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与莱普勒并称17世纪科学两巨子的伽利 [复制链接]

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年,开普勒成为第谷事业的继承人、并继任为皇帝鲁道夫二世的御用数学家。开普勒整理了第谷的遗作,并出版了第谷的《新天文学》和《释彗星》。

年9月30日开普勒在蛇夫座附近发现一颗新星,开普勒对这颗新星进行了17个月的观测并发表了观测结果,他发现有时这颗行星比木星还要亮。人们把它称为“开普勒新星”。后来经过科学证明这是一颗银河系内的超新星。年,开普勒还观测到了一颗大彗星,经过证实它就是后来的哈雷彗星。开普勒在光学领域也有卓越的贡献,是近代光学的莫基者。在研究透镜成像时,他最先提出了光线和光束的表示方法,更成功地改进望远镜年发表《对威蒂略的补充,天文光学说明》。

开普勒开始研究第谷留下的大量行星观察的资料。在众多数据中,以火星的数据最多,而当哥白尼的理论运用在火星轨道上时所产生的偏差又是最大的。开普勒由火星开始进行了探索。在经历无数次观察、运算失败之后,才意识到火星的轨道是椭圆形而不是圆形。

火星这微小而微妙的误差并没有逃过开普勒敏锐的眼睛,开普勒发现:总是偏离自己用正圆编制的火星运行表,于是他就尝试着改为偏心圆。无数次的试验后,开普勒意识到火星的轨道并不是一个圆周而是椭∠圆,这样用三角定点法测出地球的轨道也是椭圆,断定它运动的线速度跟它与太阳的距离有关。

根据这些,开普勒于年出版了《新天文学》)一书,提出了著名的开普勒第一和第二定律。开普勒第一定律:所有行星绕太阳运转的轨道つ太阳位于这些椭圆的一个焦点上。开普勒第二定是椭圆的,其大小不一,律:向量半径(行星与太阳的连线)在相等的时间里扫过的面积相等。由此得出了以下的结论:行星绕太阳运动是不等速的,离太阳近时速度快,离太阳远时速度慢。年,开普勒出版另一本书(宇宙谐和论》).开普勒发表了他的第三定律,开普勒第三定律是:行星公转周期(T)的平方与行星和太阳的平均距离(D)的立方成正比,这一定律可以把太阳系变成一个统一的物理体系。

开普勒第一和第二定律校正了哥白尼学说的一些错误,可以说是对哥白尼的日心说的进一步发展和丰高,初底地否定了统治千百年来的托勒密地心说。开普勒还指出,行星与太阳之间存在着相互的作用力,其作用力的大小与二者之间的距离长短成反比。开普勒不仅为哥白尼日心说找到了数量关系,更找到了物理上的依存关系,使天文学假说更符合自然界本身的真实年出版《光学》一书,这是一本述近代望远镜理论的著作,为折射望远镜的发明莫定了基础。他最早提出了光线和光東的表示法,还成功地改进了望远镜。他把伽里略望远镜的四透镜目镜改成小凸透镜,他所建立的这种望远镜被称为“开普勒望远镜”。

开普勒从几何光学的角度解释了“小孔成像”现象。指出光的强度和光源的距离的平方成反比。开普勒研究过光的折射问题,认为折射的大小不能单单从物质密度的大小来考虑。例如油的密度比水的密度小,而它的折射却比水的折射大,光的强度和距离的平方成反比。

开普勒还对人的视觉进行了研究,纠正了以前人们所认为的视觉是由眼睛的发射出光的错误观点。认为人看见物体是因为物体所发出的光通过眼睛的水晶体投射在视网膜上,并且解释了产生近视眼和远视眼的原因。

开普勒还发现大气折射的近似定律。最先认为大气有重量,指出由于一部分太阳光被地球大气折射后投射到月亮上造成月全食时月亮呈红色。

开普勒在《彗星论》中,通过观察根据彗尾总是背着太阳,得出了太阳光排斥彗星的物质所造成之一结论。年,开普勒行星运动定律和第谷的观测资料编制出版了《鲁道夫星表》。根据此表可以知道行星的位置,其精度非常高,直到十八世纪中叶,一直被视为天文学上的标准星表。

开普勒在天文学方面做出的巨大贡献,被后世科学史家称为“天上的立法者”。同时,开普勒在光学上也做出了巨大成就,是现代实验光学的奠基人。开普勒是近代自然科学的开创者之一。作为中世纪与近代交替时期的人物,现固了日心说的基石。作为著名天文学家第谷的学生和继承人,开普勒与意大利著名科学家伽利略是17世纪同时代的两位巨人。开普勒从理论的高度上对哥白尼学说做了科学论证,所发现的行星运动定律“改变了整个天文学”,为后来牛顿发现万有引力定律莫定了基础。

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