1.1.1　开普勒行星运动定理

开普勒（1571—1630）根据第谷（1546—1601）对行星的观察结果，经过近10年对火星轨道的精确观测研究，发现了三个行星运动定律。

*开普勒第一行星运动定律是行星绕太阳沿椭圆运动，太阳在椭圆的一个焦点上，这叫椭圆定律。

*开普勒第二行星运动定律是行星和太阳的矢径在相等时间扫过相等面积，这叫面积定律。

*开普勒第三行星运动定律是行星轨道周期的平方正比于轨道半长轴的立方，这叫调和定律。对于图1-1两个行星围绕太阳运转的情况，调和定律可以表示成：

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图1-1　开普勒行星运动三定理

式中ai为半长轴，ti为轨道周期，C为常数，i=1或2。

开普勒行星运动定理告诉我们行星如何沿轨道运动，但是并没有说明为什么。这将由下面的牛顿（1642—1727）万有引力定律回答。