آیزاک نیوتن (1627-1727) یک فیزیکدان ، ریاضیدان ، ستاره شناس انگلیسی بود که کمک های علمی زیادی کرد. وی یکی از بزرگترین نوابغ تاریخ جهان به حساب می آید.
نیوتن در زمینه فیزیک ، ریاضیات ، اپتیک و نجوم سرآمد بود. اکتشافات وی راه شناخت و درک جهان را تغییر داد. از عمده کشف های آن می توان به موارد زیر اشاره کرد: قوانین حرکت ، قانون جاذبه جهانی و نظریه رنگ.
نیوتن بخشی از انقلاب علمی بود که در دوره رنسانس با مطالعات و اکتشافات ستاره شناس نیکولاس کوپرنیک آغاز شد. این روند با همکاری یوهانس کپلر ، گالیله گالیله به تکامل خود ادامه داد. و سپس با آیزاک نیوتن. در قرن بیستم ، آلبرت انیشتین بسیاری از نظریه های خود را برای توسعه یافته های بزرگ به کار گرفت.
- این می تواند به شما کمک کند: انقلاب های علمی
- قوانین حرکت نیوتن
قوانین حرکت توسط آیزاک نیوتن در کار خود فرموله شد: Philosophiæ naturalis principia mathematica (1687). این قوانین پایه ای برای درک انقلابی مکانیک کلاسیک ، شاخه ای از فیزیک که رفتار اجسام در حالت استراحت یا حرکت با سرعت کم (در مقایسه با سرعت نور) را مطالعه می کند ، ایجاد کرد.
قوانین توضیح می دهند که چگونه هر حرکت بدن تابع سه قانون اصلی است:
- قانون اول: قانون اینرسی هر جسمی در حالت استراحت خود باقی می ماند مگر اینکه نیروی دیگری به آن فشار وارد کند. مثلا: اگر وسیله نقلیه با موتور خاموش متوقف شود ، در حالت ایستاده باقی خواهد ماند مگر اینکه چیزی آن را حرکت دهد.
- قانون دوم: اصل اساسی پویایی. نیرویی که بر بدن وارد می شود متناسب با شتابی است که خواهد داشت. مثلا: اگر شخصی توپ را لگد بزند ، توپ بیشتر جلو می رود ، نیروی بیشتری به ضربه وارد می شود.
- قانون سوم: قانون عمل و واکنش. هنگامی که یک نیروی خاص بر روی یک جسم اعمال می شود (با یا بدون حرکت) ، همان مقدار را به اولی وارد می کند. مثلا: Sاگر شخصی به طور تصادفی با دیواری برخورد کند ، دیوار همان نیرویی را که شخص روی دیوار وارد می کند ، بر او وارد می کند.
- قانون جاذبه
قانون گرانش توسط نیوتن پیشنهاد شده و تعامل گرانشی بین اجسام مختلف با جرم را توصیف می کند. نیوتن بر اساس قوانین حرکتی خود استدلال می کرد که نیروی جاذبه (شدت دو بدن باعث جذب یکدیگر می شود) مربوط است به: فاصله بین این دو بدن و جرم هر یک از آن اجسام. بنابراین ، نیروی جاذبه متناسب با حاصلضرب توده های تقسیم بر فاصله بین آنها در مربع است.
- ماهیت نورانی شکل
با ورود به حوزه اپتیک ، نیوتن نشان داد که نور از امواج تشکیل نشده است (همانطور که اعتقاد بر این است) بلکه از ذرات تشکیل شده است (که وی آنها را پیکره می خواند) که با سرعت زیاد و در یک خط مستقیم از بدن که نور ساطع می کند پرتاب می شود. این نظریه توسط نیوتن در کار خود افشا شد: اپتیک که در آن انکسار ، انعکاس و پراکندگی نور را مطالعه می کند.
با این حال ، نظریه او به نفع نظریه موج نور بی اعتبار شد. فقط در قرن 20 (با پیشرفت های مکانیک کوانتوم) توضیح پدیده نور بعنوان یک ذره ، در بعضی موارد و به صورت موج ، در موارد دیگر امکان پذیر بود.
- نظریه رنگ
رنگین کمان یکی از بزرگترین معماهای معاصران نیوتن بود. این دانشمند کشف کرد نوری که از خورشید به عنوان نور سفید می آید به رنگهای مختلف تجزیه می شود و رنگین کمان را تشکیل می دهد.
او آن را با استفاده از منشور در یک اتاق تاریک بررسی کرد. او اجازه داد كه پرتوی نور با شیب خاصی از سوراخ عبور كند. این از طریق یکی از چهره های منشور نفوذ کرده و به پرتوهای رنگی با زاویه های مختلف تقسیم می شود.
نیوتن همچنین از آنچه دیسک نیوتن نامیده می شود ، دایره ای با بخشهایی به رنگ قرمز ، نارنجی ، زرد ، سبز ، فیروزه ای ، آبی و بنفش استفاده کرده است. با چرخاندن دیسک با سرعت بالا ، رنگ ها با هم ترکیب می شوند و سفید می شوند.
- تلسکوپ نیوتنی
در سال 1668 ، نیوتن تلسکوپ انعکاسی خود را که از آینه های مقعر و محدب استفاده می کرد ، معرفی کرد. تا آن زمان ، دانشمندان از تلسکوپ های شکستی استفاده می کردند که منشورها و عدسی ها را با هم ترکیب می کردند تا بتوانند تصویر را برای مشاهده در فاصله زیادی بزرگ کنند.
اگرچه وی اولین کسی نبود که با این نوع تلسکوپ کار می کرد ، اما وی به دلیل کامل سازی ساز و استفاده از آینه های سهمی ، اعتبار دارد.
- شکل زمین
تا آن زمان ، و به لطف مشارکت ها و اکتشافات نیکولاس کوپرنیک و گالیله گالیله ، اعتقاد بر این بود که زمین یک کره کامل است.
بر اساس این واقعیت که زمین بر روی محور خود و قانون گرانش می چرخد ، نیوتن از ریاضیات استفاده کرد و از نقاط مختلف زمین تا مرکز خود فاصله گرفت. وی دریافت که این اندازه گیری ها متفاوت است (قطر خط استوا بیشتر از قطر قطب به قطب دیگر است) و شکل بیضی شکل زمین را کشف کرد.
- سرعت صدا
در سال 1687 نیوتن نظریه صدا را در زیر منتشر کرد: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ، در جایی که بیان می کند سرعت صدا به شدت یا فرکانس آن بستگی ندارد ، بلکه به خصوصیات فیزیکی سیالی که از آن عبور می کند بستگی دارد. مثلا: اگر صدا در زیر آب ساطع شود با سرعتی متفاوت از اینکه در هوا ساطع می شود حرکت خواهد کرد.
- قانون همرفت حرارتی
در حال حاضر به عنوان قانون خنک سازی نیوتن شناخته می شود ، این قانون بیان می کند که اتلاف گرما توسط یک بدن متناسب با اختلاف دمایی است که بین آن بدن و محیط اطراف آن وجود دارد.
مثلا: یایک فنجان آب گرم در دمای اتاق 10 درجه نسبت به دمای اتاق 32 درجه سریعتر خنک می شود.
- محاسبه
نیوتن در حساب بی نهایت کوچک فرو رفت. وی این محاسبه را شار (آنچه امروزه مشتق می نامیم) ، ابزاری می داند که به محاسبه مدارها و منحنی ها کمک می کند. در اوایل سال 1665 او قضیه دو جمله ای را کشف کرد و اصول حساب دیفرانسیل و انتگرال را توسعه داد.
اگرچه نیوتن اولین کسی بود که به این کشفیات دست یافت ، اما این ریاضیدان آلمانی ، گوتفرید لایب نیتس بود که پس از کشف حساب به تنهایی ، اکتشافات خود را قبل از نیوتن منتشر کرد. این مسئله باعث اختلاف آنها شد که تا زمان مرگ نیوتن در سال 1727 پایان نیافت.
- جزر و مد
در کار خود: Philosophiae Naturalis Principia Mathematicaنیوتن عملکرد جزر و مد را همانطور که امروز می شناسیم توضیح داد. وی کشف کرد که تغییر جزر و مد به دلیل نیروهای گرانشی است که توسط خورشید و ماه بر روی زمین اعمال می شود.
- ادامه با: مشارکتهای گالیله گالیله
