高三物理天體運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)

哥白尼

哥白尼（NicolausCopernicus，1473-1543），偉大的波蘭天文學(xué)家，日心說的創(chuàng)立者，近代天文學(xué)的奠基人。1473年2月19日生于波蘭維斯瓦河畔的托倫城。10歲喪父，由舅父瓦琴洛德?lián)狃B(yǎng)。18歲時(shí)進(jìn)克拉科夫大學(xué)，在校受到人文主義者、數(shù)學(xué)教授布魯楚斯基的熏陶，抱定獻(xiàn)身天文學(xué)研究的志愿。三年后轉(zhuǎn)回故鄉(xiāng)。當(dāng)時(shí)已任埃爾梅蘭城大主教的瓦琴洛德，派他去意大利學(xué)教會(huì)法規(guī)。

1497-1500年間，他在波洛尼亞大學(xué)讀書，除教會(huì)法規(guī)外，還同時(shí)研究多種學(xué)科，尤其是數(shù)學(xué)和天文學(xué)。對(duì)他最有影響的老師是文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)導(dǎo)人之一、天文學(xué)教授諾法臘。哥白尼在意大利的時(shí)候，因他舅父的推薦，于1497年被選為弗龍堡大教堂僧正。1501年他從意大利回國，正式宣誓加入教會(huì)團(tuán)體，但隨即又請假再次去意大利。先在帕多瓦大學(xué)，同時(shí)研究法律與醫(yī)學(xué)。1503年，在費(fèi)拉拉大學(xué)獲得教會(huì)法博士學(xué)位1506年，哥白尼從意大利回到波蘭。1512年他舅父死后，他就定居在弗龍堡。作為僧正的哥白尼，職務(wù)是輕松的。他把大部分精力都用在天文學(xué)的研究上。

哥白尼的主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)立了科學(xué)的日心學(xué)說，寫出"自然科學(xué)的獨(dú)立宣言"--《天體運(yùn)行論》。1535年，哥白尼用"四個(gè)九年的時(shí)間"完成了長達(dá)六卷的科學(xué)巨著《天體運(yùn)行論》。第一卷論太陽居宇宙的中心、地球和其他行星都繞太陽運(yùn)行。第二卷論地球的自轉(zhuǎn)，指出地球是繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的一顆普通行星，它一方面以地軸為中心自轉(zhuǎn)，一方面又循環(huán)著它自己的軌道繞太陽公轉(zhuǎn)。第三卷論歲差，即地球自轉(zhuǎn)軸的運(yùn)行使春分點(diǎn)沿黃道向西緩慢運(yùn)行，其速度每年為50.2角秒。第四卷論月球的運(yùn)行和日月食。第五卷、六卷論五大行星。這就完整地提出了太陽結(jié)構(gòu)的理論--日心學(xué)說：太陽居于宇宙的中心靜止不動(dòng)，而包括地球在內(nèi)的行星都繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。離太陽最近的是水星，其次是金星、地球、火星、木星和土星。只有月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。恒星則在離太陽很遠(yuǎn)的一個(gè)天球上靜止不動(dòng)。

哥白尼把統(tǒng)率整個(gè)宇宙的支配力量賦予太陽，而各個(gè)天體則都有其自然的運(yùn)動(dòng)。哥白尼的日心學(xué)說科學(xué)地闡明了天體運(yùn)行的觀象，推翻了統(tǒng)治長達(dá)一千多年的托勒密體系--地心學(xué)說，并從根本上否定了基督教關(guān)于上帝創(chuàng)造一切，地是靜止不動(dòng)的謬誤。哥白尼懾于教會(huì)的統(tǒng)治，怕遭到反對(duì)和迫害，遲遲不愿將《天體運(yùn)行論》公開出版。1543年5月24日，哥白尼在他彌留之際，才在病榻上見到了剛剛出版的《天體運(yùn)行論》樣書。

恩格斯對(duì)哥白尼的《天體運(yùn)行論》給予了高度評(píng)價(jià)："自然科學(xué)借以宣布其獨(dú)立并且好像是重演路德焚燒教諭的革命行動(dòng)，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用這本書（雖然是膽怯地而且可說是只在臨終時(shí)）來向自然事物方面的教會(huì)權(quán)威挑戰(zhàn)，從此自然科學(xué)便開始從神學(xué)中解放出來。""科學(xué)的發(fā)展從此便大踏亞里士多德

亞里士多德（Aristotole，公元前384-前322），于公元前384年生于馬其頓的斯塔吉拉城。其父為馬其頓國王的御醫(yī)。17歲赴雅典就讀于柏拉圖學(xué)園，在那里學(xué)習(xí)20年，直到柏拉圖死后一段時(shí)間，方才離開那里。

公元前342年，亞里士多德回到馬其頓，擔(dān)任13歲的王子亞歷山大的教師；這位王子就是后來的亞歷山大大帝。他負(fù)責(zé)教王子達(dá)三年之久。公元前335年，亞歷山大登上王位之后，亞里士多德返回雅典，開辦了自己的學(xué)校，一住就是12年；與此同時(shí)，亞歷山大大帝正忙于對(duì)外軍事擴(kuò)張。看來亞歷山大并不想從老師那里得到什么勸導(dǎo)，相反為老師提供了大量錢財(cái)，以便讓他繼續(xù)從事科學(xué)研究?？茖W(xué)家依靠國家財(cái)力進(jìn)行科學(xué)研究，這是歷史上的第一次，也是其后數(shù)世紀(jì)中所沒有出現(xiàn)過的情況。雖然如此，亞里士多德朝夕陪伴亞歷山大也是很危險(xiǎn)的。亞里士多德反對(duì)亞歷山大的獨(dú)裁統(tǒng)治方式。亞歷山大以背叛罪處決亞里士多德的侄子時(shí)，簡直就像也殺死了亞里士多德。亞里士多德與亞歷山大關(guān)系密切，因而激起雅典人的義憤。公元前323年，亞歷山大大帝駕崩，反馬其頓的運(yùn)動(dòng)再次興起，義軍占領(lǐng)了雅典。亞里士多德自感無能為力，遂想起76年前蘇格拉底的命運(yùn)，借口說不給雅典人反對(duì)哲學(xué)罪的機(jī)會(huì)，逃離了該城。在避難地隱居幾個(gè)月之后，于公元前322年逝世，享年62歲。

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伽利略

伽利略（1564～1642）生于意大利北部佛羅倫薩一個(gè)貴族的家庭。他在科學(xué)上的創(chuàng)造才能，在青年時(shí)代就顯示出來了。當(dāng)他還是比薩大學(xué)醫(yī)科學(xué)生時(shí)，就發(fā)明了能測量脈博速率的擺式計(jì)時(shí)裝置。后來，他的興趣轉(zhuǎn)向了數(shù)學(xué)和物理學(xué)，26歲就擔(dān)任了比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教授。由于他在科學(xué)上的獨(dú)創(chuàng)精神，不久就跟擁護(hù)亞里士多德傳統(tǒng)觀點(diǎn)的人們發(fā)生了沖突，遭到對(duì)手們的排擠，不得不在1591年辭去比薩大學(xué)的職務(wù)，轉(zhuǎn)而到威尼斯的帕多瓦大學(xué)任教。

在帕多瓦，伽利略開始研究天文學(xué)，成為哥白尼的日心說的熱烈支持者。他制造了望遠(yuǎn)鏡，觀測到木星的四顆衛(wèi)星，證明了地球并不是一切天體運(yùn)動(dòng)環(huán)繞的中心。用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測，他發(fā)現(xiàn)了月面的凹凸不平以及乳帶似的銀河原來是由許許多多獨(dú)立的恒星組成的。他還制成了空氣溫度計(jì)，這是世界上最早的溫度計(jì)。這些輝煌的成就，使他獲得了巨大的聲望。

1610年，伽利略接受了圖斯卡尼大公爵的邀請，回到他的故鄉(xiāng)，擔(dān)當(dāng)了大公爵的宮廷數(shù)學(xué)家兼哲學(xué)家。伽利略這樣做的目的是希望大公爵對(duì)他的科學(xué)研究給予資助。但是不久，他就受到教會(huì)的迫害。由于他勇敢的宣傳哥白尼的學(xué)說，1616年，被傳喚到羅馬的宗教裁判所。宗教裁判所譴責(zé)了哥白尼的學(xué)說，并責(zé)令伽利略保持沉默。1632年，伽利略發(fā)表《兩種世界觀的對(duì)話》一書，被教會(huì)認(rèn)為違反了1616年的禁令。伽利略被召到羅馬囚禁了幾個(gè)月，受到缺席審判，遭到苦刑和恐嚇，并被迫當(dāng)眾跪著表示"公開放棄、詛咒和痛恨地動(dòng)學(xué)說的錯(cuò)誤和異端"，最后被判處終身監(jiān)禁，他的書也被列為禁書。

1632年以后，伽利略專心致志于力學(xué)的研究，并于1638年完成了《兩種新科學(xué)的對(duì)話》。由于教會(huì)的禁令，這部書無法在意大利出版，只能在荷蘭秘密刊行。這部書是伽利略最偉大和最重要的著作。伽利略首先研究了慣性運(yùn)動(dòng)和落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，為牛頓第一定律和第二定律的研究鋪平了道路。他堅(jiān)持"自然科學(xué)書籍要用數(shù)學(xué)來寫"的觀點(diǎn)，倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合，用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論的推導(dǎo)。這種研究方法對(duì)以后的科學(xué)研究工作具有重大的指導(dǎo)意義。

1642年，伽利略在貧病交加中逝世，享年78歲。1983年，羅馬教廷正式承認(rèn)，350年前宗教裁判所對(duì)伽利略的審判是錯(cuò)誤的。開普勒

開普勒(JohannesKepler,1571-1630),德國天文學(xué)家，幼年體弱多病，12歲時(shí)入修道院學(xué)習(xí)。1587年進(jìn)入蒂賓根大學(xué)，在校中遇到秘密宣傳哥白尼學(xué)說的天文學(xué)教授麥斯特林。在他的影響下，很快成為哥白尼學(xué)說的忠實(shí)維護(hù)者。

開普勒1591年獲得文學(xué)碩士學(xué)位，后來想當(dāng)路德教派牧師而學(xué)神學(xué)。因得到大學(xué)的有力推薦，中止了神學(xué)課程，去奧地利格拉茨的路德派高中任數(shù)學(xué)教師，開始研究天文學(xué)。1596年出版《宇宙的神秘》一書受到第谷的賞識(shí)，應(yīng)邀到布拉格附近的天文臺(tái)做研究工作。1600年，到布拉格成為第谷的助手。次年第谷去世，開普勒成為第谷事業(yè)的繼承人。

開普勒視力不佳，但還是作了不少觀測工作，1604年9月30日在蛇夫座附近出現(xiàn)一顆新星，最亮?xí)r比木星還亮。開普勒對(duì)這顆新星進(jìn)行了17個(gè)月的觀測并發(fā)表了觀測結(jié)果。

歷史上稱它為開普勒新星(這是一顆銀河系內(nèi)的超新星)。1607年，他觀測了一顆大彗星，就是后來的哈雷彗星。

開普勒對(duì)光學(xué)很有研究。1604年發(fā)表《對(duì)威蒂略的補(bǔ)充--天文光學(xué)說明》。1611年出版《光學(xué)》一書，這是一本闡述近代望遠(yuǎn)鏡理論的著作。他把伽里略望遠(yuǎn)鏡的凹透鏡目鏡改成小凸透鏡，這種望遠(yuǎn)鏡被稱為開普勒望遠(yuǎn)鏡。

開普勒還發(fā)現(xiàn)大氣折射的近似定律，用很簡單的方法計(jì)算大氣折射，并且說明在天頂大氣折射為零。他最先認(rèn)為大氣有重量，并且正確地說明月全食時(shí)月亮呈紅色是由于一部分太陽光被地球大氣折射后投射到月亮上而造成的。

開普勒用很長時(shí)間對(duì)第谷遺留下來的觀測資料進(jìn)行分析，他在分析火星的公轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，無論按哥白尼的方法還是按托勒密或第谷的方法，算出的軌道都不能同第谷的觀測資料相吻合，他堅(jiān)信觀測的結(jié)果，于是他想到火星可能不是作當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，他改用各種不同的幾何曲線來表示火星的運(yùn)動(dòng)軌跡，終于發(fā)現(xiàn)了"火星沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，太陽處于焦點(diǎn)之一的位置"這一定律，接著他又發(fā)現(xiàn)雖然火星運(yùn)行的速度是不均勻的，在近日點(diǎn)時(shí)快，遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)慢，但是，從任何一點(diǎn)開始，在單位時(shí)間內(nèi)，向徑掃過的面積卻是不變的。

這樣就得出了關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的第二條定律："行星的向徑在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。"這兩條定律，刊布于1609年出版的《新天文學(xué)》一書。書中他還指出，這兩條定律同樣適用于其他行星和月球的運(yùn)動(dòng)。1612年，開普勒的保護(hù)人魯?shù)婪蚨辣黄韧宋唬虼怂搽x開布拉格，去奧地利的林茨。當(dāng)?shù)貙ｉT為他設(shè)立了一個(gè)數(shù)學(xué)家的職務(wù)。

經(jīng)過長期繁復(fù)的計(jì)算和無數(shù)次失敗，他終于發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的第三條定律："行星公轉(zhuǎn)周期的平方等于軌道半長軸的立方?quot;這一結(jié)果發(fā)表在1619年出版的《宇宙和諧論》中。行星運(yùn)動(dòng)三定律的發(fā)現(xiàn)為經(jīng)典天文學(xué)奠定了基石，并導(dǎo)致數(shù)十年后萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)。

他出版的《哥白尼天文學(xué)概要》敘述他對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)和大小的觀點(diǎn)；在《彗星論》中，他指出彗尾總是背著太陽，是因?yàn)樘柟馀懦忮珙^的物質(zhì)所造成；1627年出版的《魯?shù)婪蛐潜怼肥歉鶕?jù)他的行星運(yùn)動(dòng)定律和第谷的觀測資料編制的。根據(jù)此表可以知道行星的位置，其精度比以前的任何星表都高，直到十八世紀(jì)中葉，它一直被視為天文學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)星表。

他于1629年出版的《稀奇的1631年天象》中預(yù)言1631年11月7日水星凌日現(xiàn)象，12月6日金星也將凌日，果然如期觀測到了水星凌日，而金星凌日西歐看不到。1630年，他幾個(gè)月領(lǐng)不到薪水，經(jīng)濟(jì)困難，不得不親自前往雷根斯堡索取。在那里突然高燒，幾天后在貧病交困中去世。世界航天大事記１、1957年10月4日前蘇聯(lián)發(fā)射世界第一顆人造地球衛(wèi)星。半年后，美國的人造衛(wèi)星上天。

２、1959年9月12日前蘇聯(lián)發(fā)射"月球"2號(hào)探測器，為世界上第一個(gè)撞擊月球表面的航天器。

３、1961年4月12日前蘇聯(lián)宇航員加加林成為世界第一位飛入太空的人。

４、1969年7月20日美國宇航員阿姆斯特朗乘坐"阿波羅"11號(hào)飛船，成為人類踏上月球的第一人。

５、1970年12月15日前蘇聯(lián)"金星"7號(hào)探測器首次在金星上著陸。

６、1971年4月9日前蘇聯(lián)"禮炮"1號(hào)空間站成為人類進(jìn)入太空的第一個(gè)空間站。兩年后,美國將"天空實(shí)驗(yàn)室"空間站送入太空。

７、1971年12月2日前蘇聯(lián)"火星"３號(hào)探測器在火星表面著陸。5年后，美國的"海盜"火星探測器登陸火星。８、1981年4月12日世界第一架航天飛機(jī)---美國"哥倫比亞"號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射成功。

９、1986年1月28日美國航天飛機(jī)"挑戰(zhàn)者"號(hào)在升空7３秒后爆炸。

１０、1986年2月20日前蘇聯(lián)發(fā)射"和平"號(hào)空間站,服役已經(jīng)超期８年，至今仍在運(yùn)行，是目前最成功的人類空間站。

１１、1993年11月1日美、俄簽署協(xié)議，決定在"和平"號(hào)空間站的基礎(chǔ)上，建造一座國際空間站，命名為阿爾法國際空間站。世界首位宇航員加加林

新華社莫斯科１０月１４日電（記者魏忠杰）１９６１年４月１２日，身著９０公斤重的太空服，原蘇聯(lián)首位宇航員加加林乘坐重達(dá)４.７５噸的“東方”號(hào)宇宙飛船進(jìn)入太空，成為世界上第一個(gè)進(jìn)入宇宙空間和從宇宙中看到地球全貌的人。加加林１９３４年３月９日出生于原蘇聯(lián)斯摩棱斯克州格扎茨克區(qū)的一個(gè)農(nóng)民家庭。１９５１年，他以優(yōu)異成績畢業(yè)于柳別爾齊職業(yè)中學(xué)，成為受訓(xùn)冶金工人并繼續(xù)在薩拉托夫工業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)習(xí)，業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)飛行。１９５５年以優(yōu)異成績從工業(yè)技術(shù)學(xué)校畢業(yè)后，開始在奧倫堡航空軍事學(xué)校學(xué)習(xí)飛行，１９５７年參加原蘇聯(lián)軍隊(duì)，并成為原蘇聯(lián)北方艦隊(duì)航空軍團(tuán)的一名殲擊機(jī)飛行員。１９５９年１０月，原蘇聯(lián)首位宇航員的選拔工作在全國展開。加加林從３４００多名３５歲以下的空軍飛行員中脫穎而出，成為２０名入選者中的一員，并于１９６０年３月開始在原蘇聯(lián)宇航員訓(xùn)練中心接受培訓(xùn)。在訓(xùn)練中，加加林憑借其堅(jiān)定的信念、優(yōu)秀的體質(zhì)、樂觀主義精神和過人的機(jī)智成為原蘇聯(lián)第一名宇航員?！皷|方”號(hào)宇宙飛船于１９６１年４月１２日莫斯科時(shí)間上午９時(shí)零７分發(fā)射，在最大高度為３０１公里的軌道上繞地球一周，歷時(shí)１小時(shí)４８分鐘，于上午１０時(shí)５５分降落在原蘇聯(lián)境內(nèi)。這次飛行之后，世界各國報(bào)紙立即對(duì)此進(jìn)行了報(bào)道，使加加林的名字在全球家喻戶曉。加加林也因此榮獲列寧勛章并被授予“蘇聯(lián)英雄”和“蘇聯(lián)宇航員”稱號(hào)。在這次歷史性的飛行之后，加加林曾多次出國，訪問過２７個(gè)國家，２２個(gè)城市授予他榮譽(yù)市民稱號(hào)。

首次太空飛行之后，加加林積極參加訓(xùn)練其他宇航員的工作，１９６１年５月成為宇航員隊(duì)長，１９６３年１２月榮升為宇航員訓(xùn)練中心副主任。在訓(xùn)練其他宇航員的同時(shí)，他自己并沒有放棄訓(xùn)練，夢想著能夠再次進(jìn)入太空。１９６７年４月，他完成了“聯(lián)盟”號(hào)飛船首次飛行的培訓(xùn)準(zhǔn)備工作，成為宇航員科馬羅夫的替補(bǔ)。他在進(jìn)行宇航訓(xùn)練之余，并未放棄駕駛殲擊機(jī)，還專門進(jìn)入茹科夫斯基航空軍事學(xué)院繼續(xù)學(xué)習(xí)飛行，并于１９６８年畢業(yè)。１９６８年３月２７日，他和飛行教練員謝廖金在一次例行訓(xùn)練飛行中，因一架雙座噴氣式飛機(jī)墜毀而罹難。加加林死后，其骨灰被安葬在克里姆林宮墻壁龕里，他的故鄉(xiāng)格扎茨克被命名為加加林城，他訓(xùn)練所在的宇航員訓(xùn)練中心也以他的名字命名。為紀(jì)念加加林首次進(jìn)入太空的壯舉，俄羅斯把每年的４月１２日定為宇航節(jié)，在這一天舉行隆重的紀(jì)念活動(dòng)，緬懷這位英雄人物。中國首位太空人--楊利偉

新華網(wǎng)北京10月15日電“神舟”五號(hào)飛船正在環(huán)繞地球飛行。新華社記者通過北京航天指揮控制中心指揮大廳的大屏幕，目睹了中國第一位走進(jìn)外太空的航天員楊利偉在飛船中的“非?！鄙?。

凌晨5時(shí)20分，在航天員出征儀式上，楊利偉表示，要聚精會(huì)神地做好每一個(gè)動(dòng)作，決不辜負(fù)祖國和人民的期望。

5時(shí)30分，身著銀灰色太空服的楊利偉向中國載人航天工程總指揮李繼耐報(bào)告：請示出征。

6時(shí)15分，進(jìn)入飛船返回艙的楊利偉坐到了用合成材料特制的座椅上，在起飛前他完成了100多個(gè)動(dòng)作。9時(shí)整，托舉著“神舟”五號(hào)飛船的“長征”二號(hào)F型運(yùn)載火箭在轟鳴中直刺藍(lán)天，載著楊利偉開始了萬眾矚目的太空之旅。

9時(shí)31分許，停泊在南太平洋的遠(yuǎn)望二號(hào)捕獲飛船信息，“神舟”五號(hào)飛船的艙內(nèi)圖像清晰地顯示在北京指控中心的大屏幕上，楊利偉的聲音在大廳中響起。在與醫(yī)學(xué)監(jiān)督醫(yī)生通話時(shí)，他顯得相當(dāng)沉穩(wěn)：“我感覺良好！”

10時(shí)許，“