发布时间 : 星期六 文章南京大学-天文学史-选修课更新完毕开始阅读
第三卷 太阳视运动的计算方法。 第四卷 关于月球的视运动。
第五、六卷 关于行星的视运动。 3．《天体运行论》出版的意义
①动摇了宗教统治的理论支柱。
②自然科学向教会发布的“独立宣言”。
③天文学跨入近代科学大门。为其他科学发展打开通道。 4．《天体运行论》的缺陷
① 认为宇宙有限，太阳位于宇宙中心，保留“恒星天”概念。 ②恪守天体只能作匀速圆周运动的观念，保留本轮和均轮体系。 三、不屈的布鲁诺
1548年生于意大利南部诺拉的贫穷家庭。
17岁入那不勒斯多明我会修道院。28岁离开意大利到瑞士、法国、英国等地流浪，到处宣传哥白尼学说。
36岁（1584年）出版《论无限、宇宙和众世界》（De L'Infinito, Universo et Mondi）。提出宇宙无限和太阳并不是宇宙中心的思想。
1591年，他到达威尼斯。次年被捕。1600年2月17日，火刑于罗马百花广场（Campo di Fiori）。
四、观测天文大师——第谷·布拉赫
1546年12月14日出生于丹麦斯科讷（今属瑞典）。 16岁进莱比锡大学学习法律，对天文学感兴趣。 24岁回丹麦。
1572年11月11日黄昏发现新星。1573年出版《论新星》。
30岁在汶岛建天文台——天堡和星堡。设计制造多种天文仪器。测量天体位置精度达2′。坚持多年测定行星视位置。
探讨宇宙体系理论。
51岁离开汶岛。53岁到达布拉格，在城郊建天文台观测。 1600年2月德国青年天文学家开普勒拜访第谷。次年第谷临终前把行星运动资料交于开普勒。他们两人的合作是科学史上实测工作与理论工作紧密配合取得辉煌成功的范例。 五、天空的立法者——开普勒
1571年12月27日生于德国南部符腾堡地区魏尔市。
17岁靠奖学金进入蒂宾根大学。师从麦斯特林学习天文学。 20岁获硕士学位，留校学习神学。
23岁受蒂宾根大学评议会推荐至奥地利格拉茨地方基督教福音学校任教。同时编算星占历书。
1．探索宇宙奥秘
认为6个行星所在的天球球面正好外接于和内切于5种正多面体，发现
土星——正立方体——木星——正四面体——火星——正十二面体——地球——正二十面体——金星——正八面体——水星
1596年出版《宇宙的神秘》(Mysterium Cosmographicum),受第谷欣赏。 2．行星运动三定律的发现
1600年2月赴布拉格。1601年接受第谷临终托付。
首先研究地球在轨道上的运动速度变化。得出结果：在相同的时间里，太阳到地球的连线扫过的面积相等。推广为行星运动第二定律，即面积定律。
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然后推算火星轨道，发现有8′误差，改用椭圆轨道则符合，于是作出结论：火星在椭圆轨道上绕太阳运动，太阳位于其中一个焦点上。推广为行星运动第一定律，即椭圆定律。
1609年出版《新天文学》（Astronomia Nova）,公布一、二定律。 1609－1619期间继续研究，最后发现：行星到太阳的平均距离的立方与其公转周期的平方成正比。这是行星运动第三定律，又称调和定律。用公式表示为：R13／T12＝R23／T22。
1619年出版《宇宙的和谐》(Harmonice Mundi),公布第三定律。
1617－1621年间，分三部分出版《哥白尼天文学概要》(Epitome Astronomi? Copernican?)。 3．其他成就
1604年发现“开普勒新星”。 1611年出版《折光学》（Dioptrice）。
1627年出版《鲁道夫星表》(Tabul? Rudolphin?)。
探讨了行星绕太阳运动的物理原因。研究大气折射、彗星运动、水星凌日。
第八讲 早期的天文望远镜及其观测成就
一、天文望远镜问世 1．望远镜的发明
1608年荷兰眼镜商利帕席(H.Lippershey,约1570－1619)发明。 2．伽利略和他的天文望远镜
伽利略（Galileo Galilei, 1564—1642）1564年2月15日生于意大利的比萨（Pisa）。 17岁入比萨大学学医。25岁任教。 28岁到帕多瓦大学任教。
1609年（45岁）制成天文望远镜。 二、伽利略的发现 1．观测月亮
1609年12月。发现“海”、山脉、环形山等。画首张月面图。 2．观测恒星
亮度增加，数量增多。昴星团。银河。 3．观测行星
1610年1月7日开始用望远镜观看木星。发现4颗伽利略卫星。 1610年出版《星际使者》(Sidereus Nuncius)。同年赴佛罗伦萨。 1610年8月观看金星。称：“爱神的母亲具有迪雅娜的形状”。 4．观测太阳
1610年末开始观测太阳。发现太阳黑子和太阳自转。 1613年出版《关于太阳黑子的书信》（Letere Sulle Macchie Solari）。 伽利略的工作开创了望远镜天文学的时代。 三、关于《两大世界体系的对话》
1632年2月于佛罗伦萨出版《关于托勒玫和哥白尼两大世界体系的对话》(Dialogo Sopre i Due Massimi Sistemi del Mondo, Tolemaico e Copernicano)。化8年写成。 书中三位主人公Salviati（作者化身）、Sagredo（作者朋友）和 Simplicio（地心说者），讨论4方面问题：
（1）天与地是否存在根本区别； （2）地球是否在自转；
（3）地球绕太阳还是太阳绕地球转动；
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（4）潮汐现象。
1633年春上宗教法庭。6月被迫“悔罪”，被判终身监禁。 1634年至阿切特里，软禁至1642年1月8日逝世。 四、17世纪的天文望远镜及其观测成就 1．开普勒式望远镜
1611年开普勒出版《光学》。 2．早期望远镜的色差
什么是色差？早期如何克服色差？ （1）采用长焦距望远镜
1673年波兰天文学家赫维留斯(J. Hevelius, 1611—1687) 制成了46 m长的望远镜。 法国天文学家G．D．卡西尼(G. D. Cassini, 1625—1712)的望远镜长41.5 m。 荷兰物理学家兼天文学家惠更斯(C. Hyugens, 1629—1695)的望远镜焦距37 m。 （2）牛顿式反射望远镜
1668年牛顿制成第一架反射望远镜。 3．赫维留斯和里乔利的月面图
1647年赫维留斯出版专著《月面图》。
意大利天文学家里乔利(G. Riccioli, 1598—1671)描绘月面图。 4．惠更斯的发现
1655年惠更斯发现土卫六（Titan）。
1656年3月发现土星光环。用字谜宣布：aaaaaaa ccccc d eeeee g h iiiiiii llll mm nnnnnnnnn oooo pp q rr s ttttt uuuuu。1659年出版《土星系》(Systema Saturnium), 确认发现：Annulo cingitur, tenui, plano, nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato。意思是：有环围绕，环薄而平，没有一处与（土星）本体相连，而与黄道斜交。 5．卡西尼的发现
1664年G.D.卡西尼发现木星带纹和大红斑。测定木星自转周期。观测木星凌木。 1666年测定火星自转周期为24h 40m (今值为24h 37m)。 1668年编制木卫星历表（导致罗默测定光速）。
1673年测太阳视差为9.5″，相应于日地距离1．4亿km 。 1675年发现土星环缝，推测光环构成。 6．罗默测定光速
丹麦天文学家罗默(O. C. R?mer, 1644—1710)于1672年起在巴黎天文台观测木星对木卫一的掩食。
1676年宣布光穿过地球轨道直径需时22分钟（今测值16分38秒）。由此算得光速约25万km／sec，意义重大。
第九讲 万有引力定律的发现和证实
一、 万有引力定律的发现 1． 牛顿生平简介
牛顿（Isaac Newton, 1642－1727）1642年12月25日（新历1643年1月4日）出生于英国林肯郡沃尔斯索普村。 12岁进格兰瑟姆文科中学。
18岁进剑桥大学三一（Trinity）学院学数学。 24岁进入该校教师团。 25岁获硕士学位。
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26岁任数学教授职位。
60岁（1703年）起任英国皇家学会会长。 1727年3月20日（新历3月31日）逝世。
牛顿在科学史上是一位划时代的人物，树立了一个里程碑。 2． 发现万有引力定律的背景 16世纪前亚里士多德的见解。
1586年比利时力学家斯台文（S．Stevin, 1548－1620）的发现。 伽利略的斜面实验和抛射体运动的研究。区分速度和加速度的概念。 开普勒探讨太阳驱动行星。
1659年惠更斯由单摆摆动得圆周运动规律：向心加速度与速度平方成正比与距离成反比。（于1673年发表）。
j＝V2／R （1）
1673年后英国科学家胡克(R. Hooke, 1635—1702)、哈雷（E．Halley, 1656－1742）和雷恩（C. Wren，1632—1723）讨论太阳引力与行星距离关系。行星1和行星2据开普勒第三定律满足：
T22／T12＝R23／R13 （2） 用行星的轨道速度为
V1＝2πR1／T1， V2＝2πR2／T2， 上式代入（1）得
j1／j2＝R1／R2·T22／T12 （2）式代入上式得：
j1／j2＝R12／R22 （3） （3）式表明：太阳引力与距离平方成反比。（1679）。 3． 牛顿的研究
（1） 抛射体绕地球的运动 （2） 月球绕地球的运动 V＝2πR／T
R＝384400km, T=27．32天
j＝V2／R ＝4π2R／T2 （4） j＝0.27 cm/s2
月球处地球重力加速度a，地面重力加速度为g：
g/ a＝r2/ R2 （5） g＝981 cm／s2， r＝6371 km a＝0．27 cm／s2。
（3） 行星绕日运动的推广
牛顿用流量和流数理论（即微积分）作计算，推导出太阳对行星的引力与行星离太阳的距离平方成反比。
1685年用流量和流数理论证明等密度球层球体相当于质量集中于质心。 1687年出版《自然哲学的数学原理》（Philosophi? Naturalis Principia Mathematica），提出完整的万有引力定律。
（4） 太阳系天体的轨道
证明在万有引力作用下，轨道是圆锥曲线。 （5） 论证并修正了开普勒行星运动定律
T12 （M+m1） R 13
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