1.开普勒定律
德国天文学家开普勒研究发现了行星运动的三大定律:
第一定律即“轨道定律”:所有的行星都在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳位于这些椭圆的一个焦点上。根据该定律知道,行星沿椭圆轨道围绕太阳运动,不同时刻到太阳的距离是不相同的。
第二定律即“面积定律”:行星和太阳之间的连线在相等的时间间隔里扫过的面积相等。根据该定律知道,行星在轨道上运行的速度是不均匀的,当它离太阳最近时,运行速度最快,当它离太阳最远时,即位于轨道的另一侧时,速度最慢。也就是,行星在近日点附近要比在远日点附近运动得快。椭圆轨道越扁,速度变化越显著。相反,在近乎圆形的椭圆轨道上围绕太阳运转的行星,比如地球,其速度在运行过程中几乎保持不变。
第三定律即“周期定律”:行星的公转周期T的平方与它们轨道半长轴a的立方成正比。即:
由第三定律知道,行星距离太阳越远,公转周期越长,轨道半径与周期之间有确切的数量关系。
开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动