17世纪初，德国天文学家开普勒（J.Kepler）在其前人丹麦天文学家第谷（B.Tycho）大量观测资料的基础上，潜心研究，发表了行星运动的三大定律，正确指出行星的运动轨道是椭圆，太阳位于椭圆的焦点上。1687
年，牛顿发表万有引力定律和三大运动定律，完满地解释了行星绕太阳运动的力学原理，把天体和地面物体的运动规律统一起来了。
1942 年，爱因斯坦在纪念牛顿诞辰 300 周年的文章中写道：“那些为现代技术发展所不可缺少的理智工具，主要来自对星空的观察。……像牛顿那样有创造能力的思想家，他们的思想由于凝视这星空而展翅高飞。”
天体力学研究天体的运动学和动力学。
假设只有两个天体，在万有引力作用下如何运动的问题，叫做二体问题。
牛顿力学框架下，建立二体问题的微分方程，再用数学方便求解，二体问题可以彻底解决。
行星运动遵守面积定律
在牛顿到微分方程之前70年，开普勒就已经知道了由太阳和任意行星组成二体问题的这些结果。这是人类科学发展的历史中著名范例之一。
八大行星及冥王星运行轨道图：
小行星带位于四颗类地行星运行轨道：
行星视运动
它们的识别特征是：
1.都在黄道附近
2. 亮度一般比恒星亮
3. 恒星光芒闪烁
行星相对于太阳的视运动
大距角常有变化，水星在18°～28°，金星在 45°～ 48°。地内行星同月亮一样有盈亏变化。
如果水星或金星下合发生在黄道面附近，会与太阳圆面重合，人们看到它们的影像从日面上缓缓通过，称为 “凌日”
水星凌日图：
金星凌日每两次为一组，两次之间相隔 8 年，但两组之间却相隔 100 多年。最近的一组在 2004 年 6 月 8 日和 2012 年 6 月 6 日。
2012 年 6 月 6 日金星凌日，欧洲和中西亚只能在日出后见到一段过程，北美地区只能在日落前见到前一段过程，而在中国中东部能见到全过程：从北京时间 6 时 10 分到 12 时 50 分左右。如果错过这一次大好机会，再下一次 2117 年 12 月11 日金星凌日。
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