《天文圖説》

第六章論行星軌道 行星並彗星繞日軌道皆橢圜，即橢圜其長短亦不一，此爲克伯爾測定天文第一綱也，迨後有天文士奴丹，兼用算學，按吸引理測實行星軌道，定爲橢圜，非平圜也。 行星所以能按軌道環繞太陽，恃有二力相持，一爲向心力，吸定行星，一爲離心力，與向心力直角相衝。倘無離心力祇有向心力，則行星必墜入太陽，有離心力而無向心力則行星必平離太陽而去。惟向心力與離心力合而持之，斯行星方能循軌繞日而成橢圜。 離心與向心二力相濟，能令月與行星自循橢軌而行。子爲地球，醜爲月，細按月在醜位若無離心力以濟之，而地球之向心力，必從醜位牽之，直下至寅。然雖有離心力，而無向心力，則月必自醜位直行至卯。使其受離心力太輕而向心力下牽則月不能直行至卯亦不能直下至寅，卻從醜位曲行至辰或受離心力稍大，並有向心力牽之，而月亦自醜曲行至巳，或受離心力更大，又有向心力牽之，而月直從醜午綫環繞一周復歸本位，或受離心力愈大，更有向心力牽之，而月從醜未之橢圜旋轉而歸醜若離心力極大，且有向心力牽之而月必從醜至申之拋物綫處而終不復歸醜矣。物有底圓而頂尖者可明橢圜並拋物綫之理如從尖形右旁畧斜至左而斷之，是爲橢圜。如從尖形一旁斜下至底而斷之是爲拋物綫。 欲作橢圜法，用小繩結成軟圜，後以兩針相離數寸，直插木板，將繩圜套於針外，復用鉛筆插入圜內，緊隨圜所牽制，繞兩針而畫之，即成橢圜。其二針處，即橢圜之兩心也。 橢圜中之子醜位即橢圜之兩心，寅卯爲長徑，辰巳爲短徑，今從子綫量至辰，辰量至醜；或從子量至午，午量至醜，或從醜量至申，申量至子，各將其綫伸計，與橢圜長徑其長短適均，此亦奇事也。 行星並彗星繞日，日不在橢圜之正中，而在兩心之一，即月繞行星，其行星亦在橢圜兩心之一。 月橢圜之兩心相隔愈近，其圜體愈圓，愈遠其圜體愈長。 行星軌道頗圓，惟彗星軌道其兩心相隔極遠，故橢圜之體益長。 行星在本軌離日遠，其速率自遲；離日近，其速率自速。故行星離日漸遠，其行亦漸緩，至極遠處，則行愈緩矣。如鐘鉈之擺下速，而擺上遲行星之速率近似。 由太陽在橢圜之一心起，以一綫量至行星運動之軌止，此綫謂之帶徑。星軌離太陽極遠處謂之最高點，極近處謂之最卑點。 克伯爾天文第二綱，謂行星環繞太陽，其帶徑所越之處時日同，其面積亦同。地軌分爲十二段，每月行一段，十二段中面積適均，以地在最卑點其行速，在最高點其行緩。 克伯爾天文第三綱，謂行星繞日之時刻長短與其軌道中距之數相稱，譬以二行星繞日之時之平方數，與其離日中距之立方數，其比例正相對。以此推之，亦知日之吸力與行星離日中距之平方數，乃有反比例。 第七章論月並日月蝕 月之繞地與地繞日同，月體本無光，與地球無異，因接日之光而回照於地，故有光。但日光祇照月之半面，其接光之面對地，則人能見其光，背地則不見其光。月繞地約二十八日一周其形逐日不同日在月背時對日之面有光而對地之面爲背日故人不能見其光即月朔也。 月過太陽，方向不一，所以初見光，祇一綫如蛾眉，而日盛一日，至上弦，則成半輪；至望，全輪畢見，望後復日缺一日，至下弦猶剩半輪，而漸減仍如娥眉，至晦不見，朔後又漸明。 月運行至日與地球之正中，而月掩蔽日光，或全或數分，此爲日蝕。地運行至日及月之正中，則地掩蔽日光，不能映射月面，是爲月蝕。日蝕以月影過地球上，而蔽日之光，月蝕以地影過月面，而蔽日之光。然地體大於月體，而其影亦分巨細，所以月蝕多而日蝕少。 使日與月常在一平面則每月必日月各蝕一次乃非在一平面而在於交側之兩平面，其交側處名爲交點，而日月不同時，在此交點處則不蝕，若月在內交點則蝕。在日月在外交點則蝕在月。 十八圖繪日蝕形十九圖繪月蝕形以限於篇幅不能詳日月大小遠近之實，學者當善悟之。 十八圖繪月影過地面掩蔽日光爲日蝕而月影至地有一黑斑處全不見日光，人居該處視日爲全蝕，其所以全蝕者，因其時日遠距地球，見其體較小。月稍近，地球見其體較大，故月能蔽日全體。月運於本軌，其影之黑斑在地面亦能運行，至日光復見，而黑斑方消，黑斑外圜之影色畧淡者名爲外虛，在外虛之地視日蝕少，以月蔽日光不滿也。日蝕爲月所蔽，但日近地球時，其體較大，月遠地球則畧小，日大月小，不能蔽日全體，而日之蝕在中心，其外尚有光圜，因名爲金錢蝕，或稱圜蝕。 十九圖繪月行過地影，則月必蝕，以地蔽日，而其光不能映射及月，至月出地影，而光始復，但地影大於月，故月蝕多於日蝕，即其蝕之時刻亦較長於日。 月蝕時人在地上，視其形式皆同其蝕之時亦同，惟日之蝕有能見之處，有不能見之處，即能見處視其形亦各不同，且日之蝕也，有見其全蝕者，有見其半蝕者，更有見其不蝕者。蓋月影過地面不能全蔽日體故各處視日蝕所見不同即其蝕之時亦不一。 二十圖繪太陽分蝕形。二十二圖繪全蝕形，其全蝕時外圓有微光，狀如冠冕，謂之日冕。有時近日體之微光中更有紅光閃出。