kopernik

Mikołaj Kopernik
i jego teoria
Adam Michalec
Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego
Waldemar Ogłoza
Instytut Fizyki Uniwersytetu Pedagogicznego
Mikołaj Kopernik
1473-1543
Mikołaj Kopernik
Mikołaj Kopernik
1473-1543
Model geocentryczny
Model geocentryczny
Ptolemeusz
Deferenty, epicykle, ekwanty ...
Skomplikowana struktura
geometryczna, niezbędna
dla wyjaśnienia ruchu
wstecznego planet przy
zastosowaniu jednostajnie
obracających się okręgów
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)
Ruch wsteczny jako wynik
ruchu planety i ruchu Ziemi
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”
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)
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)
Obiekty na horyzoncie
Ziemia
Położenie Bieguna Niebieskiego
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
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
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)
Siła Coriolisa
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
Astrometryczne oszacowanie
odległości ciał niebieskich
Tycho Brahe
Paralaksa geocentryczna
-efekt wirowania Ziemi
Księżyc
Atmosfera
paralaksa
Ziemia
Duża
Średnia
Mała
Paralaksa heliocentryczna
- orbitalny ruch Ziemi
Paralaksa
Model świata Tycho Brahe
Galileusz
Fazy Wenus
Schemat zmienności faz Wenus
Współczesne zdjęcia i rysunek Galileusza
Warunki widoczności Wenus
Galileszowe księżyce Jowisza
-miniatura Układu Słonecznego
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)

Wiatr rzeczywisty i pozorny
Aberracja światła
Wiatr rzeczywisty:
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
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  = 0.77233”
• Jej odległość D od Słońca wyrażona w parsekach
wynosi:
D = 1/
= 1.295 pc
• Najdokładniejsze pomiary paralaks wykonał satelita Hipparcos (brak
niekorzystnych efektów atmosferycznych np.: seeingu).
Prawa Keplera
- uściślenie teorii Kopernika
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.
I
(oczywiście zmienia się wartość i kierunek wektora
chwilowej prędkości V
najszybciej planety poruszają się w peryhelium a
najwolniej w aphelium)
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.