Mikołaj Kopernik i jego teoria

Prezentacja na temat: "Mikołaj Kopernik i jego teoria"— Zapis prezentacji:

1 Mikołaj Kopernik i jego teoria
Adam Michalec Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego Waldemar Ogłoza Instytut Fizyki Uniwersytetu Pedagogicznego

2 Mikołaj Kopernik

3 Mikołaj Kopernik

4 Mikołaj Kopernik

5 Model geocentryczny

6 Model geocentryczny Ptolemeusz

7 Deferenty, epicykle, ekwanty ...
Skomplikowana struktura geometryczna, niezbędna dla wyjaśnienia ruchu wstecznego planet przy zastosowaniu jednostajnie obracających się okręgów

8

9

10 Niektóre z tez Kopernika:
„Środek Ziemi nie jest środkiem świata, ale jedynie środkiem ciężkości i środkiem drogi Księżyca Wszystkie drogi gwiazd błędnych otaczają Słońce Cokolwiek ruchomego dostrzegamy na całym firmamencie, nie pochodzi z jego własnego jakoby ruchu, ale wywołane jest ruchem Ziemi Jakikolwiek ruch wydawałoby się wykonywać Słońce, zjawisko takie nie pochodzi z własnego jego ruchu, lecz jest złudzeniem powstałym wskutek ruchu Ziemi Dostrzegane u błędnych gwiazd cofanie się wstecz i posuwanie naprzód nie jest własnym ich ruchem, ale złudzeniem, pochodzącym z obrotów samej Ziemi” (M.Kopernik)

11 Ruch wsteczny jako wynik ruchu planety i ruchu Ziemi

12 Kopernik o swoich przyszłych krytykach:
„ ...., którzy albo odczuwają wstręt do nauk żadnego zysku nieprzynoszących, albo pomimo nawoływania do oddania się filozofii z zamiłowaniem, z powodu tępoty umysłu pomiędzy filozofami wyglądają jak trutnie między pszczołami” (M. Kopernik, list do Papieża Pawła III”

13 Krytyka Kopernika „.. Ów Kopernik, w swojej głupocie, chce zburzyć wszystkie zasady astronomii” (M.Luter) „Niektórzy sądzą, że to znakomite wypracować rzecz tak absurdalną, jak ów sarmacki astronom, który porusza Ziemię i zatrzymuje Słońce. Zaiste władcy powinni powściągnąć utalentowaną lekkomyślność.” (F. Melanchton)

14 Kulistość globu ziemskiego
wyłanianie się masztów statków zza horyzontu zmiana wysokości Bieguna Niebieskiego przy zmianie szerokości geograficznej obserwatora okrągły kształt cienia Ziemi widoczny podczas zaćmienia Księżyca doświadczenie Eratostenesa (obserwacja wysokości górowania Słońca na różnych szerokościach geograficznych)

15 Obiekty na horyzoncie Ziemia

16 Położenie Bieguna Niebieskiego

17 Zarys cienia Ziemi na Księżycu
W czasie zaćmienia Księżyca cień Ziemi pada na Księżyc Cień Ziemi ma większą średnicę niż Księżyc lecz brzeg cienia jest zaokrąglony

18 Efekty ruchu wirowego Ziemi
Zjawisko dnia i nocy Spłaszczenie Ziemi przez siłę odśrodkową bezwładności Zależność ciężaru od szerokości geograficznej Siła Coriolisa Zmiana płaszczyzny wahań wahadła Foucaulta

19 Obrót Ziemi Okres obrotu Ziemi trwa 23h 56m 04.09s
Ziemia obraca się z zachodu na wschód Ponieważ Ziemia przemieszcza się wokół Słońca, to po obrocie o kąt 3600 musi obrócić się jeszcze dodatkowo o ok. 10 aby Słońce wróciło na swoją pozycję. Trwa to około 4 minut. Zatem doba słoneczna trwa 24h i jest dłuższa od doby gwiazdowej Kąt ~10 (zależy od pozycji Ziemi na orbicie)

20 Siła Coriolisa

21 Wahadło Foucaulta Na biegunie płaszczyzna wahań jest stała w przestrzeni (zasada zachowania momentu pędu) Dla obserwatora związanego z wirującą Ziemią płaszczyzna wahań będzie się pozornie skręcać a okres jej obrotu będzie równy okresowi obrotu Ziemi

22 Astrometryczne oszacowanie odległości ciał niebieskich
Tycho Brahe

23 Paralaksa geocentryczna -efekt wirowania Ziemi
Księżyc paralaksa Atmosfera Ziemia Duża Średnia Mała

24 Paralaksa heliocentryczna - orbitalny ruch Ziemi

25 Model świata Tycho Brahe

26 Galileusz

27 Fazy Wenus Schemat zmienności faz Wenus
Współczesne zdjęcia i rysunek Galileusza

28 Warunki widoczności Wenus

29 Galileszowe księżyce Jowisza -miniatura Układu Słonecznego

30 Aberracja światła - nieoczekiwane odkrycie
W roku 1725 J. Bradley odkrył, że w ciągu roku gwiazda zatacza na niebie niewielką elipsę, której rozmiary zależą od jej położenia względem płaszczyzny orbity Ziemi Jest to efekt dodania wektora prędkości światła (żółty) i prędkości Ziemi (zielony) 

31 Wiatr rzeczywisty i pozorny Aberracja światła
jest taki jak go czuje osoba nieruchoma. Wiatr pozorny: jest odczuwany przez osobę poruszającą się (np.: przez motocyklistę). Różni się on od rzeczywistego kierunkiem i prędkością tym bardziej im szybciej jedzie motocyklista. Podobne zjawisko dotyczy też światła Obserwowany kierunek rozchodzenia się światła jest zależny od wektora prędkości obserwatora. Zjawisko to nazywa się aberracją światła

32 Paralaksy trygonometryczne gwiazd
Pierwszą paralaksę zmierzył F.W. Bessel (1838) dla gwiazdy 61 Cyg . Wynosi ona = 0.26” Największa paralaksa do najbliższej gwiazdy (Proxima Cen) wynosi  = ” Jej odległość D od Słońca wyrażona w parsekach wynosi: D = 1/ = pc Najdokładniejsze pomiary paralaks wykonał satelita Hipparcos (brak niekorzystnych efektów atmosferycznych np.: seeingu).

33 Prawa Keplera - uściślenie teorii Kopernika
I Planety poruszają się po elipsach, Słońce leży w ognisku wspólnym dla wszystkich planet. II Prędkość polowa planet jest stała. Wektor wodzący zakreśla równe pola w równych przedziałach czasu. (oczywiście zmienia się wartość i kierunek wektora chwilowej prędkości V najszybciej planety poruszają się w peryhelium a najwolniej w aphelium)

34 2 IV Od 20:30 przy pomniku M.Kopernika na plantach zapraszamy na obserwacje Księżyca i Saturna (jeśli dopisze pogoda). W razie chmur (ale bez deszczu!) pokaz zdjęć astronomicznych. 3 IV O godzinie 19:00 w Collegium Maius UJ wykład: „Historia Kosmologii" wygłosi prof.. L. Sokołowski 3 IV Od 20:30 Zapraszamy na obserwacje przy pomniku M.Kopernika. 4 IV O godzinie 19:00 w Collegium Maius UJ wykład: "Tajemnice kalendarza i daty Wielkanocy" wygłosi dr W.Ogłoza 4.IV Od 20:30 Zapraszamy na obserwacje przy pomniku M.Kopernika.