Вашата кошница е празна

Пазаруване

Количество: 0

Общо: 0,00

0

Развитие на небесната механика

Развитие на небесната механика

Анимацията ни въвежда в света на астрономи и физици, променили нашата представа за вселената.

Физика и астрономия

Ключови думи

Кеплер, Галилео Галилей, Нютон, Айнщайн, Коперник, Тихо Брахе, Бруно, Джордано Бруно, астроном, физик, хелиоцентричен, светоглед, Слънчева система, вселена, елиптична траектория, ден, планета, Луна, Юпитер, Млечен Път, инквизиция, фокусна точка, закон, безкраен, изгорена на клада, смятане, гравитация, правото на сила, теория на относителността, пространство-времето, скорост на светлината, Механика, астрономия, астрофизиката, физика, учен, наблюдение

Свързани ресурси

Въпроси

  • С какво механично устройство се измерва равномерното праволинейно движение?
  • Спътниците на коя планета са открити от Галилей?
  • Кой астрономичен модел НЕ подкрепя Галилей?
  • С кой метод Галилей революционизира науката?
  • Какво представлява теорията?
  • Кораб се движи в тихо море по права линия с равномерна скорост. Кое е творденията НЕ е вярно?
  • Тяло оказва натиск върху земята със сила 10 С каква сила земята оказва натиск върху тялото?
  • Какво става с тяло, което се движи равномерно и праволинейно, ако никаква сила не въздейства върху него?
  • Защо едно движещо се по масата тяло спира?
  • Две тела, едното тежко, другото леко, се ускоряват с една и съща сила. Какво е ускорението на телата?
  • Две тела, едното 1 кг, другото 10 кг, се ускоряват от една и съща сила. Какво е ускорението на телата?
  • Кое оказва по-голямо гравитационно въздействие? Топката на Земята или Земята на топката?
  • Кой от математическите методи НЕ е открит от Нютон?
  • Каква е орбитата на планетите, обикалящи около Слънцето?
  • В коя част на орбитата скоростта на планетите е по-голяма?
  • На чии измервания се опира Кеплер, когато разработва законите за движението на планетите?
  • Колко закона за движението на планетите създава Кеплер?
  • Кое е най-голямата заслуга на Кеплер?
  • Кой става асистент на Тихо Брахе?
  • Кой използва измерванията на Брахе, за да разработи законите за движението на планетите?
  • С какво допринася най-вече за развитието на науката Тихо Брахе?
  • Вярно ли е твърдението, че според Брахе Земята се върти около Слънцето?
  • Как Брахе доказва, че небето не е вечно и непроменимо?
  • Кое твърдение е вярно за хелиоцентричния модел?
  • Каква е орбитата на планетите според Коперник?
  • Защо Коперник е държал на кръглата форма на орбитите?
  • Какво наричаме "коперникова революция"?
  • Кой друг, освен Коперник, разработва хелиоцентричната система?
  • Как умира Джордано Бруно?
  • Защо е осъден на смърт Джордано Бруно?
  • Какво твърди Джордано Бруно за звездите?
  • Какво твърди Джордано Бруно за размерите на вселената?
  • Вярно ли е, че Бруно създава своя модел въз основа на математически методи и точни наблюдения?
  • Коя от теориите НЕ е на Айнщайн?
  • Коя сила се обяснява от общата теория на относителността?
  • Кое от следните не е относително според специалната теория на относителността?
  • Какво се случва с един часовник, който върви бързо?
  • Как общата теория на относителността обяснява гравитацията?
  • Какво ще се случи, ако се движим със скоростта на светлината?
  • Каква ще бъде скоростта на светлината, ако се движим в посока към нея с половината от скоростта на светлината (300 000 км/с)?
  • Часовникът на наблюдател, който се движи в посока към Земята, се забавя. Каква промяна вижда този наблюдател на земните часовници?
  • В коя наука не е творил Клавдий Птоломей?
  • Коя е най-важната характеристика на Птоломеевата система?
  • Какво означава елипсоподобен?
  • Къде е живял и работил Птоломей?
  • Докога остават в сила схващанията на Птоломей?

Сцени

Астрономи и физици

  • Птоломей
  • Николай Коперник
  • Тихо Брахе
  • Йохан Кеплер
  • Галилео Галилей
  • Джордано Бруно
  • Исак Нютон
  • Алберт Айнщайн

Николай Коперник

С името на полския астроном Николай Коперник е свързано формулирането на хелиоцентричната система. В ІІІ в. пр. Хр. древногръцкият учен Аристарх също предлага хелиоцентричен модел, той обаче остава в сянката на геоцентричния модел на Птоломей, който от ІІ в. нататък става общоприет.

Коперник разработва собствен хелиоцентричен модел, който публикува в труд, излязъл през 1543 г. С помощта на хелиоцентричния модел движението на небесните тела може да се обясни много по-просто, отколкото с геоцентричния. По метафизични причини Коперник обаче се придържа към предположението, че орбитите са съвършени окръжности, от което моделът му доста се усложнява. Тази грешка е преодоляна по-късно от Кеплер, който въвежда елипсовидната орбита.

Влиянието на Коперник е огромно, тъй като отмества Земята от предопределеното й място като център на вселената. Тази радикална промяна е наречена Коперникова революция.

Тихо Брахе

Тихо Брахе записва името си в историята на науката най-вече с точните си астрономически наблюдения и измервания. През 1572 г. той наблюдава избухването на супернова, което разколебава установеното по онова време убеждение, че небето е вечно и непроменимо. Изчислявайки траекторията на комета, той доказва, че кометите не са атмосферни явления. В неговите астрономически представи планетите кръжат около Слънцето, Земята обаче не е планета, а неподвижният център на вселената. През 1600 г., година преди смъртта си, взема за асистент Йохан Кеплер, комуто предава резултатите от своите измервания. Изключително точните астрономически наблюдения на Брахе дават на Кепрел материал, за да разработи трите закона за движение на планетите.

Йохан Кеплер

Йохан Кеплер постига най-големи успехи в описанието на движението на планетите. В своя хелиоцентричен модел по метафизични причини Коперник предполага, че орбитите на планетите са правилни окръжности. Това обаче не отговаря на наблюденията. Коперник разработва сложна система от циклични орбити - цикли и епицикли - в която планетата се движи в окръжност, нейният център също се движи в окръжност, чийто център се движи в окръжност и т.н. Този модел е изключително сложен и всъщност предположението за циклични орбити се оказва излишно.

Кеплер коригира грешката като отхвърля идеята за "съвършеното", "божествено" движение в окръжност и избира по-простото решение: планетите се движат около Слънцето по елипсовидна орбита. В един от центровете стои Слънцето. Това е първият закон на Кеплер.

Според втория закон планетите се движат по-бързо в близост до Слънцето, отколкото отдалечени, а лъчът, който свързва планетата и Слънцето, докосва едни и същи територии при повторение във времето.

Третият закон на Кеплер описва орбиталния период на планетите, които се движат на различно разстояние от Слънцето: квадратите на периодите на обикаляне на планетите около Слънцето се отнасят, както кубовете на разстоянието им до Слънцето.

При разработването на трите закона за движението на планетите Кеплер в голяма степен се опира на точните измервания на Тихо Брахе.

Галилео Галилей

Италианският учен Галилео Галилей се смята за един от основоположниците на съвременната научна методология. Той въвежда експерименталния метод, който позволява изследването на явленията при определени методологични условия и под контрол, при многократно повторение. По време на научното изследване се формулират предположения, хипотези, тяхната правота се проверява с експерименти и наблюдения. Ако предположението се докаже, то се превръща в теория.

Галилей изследва небето с телескоп и през 1610 г. открива четири спътника на Юпитер. Те са наречени на негово име Галилееви спътници. Открива планините и кратерите на Луната, изследва слънчевите петна, и открива, че Млечният път се състои от звезди.

Галилей следва коперниковия хелиоцентричен модел. Той има високопоставени привърженици сред църковния елит, негов почитател е папа Павел V, както и наследникът му, папа Орбан VІІІ, който осигурява годишна рента на Галилей. Ученият не удовлетворява молбата на папата да не взема недвусмислена позиция по въпроса за хелиоцентричния модел и в съчинението си "Диалог" официалната позиция на църквата е представена от простичкия Симплициус. Инквизицията го осъжда за накърняване на авторитета на папата и го задължава да се отрече от учението си, поставен е под домашен арест. Противно на общоразпространеното схващане, никога не е бил в затвор, нито са го измъчвали, а папската рента продължава да получава и след присъдата.

Галилей има значителни постижения и в областта на физиката. Той доказва, че ускорението на телата не зависи от тяхната маса, ако се абстрахираме от съпротивлението на въздуха. Принципът на относителността на Галилей твърди, че между системи, които извършват равномерно праволинейно движение не може да се установи разлика с никакво механично устройство: такова движение е относително, можем да твърдим, че първото тяло се движи спрямо второто, както и обратното: че второто се движи спрямо първото. В едно напълно спокойно море за кораба с никакъв експеримент не може да се докаже, че е в покой или че извършва равномерно праволинейно движение. В своята специална теория на относителността Айнщайн разпростира принципа на Галилей от закон на механиката в закон за цялата физика.

Джордано Бруно

Джордано Бруно е италиански философ и учен, който доразвива коперниковия хелиоцентричен модел. Коперник поставя в центъра на вселената Слънцето, вместо Земята. Бруно отива и по-далеч, твърдейки, че и Слънцето не е център на вселената, звездите също са слънца, около тях кръжат планети, на които може да има живот. Според Бруно вселената е безкрайна. Освен с космология, Бруно се занимава и с философия, теология, както и с магия. Последовател на пантеизма, той вярва, че Бог и природа са едно и също. Вярва във прераждането на душата, отрича учението за Светата троица и смята Исус Христос за магьосник, който е бил обесен. Инквизицията обявява Джордано Бруно за еретик, осъжда го и през 1600 г. той е изгорен на клада.

Исак Нютон

Нютон е английски физик и философ, който поставя началото на интегралното и диференциалното смятане, занимава се с оптика, изследва природата на светлината, създава наречения на негово име рефлекторен телескоп, формулира закона за гравитацията и полага основите на механиката.

Според първия закон на Нютон всяко тяло запазва състоянието си на движение, докато външна сила не го изведе от това състояние. С това отхвърля погрешното схващане, водещо началото си от Аристотел, че за да бъде приведено едно тяло в движение, е необходима сила. Всъщност, силата е необходима не за поддържане на равномерното движение, а за промяната на състоянието на движение: ускоряването на свободно падащото тяло се дължи на гравитацията, забавянето на плъзгащото се тяло пък се дължи на триенето.

Вторият закон на Нютов постановява, че ускорението на тялото е право пропорционално на чистата сила, която влияе върху тялото; фактор за пропорционалността е масата. По-трудно е да се промени движението на тела с по-голяма маса: масата е мярка за инертност.

Третият закон е закон за действието и противодействието: според него при взаимодействие между две тела, те си въздействат с еднаква по големина и противоположна по посока сила.

Според закона на Нютон за гравитацията всеки две произволно взети тела се привличат взаимно. Силата на гравитацията е пропорционална на масата на двете тела. Нютон предполага, че същото привличане - гравитацията - управлява движението на планетите и въздейства и върху земните тела. По този начин той обединява небесната и земната механика.

В негова чест единицата за сила в SI-системата носи името нютон. Почитан е и до днес като един от най-влиятелните физици и математици, един от основателите на съвременната наука.

Алберт Айнщайн

Алберт Айнщайн е един от най-великите физици на ХХ век. Той създава специалната теория на относителността, която революционизира понятията за пространство и време. Според нея скоростта на светлината е константа, 300 000 км/с, за всеки наблюдател, независимо дали се движи или е в покой по отношение на източника на светлина. Според специалната теория на относителността скоростта на светлината е крайна, движещите се тела не могат да я превишат. Когато едно тяло приближава скоростта на светлината, времето се забавя, масата се увеличава, тялото се скъсява. Ако двама наблюдатели се движат равномерно един спрямо друг, всеки един от тях може да бъде възприет в покой: движението е относително, и поради постоянната скорост на светлината може да се направи извода, че разстоянието, масата и времето са относителни величини. Например, ако двама наблюдатели се движат равномерно един спрямо друг, тогава и двамата забелязват, че часовникът на другия се забавя. Тези относителни въздействия имат значение само при много висока скорост. В ежедневието те нямат значение, но в техниката често се прилагат. Следствие от специалната теория на относителността е прочутото уравнение на Айнщайн E = mc², според което енергията и масата и преминават едно в друго. Това се използва, например, в атомните централи или при атомната бомба.

Общата теория на относителността дава обяснение на явлениято гравитация. Според нея телата, поради масата, която притежават, изкривяват пространство-времето, това изкривяване очертава орбитата на телата, които се движат в гравитационното поле.

Освен двете теории на относителността, Айнщайн има и множество други научни постижения. Чрез анализа на брауновото движение доказва атомния състав на материята, а с обяснението на фотоелектричните явления доказва, че и светлината е съставена от частици, както и наличието на фотони, за което получава Нобелова награда.

Анимация

Птоломей

Клавдий Птоломей е живял в Египет в І и ІІ в. сл. Хр., тогава в рамките на Римската империя. Дейността му е свързана с град Александрия. Гръцки писател полихистор, той обобщава древното астрономическо знание. От голямо значение са математическите и географските му трудове. Чак до ХVІІ век неговите схващания са общоприети в астрономическите кръгове, а църквата се придържа към създадения от него (и наречен на него) модел като към догма.

Геоцентричната представа за света изхожда от видимото и с просто око движение на небесните тела. Според нея земята е кълбовидна и около нея се движат в кръг всички останали небесни тела с постоянна, но различна за отделните тела, скорост.

Моделът на Птоломей показва редица отклонения с измерванията, затова той го модифицира. Планетата се движи по кръгова орбита, наречена епицикъл, центърът на епицикъла също се движи по кръгова орбита около Земята.

Така оформеният модел е доста по-точен и дава отговор на въпроса защо видимата орбита на планетите понякога има отклонения. Въпреки това моделът не отразява напълно действителността. Ето защо се налага астрономът да въведе не само един, а повече епицикли, ако иска да направи точни изчисления.

Така изчисленията стават прекалено сложни. Този проблем е решен много по-късно от Коперник и Кеплер.

Дикторски текст

Клавдий Птоломей е живял в Египет в І и ІІ в. сл. Хр., тогава в рамките на Римската империя. Дейността му е свързана с град Александрия. Гръцки писател полихистор, той обобщава древното астрономическо знание. От голямо значение са математическите и географските му трудове. Чак до ХVІІ век неговите схващания са общоприети в астрономическите кръгове, а църквата се придържа към създадения от него (и наречен на него) модел като към догма. Геоцентричната представа за света изхожда от видимото и с просто око движение на небесните тела. Според нея земята е кълбовидна и около нея се движат в кръг всички останали небесни тела с постоянна, но различна за отделните тела, скорост.

С името на полския астроном Николай Коперник е свързано формулирането на хелиоцентричната система. Коперник отмества Земята от предопределеното й място като център на вселената, с което основно преобръща философията и науката. Тази радикална промяна е наречена Коперникова революция.

Тихо Брахе записва името си в историята на науката най-вече с точните си астрономически наблюдения и измервания. Той взема за асистент Йохан Кеплер, комуто предава резултатите от своите измервания. Изключително точните астрономически наблюдения на Брахе дават на Кепрел материал, за да разработи трите закона за движение на планетите.

Йохан Кеплер постига най-големи успехи в описанието на движението на планетите. В своя хелиоцентричен модел по метафизични причини Коперник предполага, че орбитите на планетите са правилни окръжности. Тези предположения могат да се съчетаят с наблюденията само по много сложен начин. Кеплер коригира грешката като заявява: планетите се движат около Слънцето не по кръгла, а по елипсовидна орбита. При разработването на трите закона на за движението на планетите Кеплер в голяма степен се опира на точните измервания на Тихо Брахе.

Джордано Бруно твърди, че Слънцето не е център на вселената. Той разглежда звездите като слънца, около които кръжат планети, на които може да има живот. Освен с космология, Бруно се занимава и с философия, теология, както и с магия. Инквизицията обявява Джордано Бруно за еретик, осъжда го и през 1600 г. той е изгорен на клада.

Галилео Галилей се смята за един от основоположниците на съвременната научна методология. Той въвежда експерименталния метод, който позволява изследването на явленията при определени методологични условия и под контрол, при многократно повторение. Галилей следва хелиоцентричния модел. Той доказва, че ускорението на телата не зависи от тяхната маса, ако се абстрахираме от съпротивлението на въздуха. Формулира принципа на относителността на Галилей, който Айнщайн разпростира от закон на механиката в закон за цялата физика.

Нютон поставя началото на интегралното и диференциалното смятане, занимава се с оптика, изследва природата на светлината, създава наречения на негово име рефлекторен телескоп, формулира закона за гравитацията и полага основите на механиката. Установява, че силата променя състоянието на движение на телата: т.е., че за самото движение не е необходима външна сила, което означава скъсване с традицията, която идва още от Аристотел. Нютон предполага, че същото привличане - гравитацията - управлява движението на планетите и въздейства и върху земните тела. По този начин той обединява небесната и земната механика. Почитан е и до днес като един от най-влиятелните физици и математици, един от основателите на съвременната наука.

Алберт Айнщайн е един от най-великите физик на ХХ век. Той създава специалната теория на относителността, която революционизира понятията за пространство и време. Прочутото уравнение на Айнщайн E = mc², според което енергията и масата и преминават едно в друго. Това се използва, например, в атомните централи или при атомната бомба. Общата теория на относителността дава обяснение на явлениято гравитация. Според нея телата, поради масата, която притежават, изкривяват пространство-времето, това изкривяване очертава орбитата на телата, които се движат в гравитационното поле. Айнщайн анализа брауновото движение и доказва атомния състав на материята, а с обяснението на фотоелектричните явления доказва, че и светлината е съставена от частици, както и наличието на фотони, за което получава Нобелова награда.

Свързани ресурси

Физиците, които промениха света

Тези изключителни учени оказват огромно въздействие върху развитието на физиката като наука.

Развитие на атомния модел

Основни етапи в развитието на представите за строежа на атома до наши дни

Закони на Кеплер

Трите важни закона, които описват движението на планетите, са формулирани от Йохан Кеплер.

Слънчева система, oрбити на планетите

Около Слънцето обикалят 8 планети, които описват строго определени мислени линии,...

Гравитационни вълни (ЛИГО)

Когато тела с голяма маса се движат с ускорение, около тях се образуват вълни в...

Ателието на Галилео Галилей

Научните открития на Галилео Галилей допринесли много за развитието на физиката и...

Лабораторията на Мария Кюри

Мария Кюри, единственият човек, удостоен два пъти с Нобелова награда в две различни...

Занимателна география: астрономия

Слънчевата система крие множество любопитни факти.

Принципи на механиката

В анимацията се демонстрират трите принципа на механиката, формулирани от сър Исак Нютон,...

Взаимодействие на сили

Анимацията демонстрира действието на силите при търкаляне и при хлъзгане.

Галактиката Млечен път

Диаметърът на нашата Галактика е около 100 000 светлинни години и броят на звездите в...

Kepler space telescope

The Kepler space telescope was launched by NASA to discover Earth-like planets orbiting...

Torsion balances

A force can be measured by measuring the twisting of the torsion wire in a torsion balance.

Мисия "Нови хоризонти"

"Нови хоризонти" е космическа сонда, изстреляна през 2006 г., която изследва Плутон и...

Мисия Дон (Зора)

Изследванията на Веста и Церера ни дават информация за ранния период на Слънчевата...

Космическият телескоп „Хъбъл“

Работата на космическия телескоп „Хъбъл“ не е подложена на влиянието на атмосферата.

Оптически телескопи

В анимацията са показани най-важните огледални телескопи и телескопи с лещи, които се...

Полетът на Юрий Гагарин в Космоса (1961)

На 12 април 1961 г. от съветския космодрум Байконур излита космическият кораб „Восток-1“...

Voyager space probes

The Voyager space probes were the first man-made objects to leave the Solar System. They...

Видове изкуствени спътници

Обикалящите около Земята изкуствени спътници се използват и за мирни, и за военни цели.

Програма за изследване на Марс

Космически сонди и марсоходи изследват структурата на Марс и възможните следи от живот.

Типове звезди

Еволюция на звездите със средна и голяма маса.

Нашите астрономически съседи

Близки планети, звезди и галактики

Атомна електроцентрала

В атомните електроцентрали освободената при ядрената реакция енергия се преобразува в...

Обсерватория

Астрономическите обсерватории обикновено се строят на голяма надморска височина, за да се...

Безтегловност

По своя път космическият кораб е в състояние на постоянно свободно падане.

Термоядрен реактор

Термоядреният синтез е природосъобразен и неограничен на практика източник на енергия.

Наклонената кула в Пиза (14. век)

Средновековната камбанария на катедралата в Пиза е най-известната наклонена кула в света.

Атомни бомби (1945)

Атомната бомба е едно от най-разрушителните оръжия в човешката история.

"Спутник-1"

Произведеният в Съветския съюз спътник е първият космически апарат, изстрелян от Земята в...

Jupiter

Jupiter is the largest planet of the Solar System, it has two and a half times the mass...

Space Shuttle

The Space Shuttle was a manned, reusable spacecraft operated by NASA.

Международна космическа станция (МКС)

В създаването на международната космическа станция са участвали 16 държави.

Кацане на Луната: 20 юли 1969 г.

Първият човек, стъпил на Луната, е един от членовете на екипажа на "Аполо-11" Нийл Армстронг.

Added to your cart.