳附近摆动，不会超过一个最大的角度。不难理解，这个最大角距等于它们绕太阳运动轨道的半长轴在地球上的张角（见图5位置“2”或“6”）。对于水星，这个角度为28°，金星是48°。所以，金星或水星，只能作为晨星见于东方，或者作为昏星而见于西方。

⑶意义v哥白尼日心说的发表，引起了一场重大的宇宙观革命。日心学说证明了地球只不过是绕太阳运转的普通的行星，改变了它作为上帝安排在宇宙中心的特殊地位。日心说的发表是近代科学革命的首要标志，它推翻了一千多年来占统治地位的、在中世纪被基督教神学教条化了的托勒密地心说宇宙观，描绘了一幅关于太阳系的科学图景，为近代天文学奠定了基础。尤其重要的是，这一学说宣告了神学宇宙观的破产，开始了自然科学从神学中解放出来的运动。

哥白尼学说发表后，随后的百余年间并未得到v

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