7、人们看到的行星向前和向后运动,是由于地球运动引起的.地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象了.
此外,哥白尼还描述了太阳、月球、三颗外行星(土星、木星和火星)和两颗内行星(金星、水星)的视运动.书中,哥白尼批判了托勒密的理论.科学地阐明了天体运行的现象,推翻了长期以来居于统治地位的地心说,并从根本上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论,从而实现了天文学中的根本变革.
6、在空中看到的太阳运动的一切现象,都不是它本身运动产生的,而是地球运动引起的.地球带着大气层,象其他行星一样围绕太阳旋转.由此可见,地球同时进行几种运动.
5、在天空中看到的任何运动,都是地球运动引起的.
4、日地距离同天穹高度之比,就如同地球半径同日地距离之比一样渺小.地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的.
3、所有天体都绕太阳运转,宇宙的中心在太阳附近.
2、地球只是引力中心和月球轨道的中心,并不是宇宙的中心.
自古以来,人类就对宇宙的结构不断地进行着思考,早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张,只是当时缺乏依据,因此没有得到人们的认可.在古代欧洲,亚里士多德和托勒密主张地心学说,认为地球是静止不动的,其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转.这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合,处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说.因而地心学说长期居于统治地位.
随着事物的不断发展,天文观测的精确度渐渐提高,人们逐渐发现了地心学说的破绽.到文艺复兴运动时期,人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达八十个左右,这显然是不合理、不科学的.人们期待着能有一种科学的天体系统取代地心说.在这种历史背景下,哥白尼的地动学说应运而生了.
约在1515年前,哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想撰写了篇题为《浅说》的论文,他认为天体运动必须满足以下七点:
1、不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心.
哥白尼于1473年2月19日出生在波兰西部维斯杜拉河畔托伦城的一个商人家庭.家里兄妹四个,哥白尼是最小的.在他10岁时,父亲去世了,舅父卢卡斯承担起了抚育他的重任.
1491年至1495年,哥白尼进入克拉科夫大学学习.克拉科夫是当时波兰的首都,也是东欧最大的贸易和文化中心,有许多国家的留学生在这里学习.由于它地处东西欧交通要冲,所以比较早地受到意大利文艺复兴的影响.因此在这座古老的大学里,新兴的资产阶级人文主义思想和腐朽的封建教会的经院哲学之间展开了激烈的斗争.哥白尼在先进的人文主义思想的熏陶下,在心灵里埋下了向经院哲学挑战的种子.在这里,他遇到了对他的一生产生深远影响的数学家和天文学家布鲁楚斯基(Brudzewski)教授.是这位教授的启蒙教育促使哥白尼决定将自己的一生奉献给天文科学.
1496年哥白尼前往意大利求学,先后进入博洛尼亚大学、帕多瓦大学和费拉拉大学学习和研究法律、天文学、数学、神学和医学,他同时还学会了希腊文.1503年,哥白尼获得了教会法规博士学位.
1497年,哥白尼就任瓦尔半米亚牧师的僧正.1510年后,他先后从事过管理、外交等工作.他是一个杰出的经济学家,写过《货币的一般理论》一书.他是近代第一个提出劣币淘汰良币理论的经济学家.哥白尼医术高明,他利用业余时间行医,免费为穷苦人治病,是一位颇有名望的医生,被人们誉为“神医”.哥白尼还是一位出色的数学家,他的巨著《天体运行论》附录里,发表过他的球面三角论文.
哥白尼也是一位伟大的爱国主义者,当条顿骑士团疯狂侵略波兰时,他挺身而出,起来保卫自己的祖国.1519年,条顿骑士团来犯,埃尔门兰德地区的僧侣全给吓跑了,而他却勇敢的组织和领导了奥尔兹丁城的人民奋勇反击侵略者,经过五天五夜的激战,终于打退了敌人的进攻.
尽管哥白尼总是事务繁忙,但他始终保持冷静的头脑,把主要精力放在从事天文学的研究上.1515年,哥白尼开始写作《天体运行论》一书.1525年,哥白尼原来的女管家安娜衷心爱上了这位伟大的科学家,她不顾别人的流言蜚语,来到了被教会剥夺了结婚权利的哥白尼身边.由于她的精心照顾和帮助,才使得《天体运行论》一书的写作得以顺利进行.
1543年5月24日,伟大的波兰科学家哥白尼病逝.
回声测距的依据是声波遇到物体发生反射,发射出的声波和反射回的声波所通过的路程的一半是发射点距障碍物的距离。
[典型例题]
例题1:已知超声波在海水中的传播速度是1450米/秒,若将超声波垂直向海底发射出信号,经过4秒钟后收到反射回来的波,求海洋深度是多少?
分析与解答:已知:v=1450m/s t=4s
求:h
解:
答:海洋深度是 2900m .
例题2:坐在中央电视台演播厅内,距离主持人17米的观众,跟坐在电视机前距离北京30千米的观众,谁先听到主持人的声音(v1=340m/s;电磁波传播的速度与光速相同:v2=3×108 m/s)
分析与解答:坐在剧场内的观众听到的声音是由空气传播的,坐在电视机前的观众听到的声音是由电磁波传过来的。由于声音在空气中的传播速度是340米/秒,而电磁波的传播速度是3×108米/秒,比声音在空气中的传播速度大得多,所以坐在电视机前的观众反而比坐在剧场内的观众先听到音乐的声音。
根据,就可得到坐在剧场内的观众听到音乐声音需要0.05秒,而坐在电视机前的观众听到音乐的声音为:
因此,电视机前的观众还是比坐在演播厅内的观众先听到音乐的声音。
例题3:甲同学把耳朵贴在长铁管的一端,乙同学在长铁管的另一端敲一下这根铁管,甲同学先后听到两次响声,其时间相差0.7s,试计算铁管有多长(声音在铁中速度为5100m/s,空气中的速度为340m/s)?
分析与解答:设铁管长为l
根据 即
也就是
解得l=255m
例题4:某人站在一个较大的山谷里,想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.3秒钟听到右面山崖反射回来的声音,经过0.5秒钟才听到左面山崖反射回来的声音。请你帮他估算这个山谷的宽度。(声音在空气中的传播速度为340米/秒)
分析与解答:要计算山谷的宽度,关键问题是要搞清楚山谷宽度和时间的关系,设人离右边山崖的距离为S1,离左面山崖的距离为s2,则山谷宽度s=s1+s2,声音在时间t1=0.3秒传播的距离为2s1,在t2=0.5秒内传播的距离为2s2
解:
=136米
此题也可以这样考虑,人听到左、右山崖反射回来的声音总共用了0.8秒,在0.8秒内,声音传播的路程是山谷宽度的两倍。
例题5: 一辆汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,当它在距山脚720m处鸣笛后,问司机听到笛的回声时离山脚多远?(声速为340m/s)
分析与解答:如图,车在A处鸣笛,因为v笛>v车,所以声音从A→C,回声由C→B. 设声音的传播所用时间为t,在这个时间内,车由A→B。所用时间也为t. 注意:声音传播时,车仍在行驶,
已知:v车=20m/s sAC=720m,v声=340m/s
求:s
解:设司机听到笛的回声时离山脚为s ,根据车由A→B,所用时间为t等于声音传播所用的时间有:
答案:车听到笛的回声时离山脚640m.
例题6:阳春三月,出外观光的游客坐着大客轮观赏长江的自然风光,当游客沉醉在大自然美好景色之中时,突然客轮长鸣,游客抬头一看客轮不远处又是一座悬崖绝壁,客轮要转弯了。一游客看了一下手表,鸣笛时刻正好是上午8:00:57,再看轮船航速计指针位于“36”(单位:千米/时)。当轮船前进30米后,听到自前方反射回来的汽笛声。根据以上提供的信息回答:
(1)听到第一次汽笛回声什么时刻?
(2)游客听到第一次回声时客轮距前面崖壁有多远?
分析与解答:轮船在转弯处鸣笛,声音传到悬崖绝壁并返回其过程如图所示:
根据船行驶的时间与声波传播的时间相同,设这个时间是
船行驶的时间是其中36km/h=10m/s
所以听到第一次汽笛回声在的时刻是8点零1分
声波传播的总路程是
游客听到第一次回声时客轮距前面崖壁的距离:
例题7: 甲、乙两人利用回声测量河岸到峭壁的距离,乙站在岸边,甲站在距峭壁较远处,甲乙连线与峭壁垂直,甲乙间距50m,现甲放一枪,乙测出所听两次枪声的时间差为4s,求河岸到峭壁的距离(设声音传播速度为340米/秒)
分析与解答:
方法一:两次枪声的时间差4s即理解为声音经由乙处发射再反射回到达乙处的时间,设河岸到峭壁的距离为s
方法二:设河岸到峭壁的距离为s
甲开枪后,乙第一次听到枪声所用时间
甲开枪后,乙第二次听到枪声所用时间
例题8:如图示:A处进行地面爆破,一人点燃导火线立即乘车以20m/s的平均速度沿水平方向跑开,经90s恰到B点时,车上“声光接受器”接收到爆炸光信号后立即停止。相隔10s,又收到云层反射的爆炸声信号,试求云层高度。(v声=340米/秒)
分析与解答:人点燃导火线到B点时通过的路程为
此时弹药开始爆炸,相隔10s后收到云层反射的爆炸声信号,则声音传播的距离为:
5. 通过什么实验体验乐音的响度大小
(1)利用钢锯条在相同长度振动时,轻拨钢锯条和用力拨钢锯条时声音的大小
(2)轻敲鼓面和重敲鼓面时声音大小的不同
(3)将机械手表靠近耳朵上和远离耳朵时,听到声音的大小不同。
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