高一下册物理 发现未知天体预言天体回归 逐字稿-1,747字
师:好,前面我们学习了万有引力理论的一些成果,我们应用万有引力理论测量了地球的质量,还能计算未知天体的质量。那么万有引力理论还有哪些成就呢?今天我们继续探索。1781 年,英国物理学家威廉·赫歇尔发现了天王星,但人们观测到天王星的运行轨道有些异常,与万有引力定律推测的结果有偏差。大家看下图,这就是理论轨道与实际轨道的偏差。那么,这样的偏差是由什么原因引起的呢?当时科学家做了很多猜测,比如观测天体卫星时数据出了问题,或者万有引力定律本身存在准确性问题,又或者天王星外面还有一颗未知行星。于是,很多科学家对这些问题进行了深入探索。
英国物理学家亚当斯和法国物理学家勒维耶坚信,观测天王星的数据和万有引力定律都没问题,他们一直相信有未知行星存在。所以,他们利用万有引力定律各自独立计算出了新行星的轨道。1846 年 9 月 23 号晚上,柏林天文台的加勒在勒维耶预报的位置附近发现了海王星。由于这颗海王星是通过计算后发现的,所以我们称它为“笔尖下发现的行星”。海王星的发现过程充分体现了理论对实践的巨大指导作用,它所采用的计算、预测和观察方法,指引人们寻找新天体,之后人们运用这种方法开启了新的宇宙探索,陆续发现了很多未知天体。比如 1930 年 3 月 14 号,美国天文学家汤博发现了冥王星;2005 年 1 月 5 日,美国天文学家布朗、特鲁希略发现了系外行星。这些都是我们结合理论与实践进行探索的成果。
但随着科技发展,我们对宇宙的探索越来越深入,发现距离太阳越远,太阳光就越微弱。太阳系边缘黑暗、寒冷,那里究竟存在着什么,依然吸引着人们。希望同学们继续发扬科学探究精神,探索未知天体。
在探索行星轨道的过程中,人们还发现了宇宙中一种神秘的天体——彗星。从 1337 年到 1639 年的彗星记录里,英国科学家哈雷挑选了 24 颗彗星,依据万有引力定律计算出它们的轨道,发现 1531 年、1607 年、1682 年出现的三颗彗星看起来极为相似。他预言这三颗彗星是同一颗,周期约为 76 年,并预言它将于 1758 年底或 1759 年初再次回归。1759 年 3 月,这颗彗星果然再次回归,证实了哈雷的预言,后来这颗彗星就以他的名字命名。哈雷彗星的发现是天文学家的巨大贡献。至此,从海王星的发现到哈雷彗星的按时回归,确立了万有引力定律的地位,成为科学史上的美谈。