Реферат Ісаак Ньютон

Страница 1 из 2 | Следующая страница

ИСААК НЬЮТОН

Доповідь

Ученицы 9 «Б» класу

Середньої школи №89

Еличевой Ксенії


Ньютон (Newton) Ісаак (4.1.1643, Вулсторп, близько Граптема, — 31.3.1727, Кенсингтон), англійський фізик і математик, створив теоретичні основи механіки та астрономії, відкрив закон всесвітнього тяжіння, який розробив диференціальний і інтегральне обчислення, винахідник дзеркального телескопа і автор цих найважливіших експериментальних робіт з оптиці. М. народився сім'ї фермера; батько М. помер незадовго до народження. Дванадцятирічним років М. почав навчання у Грантемской школі, в 1661 вступив у Тринити-колледж Кембриджського університету у ролі субсайзера (так називалися бідні студенти, виконували для заробітку обов'язки слуг в коледжі), де його учителем був відомий математик І. Барроу. Закінчивши університет, М. в 1665 отримав учёную ступінь бакалавра. У 1665—1667, під час епідемії чуми, перебував у своїй рідному селі Вулсторп; роки були продуктивними у науковому творчості М. Тут в нього склалися переважно ідеї, що призвели його до створення диференціального і інтегрального числень, до винаходу дзеркального телескопа (власноручно виготовленого їм у 1668), відкриттю закону всесвітнього тяжіння, він тут провів досліди над розкладанням світла. У 1668 М. була привласнити ступінь магістра, а 1669 Барроу передав йому почесну люкасовскую фізико-математичну кафедру, яку М. обіймав до 1701. У 1671 М. побудував другий дзеркальний телескоп — великих ж розмірів та найкращої якості. Демонстрація телескопа справила моє найбільше враження на сучасників, й невдовзі після цього М. був обраний (у грудні 1672) член Лондонського королівського суспільства (в 1703 почав її президентом). У 1687 він опублікував свій грандіозна робота «Математичні початку натуральної філософії» (коротко — «Почала»). У 1695 отримав посаду наглядача Монетного двору (цьому, очевидно, сприяло те, що М. вивчав властивості металів). М. доручили керівництво перечеканкой всієї англійської монети. Йому вдалося впорядкувати розладнане монетне справа Англії, про що він одержав у 1699 довічне высокооплачиваемое звання директора Монетного двору. У тому ж року М. обраний іноземним членом Паризької АН. У 1705 за наукові праці він возведён в дворянське гідність. Похований М. щодо англійської національному пантеоні — Вестмінстерському абатстві.

Основні питання механіки, фізиків і математиків, разрабатывавшиеся М., були пов'язані з наукової проблематикою його часу. Оптикой М. почав цікавитися ще студентські роки, дослідження у цій галузі пов'язувалися з прагненням усунути згадані недоліки оптичних приладів. У першій оптичної роботі «Нова теорія світла і кольорів», доложенной їм у Лондонському королівському суспільстві в 1672, М. висловив свої думки про «тілесності світла» (корпускулярну гіпотезу світла). Ця робота викликала бурхливу полеміку, у якій противником корпускулярних поглядів М. на природу світла виступив Р. Гук (тоді панували хвильові уявлення). Відповідаючи Гуку, М. висловив гіпотезу, об'єднала корпускулярные і хвильові ставлення до світлі. Цю гіпотезу М. розвинув потім у творі «Теорія світла і кольорів», коли він описав також досвід з Ньютона кільцями і встановив періодичність світла. Під час читання цього твору на засіданні Лондонського королівського суспільства Гук виступив із домаганням на пріоритет, і раздражённый М. прийняв рішення не публікувати оптичних робіт. Багаторічні оптичні дослідження М. були опубліковані їм лише 1704 (за рік по смерті Гука) у фундаментальній праці «Оптика». Принциповий противник необгрунтованих і довільних гіпотез, М. починає «Оптику» словами: «Моє намір у книзі — не пояснювати властивості світла гіпотезами, але викласти і довести їх роздумами та дослідами» . У «Оптике» М. описав проведені їм надзвичайно ретельні експерименти з виявлення дисперсії світла — розкладання з допомогою призми білого світла деякі компоненти різної кольоровості і преломляемости і показав, що дисперсія викликає спотворення в линзовых оптичних системах — хроматичну аберацію. Помилково вважаючи, що усунути спотворення, викликаного нею, неможливо, М. сконструював дзеркальний телескоп. Поруч із дослідами по дисперсії світла М. описав інтерференцію світла тонких платівках і журналістам зміну інтерференційних квітів у залежність від товщини платівки в кільцях Ньютона. Фактично М. першим поміряв довжину світловий хвилі. З іншого боку, він описав тут свої досліди по дифракції світла.

«Оптика» завершується спеціальним додатком — «Питаннями», де М. висловлює свої фізичні погляди. Зокрема, він тут викладає погляди на будова речовини, де є в неявному вигляді поняття як атома, а й молекули. З іншого боку, М. дійшов ідеї ієрархічного будівлі речовини: він допускає, що «частинки тіл» (атоми) розділені проміжками — порожнім простором, не бажаючи складаються з дрібніших частинок, також розділених порожнім простором і з ще більше дрібних частинок, тощо. до твердих неподільних частинок. М. знову розглядає тут гіпотезу у тому, що світло може бути поєднання руху матеріальних часток отримують за поширенням хвиль ефіру.

Вершиною наукового творчості М. є «Почала», у яких М. узагальнив результати, отримані його попередниками (Р. Галілей, І. Кеплер, Р. Декарт, Х. Гюйгенс, Дж. Борелли, Гук, Еге. Галлей та інших.), і свої власні дослідження та вперше створив єдину струнку систему земної і небесної механіки, яка основою всієї класичної фізики. Тут М. дав визначення вихідних понять — кількості матерії, еквівалентного масі, щільності; кількості руху, еквівалентного імпульсу, і різних видів сили. Формулюючи поняття кількості матерії, М. виходив з уявлення, що атоми складаються з якоїсь єдиної первинної матерії; щільність М. розумів як ступінь заповнення одиниці обсягу тіла первинної матерією. М. вперше розглянув основний метод феноменологічного описи будь-якого фізичної сили за посередництвом сили. Визначаючи поняття простору й часу, він відокремлював «абсолютне нерухоме простір» від обмеженого рухомого простору, називаючи «відносним», а рівномірно поточне, абсолютне, справжнє час, називаючи «тривалістю», — від відносного, уявного часу, службовця як «тривалості». Ці поняття часу й простору стали основою класичної механіки. Потім М. сформулював свої 3 знамениті «аксіоми, чи закони руху»: закон інерції, закон пропорційності кількості руху силі, і закон рівності дії і протидії — т. зв. Ньютона закони механіки. З 2-го і 3-го законів виводить закон збереження кількості руху для замкнутої системи.

М. розглянув рух тіл під впливом центральних зусиль і довів, що траєкторіями таких рухів є конічні перерізу (еліпс, гіпербола, парабола). Він виклав своє вчення про всесвітньому тяжінні, дійшов висновку, що це планети і комети притягуються до Сонцю, а супутники — до планет з силою, обернено пропорційній квадрату відстані, і розробив теорію руху небесних тіл. М. показав, що на закон всесвітнього тяжіння випливають Кеплера закони і найважливіші відступу від нього. Так пояснив особливості руху Місяця (варіацію, назаднє рух вузлів тощо.), явище прецесії і стиснення Юпітера, розглянув завдання тяжіння суцільних мас, теорії припливів і відпливів, запропонував теорію постаті Землі.

У «Началах» М. досліджував рух тіл на суцільний середовищі (газі, рідини) залежно від швидкості їх переміщення і навів результати своїх експериментів з вивчення качання маятників повітря і рідинах. Але тут він розглянув швидкість поширення звуку в пружних середовищах. М. довів у вигляді математичного розрахунку повну безглуздість гіпотези Декарта, який пояснював рух небесних тіл з допомогою ставлення до різноманітних вихрах в ефірі, заполняющем Всесвіт. М. знайшов закон охолодження нагрітого тіла. У цьому творі М. приділив значну увагу закону механічного подоби, з урахуванням якого розвинулася подоби теорія.

Т. про., в «Началах» вперше дана загальна схема суворого математичного підходу до розв'язання будь-який конкретного завдання земний або небесної механіки. Подальше застосування цих методів зажадало, проте, детальної розробки аналітичної механіки (Л. Эйлер, Ж.Л. Д'Аламбер, Ж.Л. Лагранж, У.Р. Гамільтон) і гідромеханіки (Эйлер і Д. Бернуллі). Наступне розвиток фізики виявило межі застосовності механіки М.

Завдання природознавства, поставлені М., зажадали розробки принципово нових математичних методів. Математика для М. була головною знаряддям в фізичних пошуках; він підкреслював, що поняття математики запозичаються ззовні й виникають і абстракція явищ і процесів фізичного світу, що у суті математика є частиною природознавства.

Розробка диференціального обчислення і інтегрального обчислення стала важливою віхою у розвитку математики. Важливе значення мали також роботи М. з алгебри, интерполированию і геометрії. Основні ідеї методу флюксий склалися в М. під впливом праць П. Ферма, Дж. Валлиса та її вчителя І. Барроу в 1665—66. На той час належить відкриття М. взаємно зворотного характеру операцій диференціювання і інтегрування і фундаментальні відкриття області нескінченних рядів, зокрема індуктивне узагальнення т. зв. теореми про Ньютона біном у разі будь-якого дійсного показника. Невдовзі було написано реалізувати основні твори М. з аналізу, видані, проте, значно пізніше. Деякі математичні відкриття М. отримали популярність вже у 70-ті рр. завдяки одній його рукописам і листуванні.

У поняттях і термінології методу флюксий з повним отчётливостью відбилася глибока зв'язок математичних і механічних досліджень М, Поняття безупинної математичної величини М. вводить як абстракцію від різних видів безперервного механічного руху. Лінії виробляються рухом точок, поверхні — рухом ліній, тіла — поверхонь, кути — обертанням сторін тощо. Змінні величини М. назвав флюентами (поточними величинами, від латів. fluo — течу). Спільним аргументом поточних величин — флюент — є в М. «абсолютне час», якого віднесено інші, залежні перемінні. Швидкості зміни флюент М. назвав флюксиями, а необхідних обчислення флюксий нескінченно малі зміни флюент — «моментами» (у Лейбніца вони мали назву диференціалами). Отже, М. поклав основою поняття флюксий (похідною) і флюенты (первообразной, чи невизначеного інтеграла).

У творі «Аналіз з допомогою рівнянь із нескінченним числом членів» (1669, опубліковано 1711) М. обчислив похідну і інтеграл будь-який статечної функції. Різні раціональні, дробно-рациональные, ірраціональні і пояснюються деякі трансцендентні функції (логарифмічну, показову, синус, косинус, арксинус) М. висловлював з допомогою нескінченних статечних рядів. У цьому праці М. виклав метод чисельного рішення алгебраїчних рівнянь , і навіть метод перебування розкладання неявних функцій до кількох по дробовим ступенів аргументу. Метод обчислення і вивчення функцій їх наближенням нескінченними рядами мав величезне значення всього аналізу та його додатків.

Найповніші виклад диференціального і інтегрального числень міститься у «Методе флюксий...» (1670—1671, опубл. 1736). Тут М. формулює дві основні взаимно-обратные завдання аналізу: 1) визначення швидкість руху в момент часу відомим шляху, чи визначення співвідношень між флюксиями у цій співвідношенню між флюентами (завдання диференціювання), і 2) визначення пройденого за тепер шляху відомою швидкість руху, чи визначення співвідношень між флюентами у цій співвідношенню між флюксиями (завдання інтегрування диференціального рівняння і зокрема, відшукання первообразных). Метод флюксий застосовується тут до великого числу геометричних питань (завдання на касательные, кривизну, екстремуми, квадратури, випрямлення та інших.); відразу ж виявляється у елементарних функціях ряд з дитинства інтегралів від функцій, містять квадратний корінь з квадратичного трёхчлена. Велика увага приділена в «Методе флюксий» інтегрування звичайних диференційних рівнянь, причому основну роль грає уявлення рішення на вигляді нескінченного статечного низки. М. належить також рішення деяких завдань варіаційного обчислення.

У запровадження до «Рассуждению про квадратурі кривих» (основний текст 1665—66, запровадження й остаточні варіант 1670, опубліковано 1704) й у «Началах» він намічає програму побудови методу флюксий з урахуванням вчення про межі, про «останніх відносинах зникаючих величин» чи «перших відносинах зароджуваних величин», аби дати, втім, формального визначення краю і розглядаючи його як початкове. Вчення М. про межі через ряд посередніх ланок (Ж. Л. Д'Аламбер, Л. Эйлер) одержало глибоке розвиток у математиці 19 в. (Про. Л. Коші та інших.).

У «Методе разностей» (опубліковано 1711) М. дав вирішення завдання проведення через n + 1 дані точки з равноотстоящими чи неравноотстоящими абсциссами параболічної кривою n-го порядку й запропонував интерполяционную формулу, а «Началах» дав теорію конічних перетинів. У «Перечислении кривих третього порядку» (опублікована 1704) М. наводиться класифікація цих кривих, повідомляються поняття діаметра і центру, вказуються способи побудови кривих 2-го і 3-го порядку різноманітні умовам. Ця праця відіграв велику роль розвитку аналітичної й почасти проективної геометрії. У «Загальної арифметиці» (опублікована 1707 за лекціями, читанным що у 70-ті рр. 17 в.) містяться важливі теореми про симетричних функціях коренів алгебраїчних рівнянь, про відділення коренів, про приводимости рівнянь та інших. Алгебра остаточно звільняється у М. від геометричній форми, та її визначення числа не як зборів одиниць, бо як відносини довжини будь-якого відрізка до відтинку, прийнятому за одиницю, стало важливим етапом у розвитку вчення про дійсному числі.

Створена М. теорія руху небесних тіл, джерело якої в законі всесвітнього тяжіння, було визнано найбільшими англійським вченими тогочасна і різко негативно зустрінута на європейському континенті. Супротивниками поглядів М. (зокрема, щодо тяжінні) були картезианцы , погляди яких панували у Європі (особливо під Франції) в 1-ї половині 18 в. Переконливим доказом на користь теорії М. стало виявлення розрахованої їм приплюснутости земної кулі у полюсів замість опуклостей, очікуваних за вченням Декарта. Виняткову роль зміцненні авторитету теорії М. зіграла робота А. До. Клеро по учёту возмущающего дії Юпітера і Сатурна на рух комети Галлея. Успіхи теорії М. у вирішенні завдань небесної механіки увінчалися відкриттям планети Нептун (1846), заснованому на расчётах обурень орбіти Юпітера (У. Леверье і Дж. Адамс).

Питання природі тяжіння

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація