開普勒第三定律的誕生、應(yīng)用,類、比
牛頓38、開普勒第三定律的誕生、應(yīng)用,類、比

牛頓在1665~1666年間只用離心力定律和開普勒第三定律,因而只能證明圓軌道上的而不是橢圓軌道上的引力平方反比關(guān)系。
…離心力定律:見《牛頓21》…
…開普勒定律:見《牛頓22~37》…


開普勒第三定律:常見表述是:繞以太陽為焦點的橢圓軌道運行的所有行星,其各自橢圓軌道半長軸的立方(a3)與周期的平方(T2)之比是一個常量。
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德國天文學家約翰尼斯·開普勒根據(jù)丹麥天文學家第谷·布拉赫等人的觀測資料和星表,通過開普勒本人的觀測和分析后,于1609年在他出版的《新天文學》上發(fā)表了關(guān)于行星運動的前兩條定律,又于1618年,在《宇宙諧和論》提出了第三條定律。
…天、文、天文,學,天文學:見《伽利略1》…
(…《伽利略》:小說名…)
…第谷·布拉赫:見《牛頓24~31》…
…觀、測、觀測:見《伽利略3》…
…星表:見《牛頓25》“星歷表”…
…分、析、分析:見《歐幾里得36》…
(…《歐幾里得》:小說名…)
…定、律、定律:見《歐幾里得79》…
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開普勒第三定律為經(jīng)典力學的建立、牛頓的萬有引力定律的發(fā)現(xiàn),都作出重要的提示。
…經(jīng)典力學:見《伽利略78》…
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推導(dǎo)過程
…推、導(dǎo)、推導(dǎo):見《歐幾里得7》…
…過、程、過程:見《歐幾里得194》…
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萬有引力定律是用開普勒第三定律導(dǎo)出的,因此不能再用萬有引力定律來推導(dǎo)開普勒第三定律(循環(huán)論證是不嚴謹?shù)模?/p>
…嚴、謹、嚴謹:見《歐幾里得155》…
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開普勒第三定律是開普勒根據(jù)第谷的觀測數(shù)據(jù)計算出來的,沒有見過推導(dǎo)?!伴_普勒的推導(dǎo)過程”只能是與萬有引力定律的聯(lián)系,不能叫推導(dǎo)。
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觀測數(shù)據(jù)
下圖是開普勒發(fā)現(xiàn)第三定律時的原始數(shù)據(jù)表:


開普勒整理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),下圖下方的坐標中各點大致連成一條直線,因此他認為行星的運行周期T和R^(3/2)成正比(其中R?為軌道半徑)。
…^:乘方…
…R^(3/2):R的“3/2”次方…
…正比:見《牛頓18》…
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應(yīng)用實例
…應(yīng)、用、應(yīng)用:見《歐幾里得181》…
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天體
實際星體問題大多數(shù)為二體問題。實際應(yīng)用時,人們把開普勒定律看成是牛頓定律和萬有引力定律的表現(xiàn)形式。
…形、式、形式:見《歐幾里得13》…
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M為中心天體質(zhì)量,m為行星質(zhì)量。
在M>>m時,可以認為a^3/T^2=k,這就是開普勒第三定律的表達式,其中k為開普勒常數(shù)。
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由此可見,開普勒定律只是一個近似定律。
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二體問題
二體問題是天體力學中的一個基本問題,它是指可視為質(zhì)點的兩個天體在相互間唯一的萬有引力作用下的運動規(guī)律問題。二體問題可以用牛頓萬有引力定律和牛頓運動定律來描述并得到完全解決。開普勒三定律是二體問題的解。
…力、學、力學:見《伽利略9》…
…基、本、基本:見《歐幾里得2》…
…質(zhì)、點、質(zhì)點:見《牛頓4、5》…
…作、用、作用:見《歐幾里得68》…
…運、動、運動:見《伽利略9》…
…規(guī)、律、規(guī)律:見《歐幾里得43》…
…描、述、描述:見《伽利略34》…
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航天
“開普勒軌道”這個名詞是開普勒以后的人提出來的,并把開普勒軌道擴展到二體問題的解。由于航天器的軌道運動也符合開普勒三定律,因此開普勒軌道同樣適用于航天器。
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開普勒軌道定義包括:
…定、義、定義:見《歐幾里得28》…
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1、符合開普勒三定律的天體或航天器的運行軌道。
2、由二體問題的解得到的天體或航天器的運行軌道。
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由定義可知,開普勒的軌道也稱為二體問題軌道,符合上述定義的開普勒軌道也稱為理想的開普勒軌道。
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電學
開普勒第三定律也適用于部分電荷在點電場中運動的情況。因為庫侖力與萬有引力均遵循“平方反比”規(guī)律。通過類比可知,帶電粒子在電場中的橢圓運動也遵循開普勒第三定律。
…庫侖力:兩個靜止帶電體之間的靜電力…
…反比:見《牛頓19》…

…類(百度百科):《說文解字》:“類,種類相似,唯犬為甚。從犬、頪(lèi)聲?!比缑字住⒔韵嗨?、難以分別,是頪的意思。犬、頪疊加?!叭N繁多,以相似為種屬”是類的意思。
本義:很多相似事物的綜合。如:種類、類群、類別、分類、人類。
衍(yǎn)義:引申指“相似、好像”。如:類似、類同。
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形聲。從犬,頪(lèi)聲。從“犬”,因犬種類最相似。本義:種類…
[…衍、義、衍義:見《歐幾里得25、26》…
…形聲:一種造字法…是說字由“形”和“聲”兩部分合成,形旁和全字的意義有關(guān),聲旁和全字的讀音有關(guān)。如由形旁“氵(水)”和聲旁“工、可”分別合成“江、河”…]
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…類(百度漢語)2:1.許多相似或相同事物的綜合:種~。分~。同~。
2.用于性質(zhì)或特征相同或相似的事物:分成幾~。兩~性質(zhì)的問題。
3.類似:~人猿?!滦恰.嫽⒉怀煞础贰?/p>
(…綜、合、綜合:見《歐幾里得42》…
…性、質(zhì)、性質(zhì):見《歐幾里得37》…
…特、征、特征:見《歐幾里得32》…)
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“類比:一種推理方法,根據(jù)兩種事物在某些特征上的相似,做出它們在其他特征上也可能相似的結(jié)論。類比推理是一種或然性的推理,其結(jié)論是否正確還有待實踐證明。
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請看下集《牛頓39、類、比、類比,或然性,開普勒第三定律發(fā)展簡史》”
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若不知曉歷史,便看不清未來
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