给学生一双明亮的眼睛——谈物理教学中观察能力的培养

观察是人类有目的、有计划地利用感官去认识自然界各种现象的活动，观察在物理学发展史中起过极其重要的作用．牛顿万有引力定律的建立，是和开普勒发现行星运动三定律密切相关的；而开普勒是一位视力极差的天文学家，他的研究素材完全是他的老师、天文学家第谷长期天文观察的结果．可以说，没有第谷长期辛勤观察所积累的浩瀚的天文资料，就没有开普勒三定律，也就是没有整个牛顿力学，     

从Kepler到Newton—从万有引力定律的发现谈起

1 万有引力定律的诞生 德国天文学家开普勒（Kepler）是丹麦著名天文学家第谷（Tycho Brahe）的学生和继承人,他根据第谷毕生观测留下的宝贵资料,孜孜不倦地对行星运动进行深入的研究,提出了行星运动三大定律．第一定律：行星绕太阳的轨道为椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,这是根据观测数据总结的;     

数学应用的故事8——计算行星轨道

在第谷·布拉赫(1546~1601,丹麦人)和开普勒(1571~1630,德国人)之前,人们一直都认为行星轨道是圆,无论是托勒玫还是哥白尼,都认为星球是作着圆周运动.第谷第谷·布拉赫是观察力极强的天文学家,一辈子观察记录了750颗行星资料,他观察各行星的位置误差不超过0.67度.就是数百年后有了现代仪器的我们也不能不惊叹他当时观察的准确.第谷在1596年就看到开普勒出版的《宇宙的奥秘》一书,感到他是一个天才.于是从德国招他来继承自己的事业.开普勒身体瘦弱,眼睛近视又散光,观天自然很不合适,但是他有一个非常聪明的数学哲学头脑.第谷去世前,将观察数…     

开普勒定律的建立及对教学的启示

一、开普勒定律建立的历史回顾[1]16世纪末 ,出生于丹麦的天文学家第谷 (TychoBrahe,15 46～ 16 0 1) ,二十年如一日 ,仔细地观察并记录了行星在天球上的位置 ,绘制出上千颗恒星非常精确的星图 .他测量和记录了 2 0年来的行星位置 ,误差不超过 0 .2°.第谷描绘的宇宙体系 ,既不同于托勒玫(C.Ptolemy,约 90— 16 8)的 ,也有别于哥白尼的 .第谷认为地球不动并处于宇宙中心 ,月亮绕地球旋转 ,太阳率领除地球之外的五大行星绕地球旋转 ,且五大行星围绕太阳旋转 .由于第谷的数据精度比验证哥白尼学说所需要的要高得多 ,人们发现哥白尼的行星圆…     

《万有引力定律》检测题(二)

一、选择题 l、下面关于丹麦天文学家第谷,对行星的位 置进行观察所记录的数据,说法正确的是 A.这些数据在测量记录时误差相当大 B.这些数据说明太阳绕地球运动 C.这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运 动为模型得到的结果相吻合 D.这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模 型得到的     

妙用开普勒第三定律例谈

高中《物理》第一册(必修)第六章第一节“行星的运动”一节中详细介绍了德国天文学家开普勒(1571-1630)，在其导师丹麦伟大的天文学家第谷(1546-1601)连续20年对行星的位置进行观测所记录的数据时，以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题，所得结果与其导师的数据至少有8’的角度误差，开普     

第谷和他的地心说

高中课本《物理》第一册第161页上有一段关于丹麦天文学家第谷的叙述,为了让人们全面地恰当地评价第谷的科学贡献,我们再补充下而一些内容:天文学家第谷·布拉赫具有惊人的机械操作能力和制作技巧,他自制了各种大型仪器,进行观察。对行星的视位置,他的观察记录误差不大于0.07度。但是面对丰富而又精确的第一手资料。第谷却未能接受哥白尼的日心体系,错误地提出了一     

火星大冲

(接上期)火星观测史火星是地球轨道外的第一颗大行星,在夜空中,它是一个与众不同的亮度变化很大的暗红色星球。自古以来,火星不负其名,以它火一样的神奇,火一样的诱惑,吸引了一代又一代的观星者。那么,人类是怎样一步步地观察、探索火星的呢?在对火星的观测中,除了中国史书的文字记载外,较有系统的观测是从16世纪末期丹麦天文学家第谷近20年的肉眼裸视观测开始的。其后开普勒通过第谷留下的资料,创立了著名的开普勒行星运动三大定律。17世纪初,意大利天文学家伽利略将其最新发明的望远镜瞄向了星空。望远镜延长了天文学家的视线,使许多重大…     

开天辟地 石破天惊——爱因斯坦狭义相对论时间—空间结构简介

1.古典时空观 自古以来,人类就根据自己的生活经验不自觉地形成了关于时间和空间的观念,虽然并不十分清晰。到了十六、十七世纪的欧洲,古典天文学家第谷、哥白尼、托勒密、开普勒、牛顿等人才辈出。他们观察研究太阳、恒星、行星、彗星和卫星以及地面物体的运动。由于一切物体的运动都是在时间流程中实现空间位置改变,因而时间——空间概念变得清晰起来:空间,好比一个箱子或一间屋子,里面可以容纳物体及其运动,也可     

水星之谜

在肉眼能看到的水、金、火、木、土五大行星中,长期以来,水星是最让人难以捉摸的行星。因为它离太阳最近,它常常隐藏在强烈的阳光里,使你难以一睹它的容貌。就连波兰鼎鼎大名的天文学家哥白尼,也因没有看到过水星而终身遗恨。     

中国古代对行星视运动规律的认识

五星动态表是中国古代天文学家计算行星位置所必需的基本表格,其精密与否取决于天文学家对行星在一个会合周期中视运动规律的掌握程度。至迟从战国开始,天文学家通过对行星视运动的长期观测,逐渐掌握了行星的顺逆、迟疾和留等规律,并对造成这些现象的原因进行了深入的思考。梳理了西方近代天文学传入中国之前,中国古代天文学家对行星视运动规律的认识进程,这有助于我们审视行星运动理论的历史。     

小误差,大改革

德国著名的天文学家第谷,看到开普勒的《天体运动轨道的秘密》一书后,非常欣赏开普勒的数学才能,加上自已年事已高,便邀请比他小25岁的开普勒到布拉格天文台来工作。1600年开普勒来到了布拉格,没想到仅仅合作了一年,第谷便不幸去世。 第谷被人们称为“星学之王”,连续二十多年对行星的位置进行了精确的测量,积累了宝贵的观测数据,临终前他将自己所有的观测资料交给了开普勒,并希望开普勒完成他所未完成的星表。开普勒想从这些数据中,算出行星运动规律。 在开普勒时代已经发现太阳有六个行星(水星、金星、地球、火星、木星和土星),其中火星轨道形状和圆偏离最大,观测记录算出的结果是一个数值,理论计算     

万有引力定律的学习指要

一、掌握万有引力定律推导过程及内容根据圆周运动的条件可知行星必然受到一个太阳给的力.牛顿认为这是太阳对行星的引力,那么,太阳对行星的引力F应该为行星运动所受的向心力,即:     

“材”源滚滚

真理是不断创新的过程在古代很长的一段时间里,古希腊天文学家托勒密的"地心说"统治着人们的头脑。托勒密认为地球居于宇宙中央不动,日、月、星都环绕地球运行。后来,哥白尼推翻了托勒密的理论,提出了"日心说":太阳是宇宙的中心,其他星球围绕太阳运动。而后,布鲁诺继承并发展了哥白尼的"日心说",认为宇宙是无限的,太阳系只是无限宇宙中的一个天体系统。伽利略通过望远镜观察天体,发现月球表面凹凸不平,木星有四个卫星,太阳有黑子,银河由无数恒星组成,金星、水星都有盈亏现象等。不久,开普勒分析第谷·布拉赫的观察资料,发现行星沿椭圆轨道运行,并提出行星三大运动定律,为牛顿发现万有引力定律打下了基础……可以这样说:科学是不断发现的过程,真理是不断创新的过程。记忆关键调:"地心说"/"日心说"/宇宙是无限的/伽利略/行星三大运动定律/牛顿/万有引力定律     

探访“信使”的“信使”

水星恐怕是肉眼可见的行星中最“诡异”的一颗。由于非常靠近太阳,它只会短暂地出现在黎明或者黄昏的霞光之中。正因为如此,在公元前4世纪以前,希腊天文学家甚至认为它是两个不同的天体：一个出现在日出前,一个出现在日落后。一年到头能看见水星的机会只有几次,每一次也就持续几周。     

中国的“天眼”

作为一名中学生,中国的“天眼”能否找到外星人,或许是你最感兴趣的话题. 门缝与窗口 人类用肉眼观测日月星辰由来已久.所以,要想查明谁首先发现了火星,是不可能的,因为人类能用肉眼看到这颗行星.可以肯定的是,1609年,是意大利天文学家伽利略,首先用一个由两块自己打磨的透镜组成的最原始的光学望远镜,对火星进行了观察,开创了人类的观测天文学.     

神秘的水星

水星是太阳系九大行星中个儿最小、距离太阳最近的行星。古代罗马人将它命名为墨丘利。墨丘利是罗马神话中诸神之间的信使,他行走如飞,多才多艺。水星和信使墨丘利一样,在天空中飞跑着,似乎从不会在同一地点出现两次。水星是我们能用肉眼看到的五颗行星之一,但也是最难看到的一颗,因为它的轨道总在不断变化。早在1847年,一位法国天文学家就宣称自己知道了水星轨道变化之谜———一定是一颗更小的行星在作怪。他说,那颗小行星离太阳更近,所以应该命名为火神星,正是它的引力才使水星偏离轨道的。在此之后的许多年里,他和世界上其他的天文学家…     

冥王星降“级”啦

冥王星不是太阳系的第九大行星吗?怎么降级了,难道它也“犯规”了?听说这个变更是最近研究出来的。在国际天文学会联合会第26届大会上,2000名天文学家经过热烈的讨论,最后一致决定,太阳系家族由三个部分组成:一是8个行星(不是大行星);二是矮行星;三是太阳系小天体。这是根据大会通过的行星定义决定的。根据行星的定义,太阳系只有8颗行星,它们是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。原来也是其中一员的冥王星被排斥在外了。这一决定,影响深远,今后的教科书也会按此改写。以前总是有人在找“第十大行星”,还有人宣布他已经…     

地球不孤单

寻找一个“新地球”,在太阳系外发现类似地球的宜居行星,一直以来都是天文学家的梦想。自20世纪90年代初,天文学家借助各类天文望远镜,在太阳系外的星系已经发现了超过800颗的行星,但这些行星宜居的可能性很小。     

“复仇女神”困扰科学家

1846年,天文学家注意到天王星以一种与牛顿第一定律相矛盾的规律偏离正常轨道“摆动”,这意味着科学家们只有两种选择:要么重写牛顿的物理定律,要么“发明”一颗新的行星来解释这种奇怪的重力拖曳现象,结果天文学家们发现了“海王星”的存在。