Исак Нютон какво е направил за физиката. Исак Нютон - биография и научни открития, които обърнаха света с главата надолу

Великият английски учен, познат на всеки ученик, е роден на 24 декември 1642 г. по стария стил или на 4 януари 1643 г., според настоящата му биография, която произхожда от град Уулсторп, Линкълншир, е роден толкова слаб, че дълго време не смеели да го кръстят. Момчето обаче оцеля и въпреки лошото си здраве в детството успя да доживее до дълбока старост.

Детство

Бащата на Исак умира, преди да се роди. Майката, Анна Ейскоу, рано овдовява, омъжи се повторно, ражда още три деца от новия си съпруг. Тя обръщаше малко внимание на най-големия си син. Нютон, чиято биография в детството изглеждаше очевидно просперираща, страдаше много от самотата и липсата на внимание от страна на майка си.

За момчето се грижеше повече чичо му, братът на Анна Ейскоу. Като дете Исак беше интровертно, мълчаливо дете, със склонност към изработването на различни технически занаяти, като например слънчев часовник.

Училищни години

През 1955 г., на 12-годишна възраст, Исак Нютон е изпратен на училище. Малко преди

вторият му баща умира, а майка му наследява богатството му, като веднага го пререгистрира като най-голям син. Училището беше в Грантъм, а Нютон живееше с местния фармацевт Кларк. По време на следването му се разкриват необикновените му способности, но майка му четири години по-късно връща 16-годишното момче у дома, за да му повери отговорностите по управлението на фермата.

Но земеделието не беше негова работа. Четене на книги, версификация, конструиране на сложни механизми - всичко това беше Нютон. Именно в този момент неговата биография определя посоката й в посоката на науката. Учителят Стоукс, чичо Уилям и Тринити Колидж в Кеймбриджския университет Хъмфри Бабингтън обединиха усилията си, за да продължат образованието на Исак Нютон.

университети

В Кеймбридж кратка биография на Нютон е, както следва:

  • 1661 г. - приет в Тринити Колидж в университета за безплатно обучение като студент "сайзер".
  • 1664 г. - успешно полагане на изпити и преминаване към следващия етап на обучение като ученик-„ученик“, което му дава право да получи стипендия и възможност да продължи обучението си по-нататък.

В същото време Нютон, чиято биография записва творчески подем и началото на самостоятелно запознанство с Исак Бароу, нов учител-математик, който оказа силно влияние върху неговото хоби

Като цяло Тринити Колидж получи голям сегмент от живота (30 години) и математиката, но именно тук той направи първите си открития (биномиално разширение за произволен рационален показател и разширение на функция в безкрайна серия) и създаде, въз основа на учението на Галилей, Декарт и Кеплер, универсалната система на света.

Години на големи постижения и слава

С избухването на чумата през 1665 г. учебните занятия в колежа прекратяват и Нютон заминава за имението си в Уулсторп, където са направени най-значимите открития – оптични експерименти с цветовете на спектъра.

През 1667 г. ученият се завръща в колежа Тринити, където продължава изследванията си по физика, математика и оптика. Създаденият от него телескоп е получил възторжени отзиви в Кралското общество.

През 1705 г. Нютон, чиято снимка може да се намери във всеки учебник днес, е първият, удостоен с титлата рицар именно за научните си постижения. Броят на откритията в различни области на науката е много голям. Монументалните трудове по математика, основи на механиката, в областта на астрономията, оптиката, физиката преобърнаха представите на учените за света.

/ кратка историческа перспектива /

Величието на истинския учен не е в титлите и наградите, които е присъждан или награждаван от световната общност, и дори не в признанието за заслугите му към човечеството, а в откритията и теориите, които е оставил на света. Трудно е да се надценят или подценят уникалните открития, направени по време на светлия му Живот от известния учен Исак Нютон.

Теории и открития

Исак Нютон формулира основното закони на класическата механика, беше отворено закона за гравитацията, разработи теория движения на небесните теласъздадена основите на небесната механика.

Исак Нютон(независимо от Готфрид Лайбниц) създаден теория на диференциалните и интегралните изчисления, отворен светлинна дисперсия, хроматична аберация, изследван интерференция и дифракция, разработена корпускулярна теория на светлината, даде хипотеза комбинираща корпускулярнаи вълнови представи, построен огледален телескоп.

Пространство и времеНютон се счита за абсолютен.

Исторически формулировки на законите на механиката на Нютон

Първият закон на Нютон

Всяко тяло продължава да се поддържа в състояние на покой или равномерно и праволинейно движение, докато и след като бъде принудено от приложените сили да промени това състояние.

Вторият закон на Нютон

В инерциалната система за отчитане ускорението, което получава материалната точка, е право пропорционално на резултата на всички сили, приложени към нея, и обратно пропорционално на нейната маса.

Промяната в импулса е пропорционална на приложената движеща сила и се случва в посока на правата линия, по която действа тази сила.

Трети закон на Нютон

Винаги има еднаква и противоположна реакция на действие, в противен случай взаимодействията на две тела едно срещу друго са равни и насочени в противоположни посоки.

Някои от съвременниците на Нютон го смятат за него алхимик... Той беше директор на монетния двор, установи сеченето в Англия, ръководеше обществото Приор-Цион, се занимаваше с хронологията на древните царства. Няколко богословски произведения (предимно непубликувани), посветени на тълкуването на библейските пророчества.

произведения на Нютон

- "Нова теория на светлината и цветовете", 1672 г. (съобщение до Кралското общество)

- "Движението на телата в орбита" (лат. De Motu Corporum в Gyrum), 1684

- „Математически принципи на натурфилософията“ (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687

- „Оптика или трактат за отражения, пречупвания, завои и цветове на светлината“ (инж. Оптика или а трактат на на отражения, пречупвания, преклонения и цветове на светлина), 1704

- „За квадратурата на кривите“ (лат. Tractatus de quadratura curvarum), допълнение към "Оптика"

- "Линии от трети порядък" (лат. Enumeratio linearum tertii ordinis), допълнение към "Оптика"

- "Универсална аритметика" (лат. Аритметика Универсалис), 1707

- „Анализ с помощта на уравнения с безкраен брой термини“ (лат. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711

- "Метод на разликите", 1711г

Според учени от цял ​​свят, произведенията на Нютон са значително изпреварили общото научно ниво на неговото време и са били неразбираеми за неговите съвременници. Самият Нютон обаче каза за себе си: „ Не знам как ме възприема светът, но аз си изглеждам само като момче, което играе на морския бряг, което се забавлява с факта, че от време на време намира камъче, по-цветно от другите, или красива раковина, докато великият океан на истината се разстила пред мен неизследван. »

Но според убеждението на не по-малко великия учен А. Айнщайн “ Нютон е първият, който се опитва да формулира елементарни закони, които определят времевия ход на широк клас процеси в природата с висока степен на пълнота и точност " и „... с творбите си той оказва дълбоко и силно влияние върху целия мироглед като цяло. »

На гроба на Нютон е оставен надпис:

„Тук се намира сър Исак Нютон, благородник, който с почти божествен ум е първият, който доказва с факела на математиката движението на планетите, пътищата на кометите и приливите на океаните. Той изследва разликата между светлинните лъчи и произтичащите от това различни свойства на цветовете, за които никой преди това не е подозирал. Прилежен, мъдър и верен тълкувател на природата, древността и Свещеното писание, той утвърждава със своята философия величието на Всемогъщия Бог и изразява евангелска простота в нрава си. Нека простосмъртните се радват, че е имало такава украса на човешката раса. "

Подготвени Модел Лазар.

Нютон, Исак

Английският математик, физик, алхимик и историк Исак Нютон е роден в Уулсторп, Линкълншир, в семейството на фермер. Бащата на Нютон умира малко преди раждането му; майка скоро се омъжи повторно за свещеник от съседен град и се премести при него, оставяйки сина си при баба му в Уулсторп. Психически срив в детството, някои изследователи обясняват болезнената необщителност и яростност на Нютон, която по-късно се проявява в отношенията с другите.

На 12-годишна възраст Нютон започва да учи в Grantham School, през 1661 г. влиза в Св. Тринити (Trinity College) от университета в Кеймбридж като подразмер (т.нар. бедни студенти, които изпълняваха задълженията на слуги в колежа за печелене на пари), където негов учител е известният математик И. Бароу. След като завършва университета, Нютон получава бакалавърска степен през 1665 г. През 1665-1667 г., по време на епидемията от чума, той е в родното си село Woolsthorpe; тези години бяха най-продуктивните в научната работа на Нютон. Тук той развива предимно тези идеи, които го довеждат до създаването на диференциално и интегрално смятане, до изобретяването на огледален телескоп (направен от него със собствените си ръце през 1668 г.), до откриването на закона за всемирното притегляне, тук той също провеждат експерименти за разлагане на светлината.

През 1668 г. Нютон получава магистърска степен, а през 1669 г. Бароу му дава катедрата по физика и математика, която Нютон заема до 1701 г. През 1671 г. Нютон построява втори огледален телескоп – по-голям и с по-добро качество. Демонстрацията на телескопа прави силно впечатление на съвременниците му и малко след това, през януари 1672 г., Нютон е избран за член на Лондонското кралско общество (през 1703 г. става негов президент). През същата година той представя на Обществото своите изследвания върху новата теория на светлината и цветовете, които предизвикват остър спор с Робърт Хук (присъщият патологичен страх на Нютон от публични дискусии доведе до факта, че той публикува "Оптиката", изготвена в тези години само 30 години след смъртта на Хук). Нютон притежава концепциите за монохроматичните светлинни лъчи и периодичността на техните свойства, които са в основата на физическата оптика, обоснована от най-добрите експерименти.

През същите години Нютон разработи основите на математическия анализ, които станаха широко известни от кореспонденцията на европейски учени, въпреки че самият Нютон не публикува нито един ред по този въпрос: първата публикация на Нютон за основите на анализа беше публикувана едва през 1704 г., а по-пълно ръководство - посмъртно (1736 г.).

През 1687 г. Нютон публикува грандиозния си труд "Математически принципи на естествената философия" (накратко - "Принципи"), който поставя основите не само на рационалната механика, но и на цялото математическо естествознание. „Принципи“ съдържаха законите на динамиката, закона за универсалната гравитация с ефективни приложения към движението на небесните тела, произхода на учението за движението и съпротивлението на течности и газове, включително акустиката.

През 1695 г. Нютон е повишен в пазач на монетния двор (това очевидно е подпомогнато от факта, че Нютон се интересува активно от алхимията и трансмутацията на метали през 1670-те и 1680-те). На Нютон е поверено да наблюдава сеченето на цялата английска монета. Той успява да приведе в ред неорганизираното монетосечене на Англия, за което получава през 1699 г. високоплатената титла доживотен директор на монетния двор. През същата година Нютон е избран за чуждестранен член на Парижката академия на науките. През 1705 г. за научната му работа кралица Ан го издига в рицарско звание. В последните години от живота си Нютон посвещава много време на теологията и древната и библейската история. Погребан Нютон в английския национален пантеон - Уестминстърското абатство.

Англичанин, който мнозина смятат за най-великия учен на всички времена и народи. Роден в семейство на дребни благородници в околностите на Уулсторп (Линкълншир, Англия). Не намерих баща си жив (той почина три месеца преди раждането на сина си). След като се омъжи повторно, майката остави двегодишния Исак на грижите на баба му. Много изследователи на неговата биография приписват особеното ексцентрично поведение на възрастен учен на факта, че до деветгодишна възраст, когато последва смъртта на втория му баща, момчето е било напълно лишено от родителски грижи.

Известно време младият Исак изучава мъдростта на селското стопанство в професионално училище. Както често се случва с велики хора след това, все още има много легенди за неговите ексцентричности в този ранен период от живота му. Така, по-специално, те казват, че веднъж той бил изпратен на паша да пази добитъка, който безопасно се разпръснал в неизвестна посока, докато момчето седело под дърво и ентусиазирано четело книга, която го интересувала. Независимо дали е така или не, жаждата на тийнейджъра за знания скоро е забелязана - и е изпратен обратно в гимназията в Грантъм, след което младежът успешно постъпва в Тринити Колидж, Кеймбриджския университет.

Нютон бързо усвоява учебната програма и преминава към изучаване на трудовете на водещите учени от онова време, по-специално последователите на френския философ Рене Декарт (1596-1650), който има механистичен възглед за Вселената. През пролетта на 1665 г. той получава бакалавърска степен - и тогава се случват най-невероятните събития в историята на науката. През същата година в Англия избухва последната епидемия от бубонната чума, звънът на погребалните камбани все по-често и Кеймбриджският университет е затворен. Нютон се връща в Уулсторп за почти две години, след като успява да вземе със себе си само няколко книги и забележителния си интелект.

Когато университетът в Кеймбридж отново отвори врати две години по-късно, Нютон вече (1) е разработил диференциално смятане, отделен клон на математиката, (2) изложи основите на съвременната теория на цветовете, (3) изведе закона за универсалното привличане и (4) решава няколко математически задачи, които са били пред него, никой не може да реши. Както самият Нютон каза: „В онези дни бях в разцвета на изобретателските си сили и оттогава математиката и философията никога не са ме завладявали така силно, както тогава“. (Често питам учениците си, като им казвам още веднъж за постиженията на Нютон: „И какво Виеуспяхте ли да го направите през лятната ваканция? ")

Малко след завръщането си в Кеймбридж, Нютон е избран в академичния съвет на Тринити Колидж, а статуята му все още украсява университетската църква. Той изнесе лекции по теория на цвета, в които показа, че различията в цветовете се обясняват с основните характеристики на светлинната вълна (или, както се казва сега, дължината на вълната) и че светлината има корпускулярна природа. Той също така проектира огледален телескоп и това изобретение го довежда до вниманието на Кралското общество. Дългосрочните изследвания на светлината и цветовете са публикувани през 1704 г. в неговия фундаментален труд "Оптика" ( Оптика).

Защитата на Нютон на "грешната" теория за светлината (по това време преобладават представянията на вълните) доведе до конфликт с Робърт Хук ( см.Законът на Хук), ръководител на Кралското общество. В отговор Нютон излага хипотеза, която комбинира корпускулярни и вълнови концепции за светлината. Хук обвини Нютон в плагиатство и поиска приоритет в това откритие. Конфликтът продължава до смъртта на Хук през 1702 г. и прави толкова депресиращо впечатление на Нютон, че той отказва да участва в интелектуалния живот в продължение на шест. Някои психолози от онова време обаче приписват това на нервен срив, който се влошава след смъртта на майка му.

През 1679 г. Нютон се връща на работа и прави име, като изследва траекториите на планетите и техните луни. В резултат на тези изследвания, също придружени от спорове с Хук относно приоритета, са формулирани законът за всемирното притегляне и законите на механиката на Нютон, както ги наричаме сега. Нютон обобщава своите изследвания в книгата „Математически принципи на естествената философия“ ( Philosophiae naturalis principia mathematica) представен на Кралското общество през 1686 г. и публикуван година по-късно. Тази работа, която постави началото на тогавашната научна революция, донесе на Нютон световно признание.

Религиозните му възгледи, силното му придържане към протестантството също привличат вниманието на широки кръгове от английския интелектуален елит към Нютон и особено философа Джон Лок (1632-1704). Прекарвайки все повече време в Лондон, Нютон се включва в политическия живот на столицата и през 1696 г. е назначен за пазач на монетния двор. Въпреки че тази позиция традиционно се смята за синекура, Нютон се отнася сериозно към работата си, разглеждайки повторното сечене на английска монета като ефективна мярка за борба с фалшификаторите. По това време Нютон участва в още един приоритетен спор, този път с Готфрид Лайбниц (1646-1716), относно откриването на диференциалното смятане. Към края на живота си Нютон създава нови издания на основните си произведения и също така служи като президент на Кралското общество, докато е доживотен директор на монетния двор.

Един от първите учени, с право признат за гений, Исак Нютон направи фундаментални открития в математиката и установи фундаментални закони в областта на астрономията и физиката. Нютон е кръстен на великия учен - единицата за сила в Международната система от единици.

Исак Нютон (1642-1727) е роден в Източна Англия от малък фермер, който умира малко преди да се роди синът му. Бабата се занимаваше с възпитанието на бъдещия учен. Посещава местно училище и по-късно влиза в Тринити Колидж, Кеймбриджския университет. През 1665 г. Нютон получава бакалавърска степен, но е принуден да остане в селото поради епидемията от чума, бушуваща тогава в Лондон. Той се фокусира върху математиката и разработи принципите на производните, което доведе до появата на диференциалното смятане. През 1667 г. Нютон става професор в колежа Тринити, а през 1669 г. е повишен в професор по математика. Тогава той започнал да се интересува от движението на телата, чудейки се какво ги кара да започват и да спрат да се движат. В резултат на това възникват трите закона на Нютон за движение на телата. Ефектът от тези закони може да се наблюдава при игра на билярд.

Следващата наука, за която Нютон има огромен принос, е астрономията. Според широко разпространена легенда, учен седял в градината и видял падаща ябълка. Защо падна? Нютон заключи, че ябълката е била изтеглена към Земята от сила, която сега наричаме гравитация. Освен това той разбра, че всяко тяло се държи така, сякаш масата му е концентрирана на едно място (сега наричано център на тежестта). Използвайки откритите от него закони за движение, Нютон стига до извода, че силата на гравитацията действа върху всички тела във Вселената; тя е тази, която кара луната да се върти около земята, а земята около слънцето. Той извежда формулата за универсалния закон за всемирното привличане, според която силата на привличане между две тела - две билярдни топки и дори две звезди - е равна на произведението на техните маси и е обратно пропорционална на разстоянието между тях.

Английският учен Робърт Хук през 1678 г. също извежда закона за гравитацията и публикува идеята си няколко години по-късно. Това доведе до голяма кавга между големите учени.

Математическите принципи на естествената философия на Исак Нютон е една от най-важните научни книги на всички времена. Тя излага основополагащите теории в областта на астрономията, математиката и физиката.

В раздела на физиката, който днес се нарича оптика, основните трудове на Нютон бяха посветени на природата на светлината. След като пропусна тесен лъч слънчева светлина през стъклена призма, Нютон разложи светлината в многоцветен спектър, чиято цветова последователност беше същата като в спектъра на дъгата. Той доказа, че дневната светлина се състои от различни цветове. (Днес бихме казали, че тази светлина е съставена от много различни дължини на вълната.) Телескопите по това време произвеждаха изображения, заобиколени от цветови спектър, тъй като лещите с лошо качество фокусираха различни цветове на различни места. Ученият решава този проблем, като използва огледала вместо лещи и през 1668 г. построява един от първите рефлекторни телескопи, огледалата за които прави със собствената си ръка.

Нютон е бил убеден, че светлината е „поток“ от малки частици („корпускули“). Тази теория скоро беше оспорена от Кристиан Хюйгенс и други учени, които вярваха, че светлината се движи под формата на вълни. Спорът продължи до 20-ти век, когато физиците най-накрая стигнаха до заключението, че светлината има свойствата както на частица, така и на вълна; но това изискваше създаването на квантова теория.

През 1703 г. Нютон е избран за президент на Лондонското кралско общество, а две години по-късно е издигнат до благородническото достойнство и обсипан с почести. Последните години от живота си се занимава с подготовката на преиздания на "Елементи" и "Оптика". Исак Нютон е погребан в Уестминстърското абатство.

Според легендата Нютон формулира своя закон за всемирното притегляне, докато седи в градина и гледа как пада ябълка.

Зареждане ...Зареждане ...