140 likes | 310 Views
M Ů ŽEME POCHOPIT VESMÍR, VE KTERÉM ŽIJEME?. Doc. Ing. Milan KÁLAL, CSc. Katedra fyzikální elektroniky FJFI ČVUT v Praze. Přednáška pro studenty Univerzity třetího věku. Metodologie vědeckého poznání. Pozorování konkrétního jevu v přírodě
E N D
MŮŽEME POCHOPIT VESMÍR, VE KTERÉM ŽIJEME? Doc. Ing. Milan KÁLAL, CSc. Katedra fyzikální elektroniky FJFI ČVUT v Praze Přednáška pro studenty Univerzity třetího věku
Metodologie vědeckého poznání • Pozorování konkrétního jevu v přírodě • Snaha o jeho vysvětlení na základě dosavadních znalostí – fyzikální model • Formulace matematického vyjádření • Porovnání výsledků výpočtu s realitou • Pokud souhlasí, považujeme model za OK • Pokud nesouhlasí, musíme hledat jiný způsob vysvětlení(jiný fyzikální model)
KARDINÁLNÍ OTÁZKA PROČ ?
Příklad: odhalení gravitace • Nebeská klenba – stálice vs planety • Geocentrický model (Země středem vesmíru):Ptolemaios(85-165)velmi složitý popis pohybu planet • Heliocentrický model (Slunce středem vesmíru): Nicholas Copernicus(1473-1543)zásadní zjednodušení popisu • Detailní pozorování pohybu planet:Tycho de Brahe(1546-1601)Johanes Kepler(1571-1630) • Gravitační zákon: Isaac Newton (1643-1727)
Tycho de Brahe • * 14. 12. 1546 Knutstorpa ve Scanii (Dánsko) • † 24. 10. 1601 Praha • Astronom pocházející z dánské větve starobylého skandinávského šlechtického rodu. • V Kodani studoval rétoriku a pak filozofii, v Lipsku (1562–65) práva. Po návratu do Dánska kvůli dědictví pobýval v Rostocku (1566 měl souboj s Manderupem Pasbergerem, při němž ztratil část ucha a nosu: opatřil si náhražku ze slitiny zlata a stříbra), poté ve Wittemberku a v Augsburgu. V r. 1571 se opět vrátil do Dánska, kde mu po smrti otcově zařídil strýc Sten Bille chemickou laboratoř a astronomickou observatoř v Herischwadtu. Záhy znovu cestoval po Německu, severní Itálii a Švýcarsku. Pobýval v Řezně v době korunovace Rudolfa II. císařem a seznámil se tu s Tadeášem Hájkem z Hájku. V l. 1575–97 pobýval v Dánsku. Král Fridrich II. mu udělil v r. 1576 roční důchod 500 tolarů a daroval ostrov Hven v Öresundu, kde si s vynaložením 100 tisíc tolarů vybudoval observatoř Uranienborg. Po smrti krále Fridricha II. převládli v okolí jeho nástupce Kristiána IV. Brahovi nepřátelé. Proto B. přešel na výzvu Tadeáše Hájka z Hájku do Čech, převezl si sem přístroje z Uranienborgu a konal astronomická pozorování v Benátkách nad Jizerou a pak v Praze. Pracoval v Čechách pouze 4 roky. Zemřel náhle při hostině u Petra Voka z Rožmberka. • Byl v první řadě vynikajícím konstruktérem astronomických přístrojů. Zvětšil několikanásobně jejich rozměry a tím dosáhl kvalitativně vyšší přesnosti pozorování. Rozpracoval kompromisní geoheliocentrickou soustavu: Země v ní byla sice nehybným středem planetární soustavy, kolem ní však v této soustavě obíhal pouze Měsíc a Slunce, všechny ostatní planety však obíhaly Slunce. Údaje B. matematicky vyhodnocoval Jan Kepler, který z nich vypočetl oběhové zákony planet v rámci heliocentrické soustavy. B. synkreze geocentrismu a heliocentrismu byla vědecky fukční až do dob Isaaca Newtona.
Keplerovy zákony 1. Keplerův zákon - Planety obíhají kolem Slunce po eliptických drahách, v jejichž jednom společném ohnisku je Slunce. 2. Keplerův zákon - Plochy opsané průvodičem planety (spojnice planety a Slunce) za stejný čas jsou stejně velké. 3. Keplerův zákon - Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet je stejný jako poměr třetích mocnin jejich velkých poloos (středních vzdáleností těchto planet od Slunce).
Keplerovy zákony: • - byly získány na základě pozorování • byl jim dán matematický tvar • celkem dobře popisovaly realitu • Kepler ale nedokázal odpovědět na otázku: • PROČ jsou tyto zákony právě takové, jaké jsou? • Na tuto otázku našel odpověď až Isaac Newton • postulováním principu gravitace !!!
Newtonův gravitační zákon Každá dvě tělesa se přitahujísilou, která je přímo úměrná součinu jejich hmotnosti a nepřímo úměrnádruhé mocnině jejich vzdálenosti: • kde: • F je velikost gravitační síly mezi dvěma hmotnými body • ϰ je gravitační konstanta • m1 je hmotnost prvního hmotného bodu • m2 je hmotnost druhého hmotného bodu • r je vzdálenost obou hmotných bodů • Vektor této síly leží na spojnici hmotných bodů těchto těles. • Síla je centrální. • Síla, kterou se přitahují každá tělesa, se nazývá gravitační síla.
A Brief History of Astronomy http://cassfos02.ucsd.edu/public/tutorial/History.html
KARDINÁLNÍ OTÁZKA PROČ SE DVĚ HMOTY PŘITAHUJÍ?