Міністерство освіти та науки України

Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки

Географічний факультет

Кафедра географія

ІНДЗ

З курсу: Концепції сучасного природознавства

На тему:

Й.Кеплер:життєвий шлях і наукові здобутки в природознавсті

Виконав ст.41 групи

денної форми навчання

спеціальності географія

Кальчук Ігор

Луцьк 2014

Зміст

Вступ……………………………………………………………………………...3

1.Життєвий шлях Й.Кеплера ………………………………………………..5

2.Наукові праці Й.Кеплера з астрономії.Три закони Кеплера…..........9

3.Наукові здобутки Й.Кеплера в інших науках………………………..14

Висновки………………………………………………………………………..18

Список використаних джерел……………………………………………...19

Вступ

Йоганн Кеплер - великий німецький астроном і математик, відкрив три емпіричні залежності, що описують рух планет навколо Сонця, винайшов оптичну систему, застосовувану зокрема, у сучасних рефракторах, підготував створення диференціального, інтегрального і варіаційного числення в математику.

Кеплер написав багато наукових праць і статей. Найважливіший його твір - "Нова астрономія" (1609), присвячена вивченню руху Марса за спостереженнями Т. Бразі,в якій описано перші два закони руху планет. В творі "Гармонія Світу" (1619) Кеплер сформулював третій закон. Відкриті Кеплером три закони руху планет повністю і з чудовою точністю пояснили видиму нерівномірність цих рухів. Замість численних надуманих епіциклів модель Кеплера включає тільки одну криву — еліпс. Другий закон встановив, як змінюється швидкість планети при віддаленні або наближенні до Сонця, а третій дозволяє розрахувати цю швидкість і період обертання навколо Сонця

Сонце, займаючи один з фокусів еліптичної орбіти планети, є, по Кеплеру, джерелом сили, що рухає планети. Він висловив справедливі здогади про існуванняміж небесними тілами тяжіння і пояснив припливи і відливи земних океанів впливом Місяця. Закони динаміки планет, відкриті Кеплером, слугували пізніше Ісааку Ньютону основою для створення теорії гравітації. Ньютон математично довів, що всі закони Кеплера є наслідком закону тяжіння.

Складені Кеплером закони на основі спостережень Браге "Рудольфовими таблиці" (1627) давали можливість обчислювати для будь-якого моменту часу положення планети з високої для тієї епохи точністю. В роботі "Скорочення коперниковой астрономії" (1618-1622) Кеплер виклав теорію і способи пророкування сонячних і місячних затемнень. Його дослідження з оптики викладені у творі "Доповнення до Вітелло" (1604) і "Діоптрики" (1611).

Актуальність мого дослідження полягає в тому,що дана інформація може бути використана для поглиблення знань з курсу «Концепції сучасного природознавства»

Об’єктом дослідження моєї індивідуальної роботи є Йоган Кеплер,предмет дослідження-його життєвий шлях та наукові здобутки в природознавстві.

Основною метою було вияснити який вплив мала наукова діяльність Йогана Кеплера на подальший розвиток астрономії та інших природничих наук.

Завдання мого дослідження-викласти історію життя Кеплера та відкриття його законів та інших наукових здобутків.

1.Життєвий шлях й.Кеплера

Народився у місті Вайль дер Штадт (сьогодні частина Штуттґарту). Його батько служив найманцем в Іспанських Нідерландах. Коли було 18 років, батько відправився в черговий похід і зник назавжди. Мати Кеплера, Катаріна Кеплер, держала трактир, підробляла ворожінням і траволікуванням.

Цікавитися астрономією почав ще в дитячі роки, коли мати показала йому комету (1577) і місячне затемнення (1580). У 1589 закінчив школу при монастирі Маульбронн, де показав відмінні здібності^[1], і в 1591 році поступив на теологічний факультет університету в Тюбінґені, де вперше почув про ідеї Миколи Коперника і одразу став прибічником геліоцентричної системи^[2]. Спочатку Кеплер хотів стати протестантським священиком, але завдяки його математичним здібностям був запрошений у 1594 читати лекції з математики в університеті міста Ґрац.

У Граці Кеплер провів 6 років. Тут вийшла в світ (1596) його перша книга "Таємниця світу" (Mysterium Cosmographicum). У ній Кеплер спробував знайти таємну гармонію Всесвіту, для чого зіставив орбітам п'яти відомих тоді планет (сферу Землі він виділяв особливо) різні "платонові тіла" (правильні багатогранники). Орбіту Сатурну він представив як коло (ще не еліпс) на поверхні кулі, описаної навколо куба. У куб у свою чергу була вписана куля, яка мала представляти орбіту Юпітера. У цю кулю був вписаний тетраедр, описаний навколо кулі, що представляла орбіту Марса і так далі. Ця робота після подальших відкриттів Кеплера втратила своє первинне значення (хоч би тому, що орбіти планет виявилися не колами); проте в наявність прихованої математичної гармонії Всесвіту Кеплер вірив до кінця життя, і в 1621 році перевидав "Таємницю світу", внісши в ній численні зміни і доповнення.

Книгу "Таємниця світу" Кеплер послав Галілею і Тихо Браге. Галілей схвалив геліоцентричний підхід Кеплера, хоча містичну нумерологію не підтримав. Надалі вони вели жваве листування, і це обставина (спілкування з "єретиком"-протестантом) на суді над Галілеєм була особливо підкреслена як обтяження провини Галілея.

Тихо Браге також відкинув надумані побудови Кеплера, проте високо оцінив його знання, оригінальність думки і запросив Кеплера до себе.

У 1597 році Кеплер одружився з удовою Барбарою Мюллер фон Мулек. Їхні перші двоє дітей померли в дитинстві, а дружина захворіла на епілепсією. На довершення знегод, в католицькому Граці починаються гоніння на протестантів. Кеплер занесений в список "єретиків", і вимушений залишити місто. Він приймає запрошення Тихо Браге, який до цього часу переїхав до Праги і служить у імператора Рудольфа II придворним астрономом і астрологом.

У 1600 році Кеплер прибуває до Праги. Проведені тут 10 років — найплідніший період його життя.

Незабаром з'ясувалося, що погляди Коперника і Кеплера на астрономію Тихо Браге розділяв тільки частково. Щоб не конфліктувати з церквою, Браге запропонував компромісну модель: всі планети, окрім Землі, обертаються навколо Сонця, а Сонце обертається навколо нерухомої Землі. Ця теорія здобула деяку популярність і протягом кількох десятиліть служила своєрідним прикриттям для тих астрономів, хто не наважувався відкрито визнати правоту Коперника.

Після смерті Браге в 1601 році Кеплер стає його наступником на посаді. Скарбниця імператора через нескінченні війни була постійно порожня. Платню Кеплеру платили рідко і бідно. Він вимушений підробляти складанням гороскопів. Кеплеру довелося також вести багаторічну тяжбу із спадкоємцями Тихо Браге, які намагалися відібрати у нього, серед іншого майна покійного, також і результати астрономічних спостережень. Врешті-решт від них вдалося відкупитися^[4].

У 1604 році Кеплер публікує свої спостереження наднової, названої тепер його ім'ям.

Будучи прекрасним спостерігачем, Тихо Браге за багато років склав об'ємну працю із спостережень планет і сотень зірок, причому точність його вимірювань була істотно вища, ніж у всіх попередників. Для підвищення точності Браге застосовував як технічні удосконалення, так і спеціальну методику нейтралізації погрішностей спостереження. Особливо цінною була систематичність вимірювань.

Впродовж кількох років Кеплер уважно вивчає дані Браге і в результаті ретельного аналізу приходить до висновку, що траєкторія руху Марса є не колом, а еліпсом, в одному з фокусів якого розташоване Сонце — твердження, відоме сьогодні як перший закон Кеплера. Подальший аналіз привів до другого закону: радіус-вектор, що сполучає планету і Сонце, в рівний час описує рівні площі. Це означало, що чим далі планета від Сонця, тим повільніше вона рухається.

Обидва закони було сформульовані Кеплером в 1609 році в книзі "Нова астрономія", причому,задля безпеки, він відносив їх тільки до Марса.

У 1610 році Галілей повідомляє Кеплеру про відкриття супутників Юпітера. Кеплер зустрічає це повідомлення недовірливо і в полемічній роботі "Розмова із Зоряним вісником" приводить декілька гумористичне заперечення: "незрозуміло, до чого бути [супутникам], якщо на цій планеті немає нікого, хто б міг милуватися цим видовищем"^[6]. Але пізніше, отримавши свій екземпляр телескопа, Кеплер змінив свою думку, підтвердив спостереження супутників і сам зайнявся теорією лінз. Результатом стали вдосконалений телескоп і фундаментальна робота "Діоптрика".

У Празі у Кеплера народилися два сини і дочка.

У 1611 році старший син Фрідріх вмирає від віспи. В цей же час психічнохворий імператор Рудольф II, програвши війну з власним братом Матвієм, відрікається в його користь від чеської корони і незабаром вмирає. Кеплер починає збори для переїзду до Лінц, але тут після довгої хвороби вмирає його дружина Барбара.

У 1612 році, зібравши мізерні кошти, Кеплер переїздить до Лінца, де прожив 14 років. За ним збережена посада придворного математика і астронома, але в справі оплати новий імператор нічим не кращий за старого. Деякий дохід приносять викладання математики і гороскопи.

У 1613 році Кеплер одружується на 24-річній дочці столяра Сюзані. У них народилося семеро дітей, вижили четверо.

У 1615 році Кеплер отримує звістку, що його мати звинувачена в чаклунстві. Звинувачення серйозне: минулої зими в Леонберзі, де жила Катаріна, були за тою ж статтею спалено 6 жінок. Звинувачення містило 49 пунктів: зв'язок з дияволом, богохульство, псування, некромантія тощо. Кеплер пише міським властям; матір спочатку відпускають, але потім знову заарештовують. Слідство тягнулося 5 років. Нарешті, в 1620 році почався суд. Кеплер сам виступив захисником, і через рік змучену жінку нарешті звільнили. Наступного року вона померла.

Тим часом Кеплер продовжує астрономічні дослідження і в 1618 році відкриває третій закон: співвідношення куба середнього видалення планети від Сонця до квадрата періоду обернення її навколо Сонця є величина постійна для всіх планет: a³/T² = const. Цей результат Кеплер публікує в завершуючій книзі "Гармонія світу", причому застосовує його вже не тільки до Марса, але і до всіх інших планет (включаючи, природно, і Землю.

Відзначимо, що в книзі, разом з цінними науковими відкриттями, викладені також фантастичні міркування автора про "музику сфер" і платонових тіла, які складають, на думку Кеплера, естетичну суть вищого проекту всесвіту.

У 1626 році в ході Тридцятирічної війни Лінц обложений і незабаром захоплений. Починаються грабежі і пожежі; у числі інших згорає друкарня. Кеплер переїздить в Ульм.

У 1628 році Кеплер переходить на службу до Валленштейна.

У 1630 році відправляється до імператора до Регенсбург, щоб отримати хоч би частину платні. По дорозі сильно застуджується і незабаром вмирає.

Із смертю Кеплера його пригоди не закінчилися. В кінці Тридцятирічної війни було повністю зруйновано кладовище, де він похований, і від його могили нічого не залишилося. Частина архіву Кеплера зникла. У 1774 році більшу частину архіву (18 томів з 22) придбала Петербурзька Академія наук, там він і зберігся до сьогоднішнього дня.