Airteagal faoi Dlí Kepler
An gcuimhin leat fós ar an gcéad turas i gcarr? Agus tú i gcarr atá ag gluaiseacht, feiceann tú amhail is dá mbeadh crann nó foirgneamh ag bogadh. Ag an am sin, b’fhéidir go gceapfá go bhfuil na crainn nó na foirgnimh ag bogadh, agus tú féin agus an carr i do shuaimhneas. Déanta na fírinne, bogann tú féin agus an carr, agus na crainn nó na foirgnimh i do shuaimhneas. Bíonn an taithí seo de ghluaiseacht bhréige le fáil gach lá i ndáiríre. Gach maidin, bogann “éirí na gréine” ar an léaslíne thoir ansin siar agus “laghdaíonn” sé ar an léaslíne thiar san iarnóin.
Mar an gcéanna, san oíche, is minic a fheiceann tú an ghealach ag bogadh ón oirthear go dtí an t-iarthar. An ndearna tú smaoineamh nó buille faoi thuairim riamh gur bhog an ghrian agus an ghealach timpeall an domhain, agus an domhan i riocht suaimhnis?
Stair fhorbairt na réalteolaíochta
Mheas daoine a mhair sa seanré (luath-RC) freisin go raibh an ghrian, an ghealach, agus coirp neamhaí eile ag bogadh timpeall an domhain, agus an domhan i riocht suaimhnis. Is é sin le rá, meastar gurb é an domhan lár an chruinne (geo-lárnach). Tá an toimhde seo bunaithe ar thaithí céadfach theoranta na ndaoine, a bhreathnaíonn go laethúil ar an ngrian, an ghealach, agus na réaltaí ag gluaiseacht, agus an domhan ag mothú go bhfuil sé i riocht suaimhnis. Cosúil le bheith i ngluaisteán, feiceann tú amhail is dá mbeadh crainn nó foirgnimh ag bogadh. Rinne an réalteolaí Gréagach Claudius Ptolemaeus (100-170 AD) taighde agus d'fhorbair sé an toimhde gurb é an domhan lár an chruinne sa dara haois AD agus chreid sé ann ar feadh na 1400 bliain ina dhiaidh sin.
De réir Tholamaes, bhí an domhan i lár an chórais gréine. Timpeallaíonn an ghrian agus na pláinéid ciorcal (gluaiseacht rothlach) áit a dtimpeallaíonn lár an chiorcail seo an domhan i gcosán ciorclach (gluaiseacht réabhlóideach).
Sa bhliain 1543, mhol an réalteolaí Polannach Nicolaus Copernicus (1473-1543) samhail héililárnach, ina raibh an ghrian i lár an chórais gréine. Cuimsíonn na pláinéid an domhan timpeall ciorcail (gluaiseacht rothlach) áit a dtimpeallaíonn lár an chiorcail seo an ghrian i gcosán ciorclach (gluaiseacht réabhlóideach). Bhí tuiscint níos forbartha ag Copernicus ná mar a bhí ag Tolamaes mar gur chuir sé an ghrian i lár an chórais gréine. Mar sin féin, úsáideann Copernicus ciorcail fós mar chineál gluaiseachta pláinéadaí.
Spreagann díospóireachtaí spreagúla faoi mhúnlaí geolárnacha agus héililárnacha réalteolaithe chun breathnuithe níos cúramach a dhéanamh. Ag an am sin, ní raibh réalteolaithe ag breathnú ar chomhlachtaí neamhaí ach ag baint úsáide as na súile amháin, níor úsáid siad ionstraimí ar nós teileascóip ná déshúiligh réalta. Ag an am sin, ní raibh an teileascóp déanta. Rinneadh an teileascóp is féidir a úsáid chun comhlachtaí neamhaí a bhreathnú den chéad uair ag eolaí Iodálach, Galileo Galilei, sa bhliain 1609. D'úsáid Galileo a theileascóp saorga chun comhlachtaí neamhaí a bhreathnú agus d'úsáid sé a shonraí breathnóireachta chun argóint a dhéanamh le lucht tacaíochta an mhúnla geolárnacha.
Ba é réalteolaí cáiliúil Danmhargach darb ainm Tycho Brahe (1546-1601) an réalteolaí deireanach a bhreathnaigh ar chomhlachtaí neamhaí ag baint úsáide as na súile amháin. Tar éis dó breathnú ó 1576 go 1599, chomhoibrigh Tycho Brahe le réalteolaí Gearmánach, Johannes Kepler (1571-1630), a bhí ina mhatamaiticeoir freisin. Ba chúntóir ag Tycho Brahe é Kepler. Níor mhair an comhoibriú idir Tycho Brahe agus Kepler i bhfad mar fuair Tycho Brahe bás. Tar éis bhás Tycho Brahe, bhain Kepler úsáid as sonraí réalteolaíocha a fuair a mhúinteoir agus chaith sé thart ar fiche bliain dá shaol ag cruthú samhlacha matamaiticiúla chun gluaiseachtaí na bpláinéad a mhíniú.
Foilsíodh a chéad saothar i réimse na réalteolaíochta dar teideal Rúndiamhair na Cruinne sa bhliain 1596. Sa leabhar, lorg sé ailíniú idir fithis na bpláinéad de réir bhreathnuithe Copernicus agus Tycho Brahe . Ach theip ar Kepler comhchuibheas a aimsiú idir na samhlacha a d'fhorbair Copernicus agus Tolamaes le torthaí bhreathnuithe Tycho Brahe. Dá bhrí sin, thréig sé samhlacha Tolamaes agus Copernican agus ansin lorg sé samhlacha nua. Sa bhliain 1609, fuair Kepler amach go raibh eilipsí an-oiriúnach le torthaí bhreathnuithe Tycho Brahe. Ní úsáideann Kepler ciorcal a thuilleadh mar fhoirm de thrasnú na gcorp neamhaí, ach eilipsí.
Dlí Kepler
Cuireadh an dlí seo chun cinn ag Kepler, leathchéad bliain sular mhol Isaac Newton a thrí dhlí gluaiseachta agus dlí na himtharraingthe uilíche.
An chéad dlí ag Kepler
Is éilips é cosán gach phláinéid nuair a bhíonn sé timpeall na gréine, áit a bhfuil an ghrian ag aon fhócas amháin.
F1 agus F.2 is pointí fócasacha éilipseacha iad. Tá an ghrian ag ceann de na pointí fócasacha (mar shampla san íomhá roghnaithe F2), tá an pláinéad ag achar r2 ó F2 nó r1 ó F1Má athraíonn suíomh an phláinéid, r2 agus r1 athrú freisin.
Mar sin féin, bíonn r1 + r2 mar a chéile i gcónaí. Tugtar an leath-ais mhór ar an achar a agus tugtar an ais mhór ar 2a. Tugtar an leath-ais bheag ar an achar b agus tugtar an ais bheag ar 2b. Tá pointe fócais an éilips suite ag an achar c ón lár den éilips, áit a bhfuil c2 = a2 + b2.
Is é neamhghnáchúlacht (e) an éilips a chinneann cruth an éilips, áit a bhfuil e = c / a. Tá neamhghnáchúlacht éilips idir 0 agus 1 (0
Más ag foirceann clé an éilips atá an pláinéad (ar chlé ó F1 ) , is é a + c fad an phláinéid ón ngrian. Tugtar aiféiliún ar an bpointe seo. Nuair a bhíonn an pláinéad ag aiféiliún, bíonn an pláinéad ag a achar is faide ón ngrian. Más ag foirceann deas an éilips atá an pláinéad (ar dheis ó F2 ) , is é ac fad an phláinéid ón ngrian. Tugtar peirihéiliún ar an bpointe seo. Nuair a bhíonn an pláinéad ag pointe an peirihéiliún, bíonn an pláinéad ag an achar is gaire ón ngrian.
An dara dlí ag Kepler
An líne shamhailteach a tharraingítear ón ngrian go dtí an pláinéad, scuabann sí amach achar comhionann, don eatramh ama céanna.
Sa fhigiúr thíos, níl ach dhá shampla de limistéir ann, eadhon limistéar an abc agus limistéar an ade. Tá an méid céanna ag an dá limistéar seo. Le linn an eatraimh ama chéanna, scuabann an líne shamhailteach a nascann an pláinéad agus an ghrian an limistéar a bhfuil an méid céanna aige. Mar sin, nuair a bhogtar ó b go c (tá an pláinéad ag aiféil), bogann luas an phláinéid níos lú nó an phláinéid níos moille. Os a choinne sin, nuair a bhogtar ó d go e (tá an pláinéad ag perihéil), bogann luas an phláinéid níos mó nó an phláinéid níos tapúla. Mar sin, is é an ráta uasta pláinéadach nuair a bhíonn sé ag an bpointe perihéil agus an ráta íosta pláinéadach nuair a bhíonn sé ag an bpointe aiféil.
An tríú dlí ag Kepler
Cóimheas na gcearnóg den fithiseach tréimhse de phláinéid go dtí an ciúb de the meánfhaid an phláinéid le an ghrian (T2/r3) tairiseach, agus tá an luach mar an gcéanna do na pláinéid uile. Má tá T1 agus T2 luaigh tréimhse an dá phláinéad, r1 agus r2 léiríonn sé meánfhad gach pláinéid ón ngrian:
