Ðịnh luật thứ I Kepler

**emonhaquemoira** · 03-20-2009, 04:50 AM

Cho đến năm 1609, những nhà Thiên văn học vẫn còn nghĩ là quỹ đạo các hành tinh là sự phối hợp của các đường tròn.

Nhưng Kepler khi nghiên cứu các bản kê thiên văn của Tycho Brahe, ông đổi quan điểm nghiên cứu: thay vì giả sử con đường đi các hành tinh là những sự phối hợp các đường tròn, ông thử tìm một hình dạng tổng quát cho mọi quỹ đạo . Ông dùng vị trí của Mars trên trời mà Brahe đã vẽ ra và Kepler hiểu ngay rằng các quỹ đạo đó có hình ellipse mà mặt trời chiếm một trong 2 tiêu điểm. Từ đó ông phát biểu:

Quỹ đạo của các hành tinh là những hình ellipse mà mặt trời chiếm một trong 2 tiêu điểm

Hình ellipse là hình trong mặt phẳng được vẽ bởi điểm M theo hệ thức giữa hai tiêu điểm F và F' cho trước:
MF + MF' = k (hằng số)

Người ta cũng định nghĩa

nửa trục lớn D
nửa trục nhỏ d
khoảng cách hai tiêu điểm FF'
độ lệch tâm (vị trí xa trung tâm) e = FF'/2D

Hình ellipse

Aphélie (điểm viễn nhật) là điểm mà hành tinh xa mặt trời nhất (nghĩa là chuyển động của nó chậm nhất, chúng ta sẽ xem định luật Kepler II dưới đây) và điểm périhélie là điểm hành tinh gần mặt trời nhất Centre = tâm, Soleil = mặt trời

Ellipse được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau và hình dáng tùy theo trục d và D

Nếu d = D , ellipse trở thành hình tròn

Người ta cũng định nghĩa ellipse theo độ lệch tâm . Ðộ lệch tâm của ellipse là tỷ số giữa khoảng cách của một trong hai tiêu điểm đến tâm của nó trên chiều dài D. Từ đó độ lệch tâm là một số giữa 0 và 1

Ðộ lệch tâm càng nhỏ, ellipse càng gần giống vòng tròn

Ðộ lệch tâm càng lớn, ellipse càng dẹp

Những hành tinh được biết ở thời Kepler và trước đó có độ lệch rất nhỏ nên những nhà thiên văn xem quỹ đạo chúng là những đường tròn mà Kepler đã tìm ra sự thiếu chính xác nơi họ. Kepler dùng độ lệch tâm của Mars là 0,093 bởi vì nếu dùng Mercure thì độ lệch tâm là 0,21 nên khó quan sát. Còn Pluton thì chưa được biết tới.

Nhận xét:
Mọi vật đi trong quỹ đạo quanh mặt trời đều theo luật Kepler I
Quỹ đạo các hành tinh thường có độ lệch tâm nhỏ, có khi là đường tròn
Các sao chổi và một số tiểu hành tinh (astéroïde) thì trái lại, quỹ đạo của chúng có độ lệch tâm rât lớn là hình ellipse rất dẹp
Các vệ tinh, thiên nhiên hay nhân tạo đều theo quỹ đạo ellipse của Kepler
Mặt trăng, viễn vọng kính không gian Hubble hay ISS là những vệ tinh của trái đất. Ba quỹ đạo của chúng có cùng môt tiêu điểm chung, đó là trọng tâm trái đất

Theo Vật lý Sư Phạm