قوانین کپلر

قوانین کپلر
Kepler Laws
یوهان کپلر، اختر شناس آلمانی، در سال 447 شمسی کشف کرد که مدار سیارات به شکل بیضی است و راهی برای تعیین درست فواصل پیدا نمود. با این کشف، فواصل نسبی و شکل مداری تمام اجرام شناخته شده‌ی سامانه‌ی خورشیدی، قابل ترسیم گردید. کپلر از مطالعه‌ی مقادیر فراوان اطلاعات جمع آوری شده توسط تیکو براهه، اختر شناس دانمارکی، سه قانون در مورد حرکت سیارات وضع کرد که عبارتند از:

1. مدار هر سیاره به شکل بیضی است که خورشید در یکی از کانون‌های آن قرار دارد.

2. در مورد هر سیاره، شعاع حامل آن در زمان‌های برابر، مساحت‌های برابری را طی می‌کند.

3. مکعب نصف محور مدارهای سیارات با مجذور دوره‌ی تناوب گردش سیارات، متناسب است.

مقصود از قانون دوم این است که خط فرضی واصل سیاره و خورشید در دو یا چند زمان مساوی بر اثر حرکت مداری سیاره، مساحت‌های برابری را می‌پیماید.

در جایی از مدار که به کانون بیضی، یعنی خورشید، نزدیکتر است سرعت مداری افزایش می‌یابد و سیاره در مدت کوتاهتری مساحت معینی را طی می‌کند، اما در نقطه‌ی اوج مدار یا اطراف آن، به دلیل کاهش سرعت مداری، سیاره در مدت طولانی تری مساحت معینی را می‌پیماید. این مساحت‌های پیموده شده با هم برابرند.

در خصوص قانون سوم باید گفت گاهی اوقات نصف محور بزرگ مدار بیضوی با میانگین اندازه‌ی شعاع حامل (خط فرضی که سیاره را به خورشید وصل می‌کند)، یعنی فاصله‌ی متوسط سیاره، برابر می‌شود که می‌توان آن را چنین تعریف کرد: مکعب فاصله‌ی متوسط سیاره با مجذور دوره‌ی تناوب گردش آن متناسب است. این رابطه نشان می‌دهد که اگر دوره‌ی تناوب نجومی (T) یک سیاره را اندازه بگیریم می‌توانیم فاصله‌ی متوسط (A) را از برابری مکعب فاصله و مجذور دورهه‌ی تناوب به دست آوریم.