Геоцентрическая Геоцентрическая система мира (от др.-греч. Γήζ (геос) Земля) представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды. Теоретики: Фалес Милетский, Пифагор, Клавдий Птолемей, Анаксимен, Анаксимандр Милетский, Аристотель, Плиний Старший.

Сферическая симметрия Космоса (Анаксимандр); - «Земля является тяжёлым телом, а естественным местом для тяжёлых тел является центр Вселенной; как показывает опыт, все тяжелые тела падают отвесно, а поскольку они движутся к центру мира, Земля находится в центре.» (Аристотель); - равенство дня и ночи во время равноденствий и то, что во время равноденствия восход и закат наблюдается на одной и той же линии (Плиний Старший). Обоснование геоцентризма

Отказ от геоцентризма XVII век События, приведшие к отказу от геоцентрической системы: - создание гелиоцентрической теории планетных движений Коперником; - телескопические открытия Галилея; - открытие законов Кеплера; - создание классической механики и открытие закона всемирного тяготения Ньютоном.

Гелиоцентрическая Гелиоцентрическая система мира (от др.-греч.(гелиос) Солнце) представление о об устройстве мироздания, согласно которому Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого вращается Земля и другие планеты. Теоретики: Аристарх Самосский, Николай Коперник, Иоганн Кеплер, Галилео Галилей, Джордано Бруно.

Развитие гелиоцентризма III век до н.э - Аристархом Самосским была предложена подлинно гелиоцентрическая система. XVI век - Николай Коперник разработал теорию движения планет вокруг Солнца XVI- XVII века: - Иоганн Кеплер (используя наблюдения Тихо Браге) вывел свои законы; - Галилео Галилей совершил ряд открытий с помощью своего телескопа.

1 из 15

Презентация на тему: Гелиоцентрическая система мира

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Великий польский астроном Николай Коперник (1473–1543) разработал гелиоцентрическую систему мира. Он совершил переворот в естествознании, отказавшись от принятого в течение многих веков учения о центральном положении Земли. Коперник объяснил видимые движения небесных светил вращением Земли вокруг оси и обращением планет, в том числе Земли, вокруг Солнца. Николай Коперник

№ слайда 3

Описание слайда:

Историческая справка о Н.Копернике Знаменитый астроном, преобразователь этой науки и положивший начало современному представлению о системе мира. Много спорили о том, был ли К. поляком или немцем; ныне национальность его не подлежит сомнению, так как отыскан список студентов Падуанского университета, в котором К. записан в числе учившихся там поляков. Родился в Торне, в купеческой семье. В 1491 г. поступил в Краковский университет, где с одинаковым усердием изучал математику, медицину и богословие. По окончании курса К. путешествовал по Германии и Италии, слушал лекции о разных университетах, а одно время даже и сам профессорствовал в Риме; в 1503 г. он вернулся в Краков и прожил тут целых семь лет, состоя профессором университета и занимаясь астрономическими наблюдениями. Однако, шумная жизнь университетских корпораций была не по душе К. и в 1510 г. он переселился к Фрауенбург, маленький городок на берегу Вислы, где провел всю остальную жизнь, состоя каноником католического костела и посвящая свои досуги астрономии и безвозмездному лечению больных

№ слайда 4

Описание слайда:

Коперник полагал, что Вселенная ограничена сферой неподвижных звезд, которые расположены на невообразимо огромных, но все-таки конечных расстояниях от нас и от Солнца. В учении Коперника утверждалась огромность Вселенной и бесконечность ее. Коперник также впервые в астрономии не только дал правильную схему строения Солнечной системы, но и определил относительные расстояния планет от солнца и вычислил период их обращения вокруг него.

№ слайда 5

Описание слайда:

Гелиоцентрическая система мира Коперника В центре мира находится Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил «сферу неподвижных звезд».

№ слайда 6

Описание слайда:

№ слайда 7

Описание слайда:

Гелиоцентрическая система мира Свою систему мира великий польский астроном Николай Коперник (1473-1543) изложил в книге “О вращениях небесных сфер”, вышедшей в год его смерти. В этой книге он доказал, что Вселенная устроена совсем не так, как много веков утверждала религия. Во все странах почти полтора тысячелетия владело умами людей ложное учение Птолемея, который утверждал, что Земля неподвижно покоится в центре Вселенной. Последователи Птолемея в угоду церкви придумывали все новые “разъяснения” и “доказательства” движения планет вокруг Земли, чтобы сохранить “истинность” и “святость” его ложного учения. Но от этого система Птолемея становилась все более надуманной и искусственной.

№ слайда 8

Описание слайда:

Задолго до Птолемея греческий ученый Аристарх утверждал, что Земля движется вокруг Солнца. Позже, в средние века, передовые ученые разделяли точку зрения Аристарха о строении мира и отвергали ложное учение Птолемея. Незадолго до Коперника великие итальянские ученые Николай Кузанский и Леонардо да Винчи утверждали, что Земля движется, что она совсем не находится в центре Вселенной и не занимает в ней исключительного положения. Почему же, несмотря на это, система Птолемея продолжала господствовать? Потому, что она опиралась на всесильную церковную власть, которая подавляла свободную мысль, мешала развитию науки. Кроме того, ученые, отвергавшие учение Птолемея и высказывавшие правильный взгляды на устройство Вселенной, не могли еще их убедительно обосновать.

№ слайда 9

Описание слайда:

Это удалось сделать только Николаю Копернику. После тридцати лет упорнейшего труда, долгих размышлений и сложных математических вычислений он показал, что Земля - только одна из планет, а все планеты обращаются вокруг Солнца. Своей книгой он бросил вызов церковным авторитетам, разоблачая их полное невежество в вопросах устройства Вселенной. Коперник не дожил до того времени, когда его книга распространилась по всему свету, открывая людям правду о Вселенной. Он был при смерти, когда друзья принесли и вложили в его холодеющие руки первый экземпляр книги.

№ слайда 10

Описание слайда:

Коперник родился в 1473 г. в польском городе Торуни. Он жил в трудное время, когда Польша и ее сосед - Русское государство - продолжало вековую борьбу с захватчиками - тевтонскими рыцарями и татаро-монголами, стремившимися поработить славянские народы. Коперник рано лишился родителей. Его воспитал дядя по матери Лукаш Ватцельроде - выдающийся общественно-политический деятель того времени. Жажда знаний владела Коперником с детства, Сначала он учился у себя на родине. Потом продолжал образование в итальянских университетах, Конечно, астрономия там изучалась по Птолемею, но Коперник тщательно изучал и все сохранившиеся труды великих математиков и астрономию древности.

№ слайда 11

Описание слайда:

№ слайда 12

Описание слайда:

Что же заключает в себе книга Коперника “О вращении небесных сфер” и почему она нанесла такой сокрушительный удар по системе птолемея, которая со всеми изъянами держалась четырнадцать веков под покровительством всесильной в ту эпоху церковной власти? В этой книге Николай Коперник утверждал, что Земля и другие планеты - спутники солнца. Он показал, что именно движение Земли вокруг солнца и ее суточным вращением вокруг своей оси объясняется видимое движение Солнца, странная запутанность в движении планет и видимое вращение небесного свода.

№ слайда 13

Описание слайда:

Гениально просто Коперник объяснял, что мы воспринимаем движение далеких небесных тел так же, как и перемещение различных предметов на Земле, когда сами находимся в движении. Мы скользим в лодке по спокойно текущей реке, и нам кажется, что лодка и мы в ней неподвижны, а берега “плывут” в обратном направлении. Точно так же нам только кажется, что Солнце движется вокруг Земли. А на самом деле Земля со всем, что на ней находится, движется вокруг Солнца и в течение года совершает полный оборот по своей орбите.

№ слайда 14

Описание слайда:

И точно так же, когда Земля в своем движении вокруг Солнца обгоняет другую планету, нам кажется, что планета движется назад, описывая петлю на небе. В действительности планеты движутся вокруг Солнца по орбитам правильной, хотя и не идеально круговой формы, не делая никаких петель. Коперник, как и древнегреческие ученые, что орбиты, по которым движутся планеты, могут быть только круговыми.

№ слайда 15

Описание слайда:

1 из 22

Презентация на тему: Система мира

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

№ слайда 4

Описание слайда:

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

1. Стоунхендж- обсерватория бронзового века Это сооружение из гигантских камней с положенными на вертикально стоящие глыбы горизонтальными перекладинами находится на юге Англии. Уже давно оно привлекало внимание ученых. Но лишь недавно современными методами археологии удалось доказать, что его строительство начато свыше 4000 лет назад, на границе каменного и бронзового веков. В плане Стоунхендж представляет собой ряд почти точных окружностей с общим центром, вдоль которых через равные интервалы поставлены громадные камни. Внешний ряд камней имеет диаметр около 100 метров. Их расположение симметрично направлению на точку восхода Солнца в день летнего солнцестояния, а некоторые направления соответствуют направлениям на точки восхода и захода Солнца в дни равноденствий и в некоторые другие дни. Несомненно, Стоунхендж служил и для астрономических наблюдений, и для совершения каких-то обрядов культового характера, поскольку в те далекие эпохи небесным светилам приписывали божественное значение. Аналогичные сооружения обнаружены во многих местах Британских островов, а также в Бретани (северо-запад Франции) и на Оркнейских островах.

№ слайда 7

Описание слайда:

2. Представления о мире древних египтян В своих представлениях об окружающем мире древние народы исходили, прежде всего, из показаний своих органов чувств: Земля казалась им плоской, а небо – громадным куполом, раскинувшимся над Землей. На картине показано, как небесный свод опирается на четыре высокие горы, расположенные где-то на краю света! Египет нах-ся в центре Земли. Небесные светила как бы подвешены на своде. В Древнем Египте существовал культ бога Солнца Ра, который объезжает небо на своей колеснице. Этот рисунок нах-ся на стене внутри одной из пирамид.

№ слайда 8

Описание слайда:

3. Представления о мире народов Междуречья Близки к древнеегипетским были и представления халдеев – народов, населявших Междуречье, начиная с 7 века до н.э. По их воззрениям Вселенная была замкнутым миром, в центре которого находилась Земля, покоившаяся на поверхности мировых вод и представлявшая собой огромную гору. Между Землей и “плотиной небес ” – высокой непроницаемой стеной, окружавшей мир, - находилось море, которое считалось запретным. Каждый, кто пытался бы исследовать его дали, был обречен на гибель. Небо халдеи считали большим куполом, возвышающимся над миром и опирающимся на “плотину небес”. Он сделан из твердого металла верховным бором Мардуком. Днем небосвод отражал солнечный свет, а ночью служил темно-синим фоном для игры богов – планет, Луны и звезд.

№ слайда 9

Описание слайда:

4. Вселенная по представлению древних греков Как и многие другие народы, они представляли себе Землю плоской. Такого мнения, например, придерживался и древнегреческий философ Фалес Милетский. Все явления природы он объяснил, исходя из единого материального начала, которым он считал воду. Земля он считал плоским диском, окруженным недоступным человеку морем, из которого каждый вечер выходят и заходят звезды. Из восточного моря в золотой колеснице поднимался каждое утро бог Солнца Гелиос и совершал свой путь по небу. Позднее пифагорейцы отошли от теории Фалеса, высказав предположение об округлости земли. А. Самосский утверждал, что Земля, вместе с другими планетами вращается вокруг солнца. За это он был подвергнут изгнанию.

№ слайда 10

Описание слайда:

5. Система мира по Аристотелю Великий греческий философ Аристотель понимал, что Земля имеет форму шара и приводил одно из сильнейших доказательств этого- круглую форму тени Земли на Луне во время лунных затмений. Он понимал и то, что Луна темный шар, освещаемый Солнцем и обращающийся вокруг Земли. Но Аристотель считал Землю центром мира. Материю он полагал состоящей из четырех элементов, которые образуют четыре сферы: земли, воды, воздуха и огня. Еще дальше расположены сферы планет – семи светил, перемещающихся между звездами,. Еще дальше расположена сфера неподвижных звезд. Учения Аристотеля были прогрессивными с точки зрения науки, хотя его мировоззрение было идеалистическим, поскольку он признавал божественное начало. Позднее все это было использовано церковью против передовых идей сторонников гелиоцентрической системы устройства мира. Это водяные часы – основной прибор для измерения времени в древности наряду с солнечными часами.

№ слайда 11

Описание слайда:

6. Система мира Птолемея Астроном Клавдий Птолемей, работавший в Александрии во 2 веке н. э. Подвел итоги работ древнегреческих астрономов, главным образам Гиппарха, а также собственных наблюдений и построил совершенную теорию движения планет на основе геоцентрической системы мира Аристотеля. Чтобы объяснить наблюдаемые петлеобразные движения планет, Птолемей предложил, что они движутся по малым кругам (эпициклам) вокруг некоторых точек, которые уже вращаются вокруг Земли. Чтобы учесть эксцентричность планетных орбит, ему пришлось ввести дополнительные эпициклы. Несмотря на свою громоздкость и необоснованность, система Птолемея оставалась общепринятой в течение 15 веков, пока она не была опровергнута Коперником. Значительную роль в укреплении позиции системы Птолемея сыграла католическая церковь.

№ слайда 12

Описание слайда:

7. Астрономические представления в Индии В священных книгах древних индусов отражены их представления о строении мира, имеющие много общего с воззрениями египтян. Согласно этим представлениям, плоская Земля с громадной горой в центре поддерживается 4 слонами, которые стоят на огромной черепахе, плавающей в океане. В 400-650 года в Индии был создан цикл математических и астрономических сочинений, так называемая СидХанта, написанная разными авторами. В этих работах мы уже встречаем картину мира с шарообразной Землей в центре и круговыми орбитами вокруг ее, близкую к системе мира Аристотеля и слегка упрощенную по сравнению с системой Птолемея. Несколько раз упоминается вращение Земли вокруг оси. Из Индии астрономические познания стали распространяться на запад, в первую очередь к арабам и народам Средней Азии. Это солнечные часы обсерватории в Дели.

№ слайда 13

Описание слайда:

8. Обсерватории древних Майя В Центральной Америке в 250-900 год достигла высокого развития астрономия народов Майя, населявшего южную часть современной Мексики, Гватемала и Гондураса. Основные сооружения майя сохранились до наших дней. На картинке изображена обсерватория майя (около 900г.) По форме это сооружение напоминает нам современные обсерватории, однако каменный купол майя не вращался вокруг своей оси и у низ не было телескопов. Наблюдения небесных светил производились невооруженным глазом с помощью угломерных приборов. У майя существовал культ Венеры, что нашло отражение в их календаре, построенным на синодическом периоде Венеры (период смены конфигураций Венеры относительно Солнца), равном 584 суткам. После 900 года культура майя начала приходить в упадок, а затем прекратило свое существование вообще. Их культурное наследие было уничтожено завоевателями и монахами. На обороте изображена голова бога Солнца древних майя.

№ слайда 14

Описание слайда:

9. Представления о мире в средневековье В средние века под влиянием католической церкви произошел возврат к примитивным представлениям древности о плоской Земле и опирающимся на нее полушарии неба. Здесь изображено наблюдения неба с примитивными инструментами астрономов 13 века.

№ слайда 15

Описание слайда:

10. Великий узбекский астроном Улугбек Одним из замечательных астрономов средневековья является Мухаммедд Тарагбайблин Улугбекблин, внук известного завоевателя Тимураблин. Будучи назначен своим отцом Шахрухомблин правителем Самарблинкарда, Улугбекблин построил там обсерваторию, где был установлен гигантский квадрант радиусом 40 метров, не имевший себе равных среди угломерных предметов того времени. Составленный Улугбекблином каталог положений 1018 звезд по точности превосходил другие и много раз переиздавался в Европе вплоть до 17 века. Улугбекблин определил наклон эклиптики к экватору, постоянную годичной процессии, им также составлены таблицы движения планет. Просветительская деятельность Улугбекблина и его пренебрежение к религии вызвали гнев мусульманской церкви. Он был предательски убит. Здесь показана плита квадранта Улугбекблина с градусными делениями.

№ слайда 16

Описание слайда:

11. Определение положения в открытом море с помощью секстанта Успехи мореплавания и эпоха великих географических открытий потребовали нового развития астрономии, поскольку положение корабля в океане можно было определить только астрономиче-скими средствами. На рисунке, сделанном по оригиналу И. Страда-нуса и гравюре И. Галле (1520), изображен капитан корабля, опре-деляющий высоту Солнца над горизонтом с помощью секстанта - прибора, позволяющего путем поворота плоского зеркала совме-стить изображение Солнца с горизонтом и по отсчету на шкале определить угол возвышения Солнца над горизонтом. Широта и долгота определялись по карте графически. Для определения широт и долгот до XVI11 века применялась также астролябия - угломерный прибор, с помощью которого можно было измерять как азимуты, так и зенитные расстояния светил. На обороте открытки изображена астролябия немецкого астронома второй половины XV века И. Региомонтана, изготовлен-ная в 1468 году.

№ слайда 17

Описание слайда:

12. Небесный глобус Расположение созвездий и звезд на небосводе было удобно изображать на его уменьшенной модели - небесном глобусе. Первые небесные глобусы в Европе начали изготовлять в середине XVI века в Германии, Однако на Востоке такие глобусы появились значительно раньше - во второй половине XIII века. Сохранился небесный глобус, изготовленный в обсерватории в Марате под руководством замечательного азербайджанского астрономй Наси-рэддина Туей мастером Мухаммедом бен Мюйидом эль Орди в 1279 году. На картине изображен небесный глобус 1584 г ода. описанный и, яе роят но, использованный датским астрономом XVI века Тихо Браге. На нем размечены небесный экватор, эклип-тика, круги склонений и круги широт, сходящиеся к полюсу мира и к полюсу эклиптики соответственно. Горизонтальное кольцо, охватывающее глобус, означает плоскость горизонта. Вертикаль-ный круг с делениями в плоскости рисунка - небесный меридиан. На глобусе изображены символические очертания созвездий и нанесены звезды, видимые невооруженным глазом (кроме самых слабых).

№ слайда 18

Описание слайда:

13. Кабинет астронома начала XVI века Картина сделана на основе современного рисунка И. Страдану-са, гравированного И. Галле около 1520 года. Мы видим астронома начала XVI века, современника Коперника. С помощью циркуля он измеряет положение звезды на планисфере (изображение сферы на плоскости). Рядом, на его столе, - небесный глобус, песочные часы, наугольник, таблицы, с которыми он сверяет свои измерения. На другом столе мы видим армиллярную сферу (модель основных кругов небесной сферы), эклиметр, книги, другие приборы. На первом плане - модель Вселенной с твердой Землей в центре, вокруг нее видны орбиты планет. На заднем плане - модель ко-рабля той эпохи. Основная задача астрономов того времени заклю-чалась в возможно более точном определении положений звезд и Луны, по ко-1 о рой определялась долгота. Кроме того, астрономы той эпохи старались усовершенствовать теорию движения планет, основанную на системе мира Птолемея.

№ слайда 19

Описание слайда:

14. Портрет Коперника Великий польский ученый Николай Коперник (1473-1543) произ-вел революцию в мировоззрении, доказав, что Земля не находится в центре мира, а является рядовой планетой, обращающейся вокруг Солнца. Сын купца, Коперник получил прекрасное образование сначала в Краковском университете, а затем в университетах Ита-лии. Кроме астрономии, он изучил юриспруденцию и медицину. Ознакомившись с системой мира Птолемея, Коперник убедился в ее несостоятельности и уже в молодости начал разрабатывать гелиоцентрическую систему мира. В ходе этой работы Коперник составил точный каталог положений звезд, систематически наблю-дал положения планет. Лишь убедившись в справедливости своей теории, Коперник отдал свой труд «Об обращении небесных сфер» в печать. Книга вышла накануне смерти Коперника.

№ слайда 20

Описание слайда:

15. Система мира по Копернику Согласно гелиоцентрической системе мира центром нашей планетной системы является Солнце. Вокруг него обращаются (в порядке удаленности от Солнца) планеты Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Единственным небесным телом, которое обращается вокруг Земли, является Луна. Значение труда Коперника трудно переоценить. Ф. Энгельс писал об этом: «Революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости... было издание бессмерт-ного творения, в котором Коперник бросил - хотя и робко и, так сказать, лишь на смертном одре - вызов церковному автори-тету в вопросах природы». Дальнейшее развитие теория Коперника получила в работах И. Кеплера и И. Ньютона, из которых первый открыл кинематические законы движения планет, а второй обна-ружил силу, которая управляет этими движениями, - силу всемир-ного тяготения. Большое значение для подтверждения системы Коперника имели телескопические открытия Галилея и пропаганда этой системы мира Джордано Бруно во второй половине XVI - начале XVII века.

№ слайда 21

Описание слайда:

16. Солнце и кометы на старинных изображениях астрономов Первые же телескопические наблюдения Галилея привели к открытию пятен на Солнце. Однако их природа была непонятна первым наблюдателям. Во время полных солнечных затмений на краю Солнца наблюдались протуберанцы, напоминавшие огненные фонтаны. Рисунок изображает вид Солнца согласно наблюдениям А. Кирхера и П. Шейнера в 1635 году по рисунку первого. Пятна на Солнце считались тогда разрывами во внешнем раскаленном слое Солнца, под которым расположены гораздо более холодные слои, пригодные для жизни. «Хвостатые светила» - кометы - в древности и в средние века наводили ужас на суеверных людей. Даже люди, близкие к науке, изображали кометы в виде мечей, следуя уверениям цер-ковников, что они - знамения божьего гнева. Другие изображения более реалистичны. Для картины на открытке использованы изоб-ражения комет второй половины XV века.

Становление гелиоцентрической
системы мира
Аникеева Г.А.,
учитель физики
ГБОУ СОШ №87
Санкт-Петербурга
900igr.net

Первые представления людей о
Вселенной
В Древней Руси
считали, что Земля
плоская и держится
на трех китах,
которые плавают в
безбрежном океане.

Древняя Греция
Древние греки
представляли себе Землю
плоским диском, окруженным
недоступным человеку
морем, из которого каждый
вечер выходят и в которое
каждое утро садятся звезды.
Из восточного моря в золотой
колеснице поднимался
каждое утро бог Солнца
Гелиос и совершал свой путь
по небу.

Древняя Индия
Землю в виде
полусферы держат
четыре слона.
Слоны стоят на
огромной черепахе,
а черепаха на змее,
которая,
свернувшись
кольцом, замыкает
околоземное
пространство.

Геоцентрическая система мира
Клавдий Птолемей
(87-165 н.э.)

Петлеобразное движение планет
Каждая планета движется
равномерно по кругу – эпициклу,
центр которого равномерно
движется по кругу большего
радиуса – деференту. В центре
деферента находится Земля.

Гелиоцентрическая система мира
Николай Коперник
1473 – 1543

Гелиоцентрическая система мира Коперника
В центре мира находится
Солнце. Вокруг Земли
движется лишь Луна.
Земля является третьей по
удаленности от Солнца
планетой. Она обращается
вокруг Солнца и вращается
вокруг своей оси.
На очень большом
расстоянии от Солнца
Коперник поместил «сферу
неподвижных звезд».

Петлеобразное движение планет
Петлеобразное движение планет Коперник объяснял тем, что мы
наблюдаем обращающиеся вокруг Солнца планеты не с неподвижной
Земли, а с Земли, движущейся тоже вокруг Солнца.

Развитие и философское осмысление
гелиоцентрической системы
Джордано Бруно развил
гелиоцентрическую теорию
Коперника, высказав положения:
о множественности миров, о
безграничности Вселенной, о том,
что звёзды - это далёкие солнца,
вокруг которых вращаются
планеты,
Джордано Бруно
1548 – 1600

Обвиненный инквизицией в ереси, Бруно отказался признать ложными
главные из своих теорий и был приговорен католической церковью к
смертной казни, а затем сожжен на костре на площади Кампо ди Фьоре
Рима в феврале 1600 года.
Последними словами Бруно были: «Сжечь – не значит опровергнуть».

Доказательство

Благодаря изобретению телескопа (1609)
Галилей смог сделать очень интересные
открытия и доказать справедливость
гелиоцентрической системы.
Галилео Галилей
1564 – 1642

Открытия Галилея

Научное объяснение
гелиоцентрической системы мира
Исаак Ньютон открыл закон
всемирного тяготения, дал
теорию движения небесных
тел, создав основы небесной
механики.
Исаак Ньютон
1643 – 1727

Тема . Эволюция представлений о системе мира: от геоцентрических систем мира древнегреческих философов до гелиоцентрической системы Коперника.

Цели урока . На примере создания системы мира показать учащимся:

1) путь научного познания: факты - гипотеза - факты - новая гипотеза -… -теория;

2) относительность истины;

3) возможность интерпретации одних и тех же явлений в различных системах отсчета;

Основные понятия . Геоцентрическая система мира, гелиоцентрическая система мира.

Демонстрационный материал . Иллюстрации. Модели.

Самостоятельная деятельность учащихся. Выполнение поисковых заданий, создание презентаций, систематизация материала в форме таблицы.

Мировоззренческий аспект урока. Развивать навыки логического мышления учащихся и научного подхода к изучению мира. Анализ накопления знаний по астрономии происходило со времен древних цивилизаций. Модели Вселенной.

Время, мин

Приемы и методы

1. Подготовка доклада, презентации

Иллюстрации, модели

Выполнение поисковых заданий

2. Вступительное слово учителя

Беседа с учащимися

3. Выступление учащихся

Иллюстрации, модели

Выступления учащихся

4. Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической теорий. Рефлексия

5. Задание на дом

Подготовка к уроку.

Выбор учащимися темы доклада. Подготовка устного сообщения, презентации для иллюстрации доклада и газеты формата А5.

Литература

Эрик Роджерс «Физика для любознательных», т. 2, М.: «Мир», 1970. , «Планета Земля. Развитие идей и представлений» учебное пособие . М.: Интерпакс, 1994.

Темы сообщений

Вселенная по представлениям Фалеса. Система мира Пифагора. Система мира Филолая. Система мира Евдоксия. Система мира Аристотеля. Система мира Аристарха. Система мира Гиппарха. Система мира Птолемея. Система мира Коперника.

Конспект урока.

Накопление знаний по астрономии происходило со времен древних цивилизаций от простой регистрации тех или иных фактов до систематических наблюдений. Из этих фактов возникали легенды, поучавшие детей или успокаивавшие простой народ. В этих легендах Солнце считалось божеством, планете Венера поклонялись, рассказывалось об «обители блаженства», находящейся над хрустальным сводом звезд. Но сами легенды не были лишь суеверными мифами. Это были предвестники научной теории, их связь с фактами была слабой, скорее фантастической, однако они создавали основу для «объяснения» этих фактов. Когда зародилась греческая цивилизация, ее мыслители основали в науке новые методы: они стали искать общие схемы объяснения, которые взывали бы к человеческой любознательности. Они уже не довольствовались простыми мифами, удовлетворявшими любопытство толпы. Они ставили себе задачу «предвосхитить явление», т. е. создать такую схему, которая могла бы объяснить факты. Это было гораздо важнее простого собрания фактов или создания описания каждого нового факта отдельной теории. Это был интеллектуальный прогресс, начало создания научной теории.

Первые греческие ученые нарисовали простую картину устройства Вселенной, но по мере накопления данных они усложняли схемы, чтобы объяснить детали тех или иных явлений: сначала простые факты о Земле, затем более детальные схемы, объясняющие движение небосвода в целом, а также Солнца, Луны и планет в отдельности.

На каждой стадии ученые пытались на основе немногих простых допущений или общих принципов создать возможно более логичное и полное «объяснение» или описание наблюдаемого явления. Такое объяснение должно было способствовать систематизации накопленных фактов и получению дальнейших предсказаний. Но, прежде всего оно должно было укреплять веру в существование системы, объединяющей различные явления, в разумное устройство природы. Хотя поиски схемы иногда диктовались практической необходимостью, например необходимостью создания календаря, удовлетворение, получаемое учеными от четкого объяснения разнообразных явлений, далеко выходило за эти рамки. Вынуждаемые необходимостью задавать вопрос почему, греческие философы искали и создавали научные теории. Хотя наши современные стремления проверять все с помощью эксперимента и богатство научного оборудования привели к огромным изменениям в наших представлениях, мы по-прежнему разделяем восторг греков перед теорией, которая «предвосхищает явления». Посмотрим, как создавались их теории.

Задание учащимся. Слушая выступления одноклассников, заполните следующие графы таблицы:

2) факты, которые не укладывались в предшествующую модель строения вселенной и объясняла (или пыталась объяснить) данная система мира;

3) схема и краткое описание модели мира.

600 г. до н. э.	Суточное движение звезд, годовое и суточное движение Солнца и Луны	Земля - плоский диск, звезды прикреплены к вращающейся сфере, плоскость эклиптики наклонена относительно траектории звезд (рис. 1 и рис.2)
530 г. до н. э.	Перемещение планет, Солнца и Луны на фоне звезд с различными скоростями.	Земля - шар окружена концентрическими прозрачными сферами, на каждой из которых находится небесные тела: ближайшее к Земле - Луна, затем Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Внешняя сфера содержала звезды и совершала полный оборот за сутки, остальные вращались медленнее. Общий принцип - «сферы» - это «совершенные» формы, а равномерные вращения - «совершенные» движения. (рис. 3, 4)
	Солнце, Луна, Венера, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн медленно движутся среди звезд с запада на восток. Звезды же движутся с востока на запад.	Центр Вселенной - не Земля, а центральный огонь - «сторожевая башня богов»; Земля вращается вокруг этого огня, совершая за сутки полный оборот по малой орбите, причем ее обитаемая часть всегда обращена в противоположную сторону от этого центрального огня. Это движение Земли объясняло ежедневное движение звезд на небе: внешняя хрустальная сфера при этом могла покоиться. (Рис. 5)
Евдоксий 370 г. до н. э.	Планета не движется неравномерно по петлеобразной траектории. Солнце и Луна, движутся по своим годовым и месячным траекториям с переменными скоростями.	Система состоит из 27 концентрических сфер, подобно шелухе луковицы. Каждой планете соответствовало несколько сфер, расположенных одна внутри другой и вращающихся вокруг различных осей: по три сферы для Солнца и Луны, по четыре для каждой планеты и одна внешняя сфера для всех звезд. Каждая сфера закреплена на оси, которая проходит через отверстие в следующей сфере, и расположена вне, причем оси вращения имеют различные направления. Комбинированные движения с надлежащим образом выбранными направлениями вращения соответствуют наблюдениям. (Рис. 6, 7)
Аристотель 340 г. до н. э.	Система мира Евдоксия не согласовывалась с более точными наблюдениями движения планет	Увеличение числа сфер до 55. Систематизировал знания и привел доказательства шарообразности Земли.
Аристарх 240 г. до н. э.	Сложность системы Аристотеля привела к попытке упрощения схемы	1) Земля вращается, и этим вращением объясняется суточное движение звезд; 2) Земля движется вокруг Солнца, совершая полный оборот по орбите в течение года; другие планеты движутся подобным же образом - это объясняет видимые движения Солнца и планет относительно звезд.
140 г. до н. э.	Неравномерное движение Солнца и Луны, петлеобразное движение планет	Планета движется равномерно по окружности (эпициклу), центр которой равномерно движется по другой окружности (деференту), центром которой уже является Земля (Рис. 8, 9)
Птолемей 120 г. до н. э.	Определил точные положения планет, Солнца и Луны по отношению к неподвижным звездам	Звездное небо - это сфера, вращающаяся вокруг неподвижной оси и совершающая полный оборот за 24 часа. Солнце движется вокруг Земли согласно эпициклической схеме Гиппарха; Луна движется по более сложной эпициклоиде. Чтобы объяснить движение планет, Птолемей создал схему эпициклов, в которой Земля находится не в центре главного круга, а была бы несколько сдвинута относительно него, т. е. расположена эксцентрично. Но и этого оказалось недостаточно, и Птолемей построил схему, в которой не только расположил Землю эксцентрично, но и сдвинул центр равномерного вращения в противоположную сторону. (Рис. 10) Это была сложная система главных и вспомогательных кругов с различными радиусами, скоростями, наклонами и эксцентриситетами различной величины и направлений. Эта система, работающая подобно сложному передаточному механизму, позволяла из года в год точно предсказывать положения планет и определять эти положения в прошлом. Подобно хорошей системе механизмов, она была основана на простых принципах: круги с постоянными радиусами, вращение с постоянной скоростью.
Коперник	Движения всех планет тем или иным образом согласовывались с движением Солнца, например, периоды обращения Венеры и Меркурия по деферентам и периоды обращения Марса, Юпитера и Сатурна по эпициклам в точности равнялись одному году - периоду обращения Солнца вокруг Земли.	Все планеты движутся по орбитам вокруг неподвижного Солнца, Земля обходит Солнце за год, вращаясь при этом вокруг оси и совершая полный оборот за 24 часа. «Неподвижные звезды» и Солнце покоятся в небе. Сложное движение планеты по эпициклоиде складывается из собственного движения планеты по кругу и движения Земли вокруг Солнца. Для устранения расхождений между рассчитанными и наблюдаемыми движениями планет на небе Коперник вынужден был вводить эпициклы.

Наблюдаемые на земном небе движения планет одинаково хорошо могли быть описаны в рамках каждой из моделей Вселенной: и Птолемея и Коперника. Рассмотрим это подробнее на примере движения внутренних планет.

1 В гелиоцентрической модели (рис 11), соответствующей реальной картине, Венера совершает оборот вокруг Солнца за 225 дней, а Земля за год. Так как Венера движется вокруг Солнца быстрее Земли, взаимное положение этих трех тел все время меняется. Существует несколько характерных конфигураций: соединения (нижнее и верхнее), когда все три тела находятся на одной линии, и элонгации (западная и восточная), когда угол с Земли на Солнце и на Венеру максимален, и достигает 48°. Идентичные конфигурации (например, нижнее соединение), повторяются для Венеры каждые 584 суток.

https://pandia.ru/text/80/111/images/image012_4.jpg" width="539" height="172">

Рис. 11. Гелиоцентрическая модель: период обращения Венеры вокруг Солнца - 225 дней; Земли вокруг Солнца - 1 год.

Рис. 12 Геоцентрическая система мира Птолемея: период обращения Венеры по деференту - 1 год; по эпициклу - 584 дня; период обращения Солнца вокруг Земли - 1 год

б) Движение Венеры в модели Птолемея (рис. 12) представим как результат движения по эпициклу, совпадающему с орбитой Венеры вокруг Солнца, и движения по деференту, совпадающему с орбитой Солнца вокруг Земли. Если оставить без изменения орбиту Солнца, но пропорционально уменьшить и деферент, и эпицикл Венеры, то тем самым мы перейдем к Птолемеевой модели. Земной наблюдатель этой подмены не заметит, так как направление на Венеру и на Солнце будет таким же, как и в гелиоцентрической.

Таким образом, и модель Птолемея и модель Коперника, были полностью взаимозаменяемы в геометрическом отношении, поэтому попытки доказать преимущества одной из них заведомо обречены на провал. Истину нужно было искать в неувязках моделей с реальной картиной движения планет, причина которых на самом деле заключалась в том, что планеты имеют не круговые, а эллиптические орбиты. Это удалось понять Иоганну Кеплеру.

Первоначально Кеплер сосредоточил почти все свои усилия на изучении движения Марса. Он начинал свои исследования как убежденный коперниканец, но для согласования имевшихся высокоточных астрономических данных с этой моделью, в нее приходилось вводить все новые и новые эпициклы. Модель Коперника, в конечном счете, стала почти такой же громоздкой, как и модель Птолемея, а расчетное движение Марса по небу все равно не совсем точно соответствовало наблюдаемому.

После долгих лет упорной работы Иоганн Кеплер нашел решение этой проблемы - он отверг идею о движении небесных тел по окружностям и постулировал, что Марс и другие планеты (в том числе и Земля) обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Это была настоящая научная революция: одним ударом отвергалась не только идея совершенных круговых орбит, но и модель Вселенной с неподвижной Землей в центре! Кеплеру удалось удивительно точно описать движения планет на небе и сформулировать три закона движения небесных тел, снискавших ему спустя десятилетия имя «законодателя неба». Современную гелиоцентрическую систему обычно называют системой Коперника, хотя правильнее было бы назвать ее системой Кеплера.

Выводы Кеплера столь кардинально расходились с традиционным мировоззрением, что некоторое время просто игнорировались. Но примерно в те же годы происходит еще одно событие в итальянском городе Пиза известный физик и механик Галилео Галилей (1564-1642) воспользовался недавно изобретенной «зрительной трубой» для изучения звездного неба. Конечно, не он первый смотрел в телескопическую трубу на звезды, но он был первым, кто сумел увидеть фазы Венеры, характер смены которых никак нельзя было объяснить в рамках античной геоцентрической модели.

В геоцентрической модели Клавдия Птолемея Венера всегда находится между Землей и Солнцем, и поэтому обращена к Земле своей затененной стороной. В этой модели с Земли должен был бы наблюдаться только узкий серп Венеры. В модели Птолемея Венера ни в каком из своих положений не могла бы наблюдаться в виде полумесяца и более полных фаз.

https://pandia.ru/text/80/111/images/image015_3.jpg" width="400" height="300">

Модель «Вращение Венеры»

Вопросы учащимся

1. Все утверждения за исключением одного характеризуют геоцентрическую систему мира. Укажите исключение.

А) Земля находится в центре мира или около него.

Б) Планеты движутся вокруг Земли.

В) Суточное движение Солнца происходит вокруг Земли.

Г) Луна движется вокруг Солнца.

Е) Суточное движение звезд происходит вокруг Земли.

2. По мнению древних астрономов, планеты отличаются от звезд тем, что

А) движутся по круговым орбитам;

Б) непохожи на Землю по своему составу;

В) движутся иногда в направлении противоположном движению звезд;

Г) движутся вокруг Солнца;

Д) находятся ближе к Земле, чем Солнце.

3. Какие из наблюдаемых явлений могут быть объяснены в рамках геоцентрической теории? 1) Ежедневный восход Солнца на востоке и заход на западе.

2) Вращение звездного неба вокруг полюса мира.

3) Происходящие иногда солнечные затмения.

А) 1 и 2.

Б) 2 и 3.

В) 1 и 3.

Г) все.

Д) ни одно.

4. Гелиоцентрическая система мира объясняет петлеобразное движение планет:

А) различием скоростей движения Земли и планеты по орбитам;

Б) суточным вращением Земли;

В) сочетанием движения Солнца по эклиптике и движения планет вокруг Солнца;

Г) изменением скорости движения планеты по орбите;

Д) взаимным притяжением планет.

5. Без какого из следующих утверждений не мыслима гелиоцентрическая теория?

А) Планеты обращаются вокруг Солнца.

Б) Солнце имеет шарообразную форму.

В) Земля имеет шарообразную форму.

Г) Планеты обращаются вокруг Земли.

Д) Земля вращается вокруг своей оси.

6. Укажите, какой из следующих фактов опровергает гипотезу о неподвижности Земли и движении Солнца вокруг нее:

А) ежедневная кульминация Солнца.

Б) движение звезд, наблюдаемое в течение ночи.

В) движение Солнца на фоне звезд, происходящее в течение года.

Г) ежедневный восход и заход Солнца.

Д) ни один из этих фактов.

Ответы на вопросы

Задания 1-6 взяты из книги, «Дидактический материал по астрономии». М., Просвещение, 1979