Научные труды ньютона в астрономии доклад

Обновлено: 30.06.2024

Исаак Ньютон родился в 1642 году в деревне Вульсторп в Линкольншире. Семья Ньютонов принадлежала к числу фермеров средней руки. По достижении двенадцатилетнего возраста мальчик начал посещать общественную школу в Грантэме. В 1665 году он получил степень бакалавра изящных искусств (словесных наук) в Кембридже.

Его первые научные опыты связаны с исследованиями света. Ньютон установил, что белый солнечный луч представляет собой смесь многих цветов. Ученый доказал, что при помощи призмы белый цвет можно разложить на составляющие его цвета. В 1666 году в Кембридже началась эпидемия, которую сочли чумой, и Ньютон удалился Вульсторп. Здесь двадцатичетырехлетний Ньютон предался философским размышлениям. Плодом их было гениальнейшее из его открытий - учение о всемирном тяготении.

Предание сообщает, что размышления Ньютона были прерваны падением налившегося яблока. Знаменитая яблоня долго хранилась в назидание потомству, была срублена и превращена в исторический памятник в виде скамьи.

В 1669 году Ньютон уже был профессором математики. Тогда же, почти одновременно с немецким математиком Лейбницем он создал важнейшие разделы математики - дифференциальное и интегральное исчисления.

С 1669 по 1671 год он читал лекции, в которых излагал свои главные открытия относительно анализа световых лучей; но ни одна из его научных работ еще не была опубликована. Сделанный Ньютоном телескоп может с полным правом считаться первым отражательным телескопом. Затем ученый сделал вручную еще один телескоп больших размеров и лучшего качества.

Об этих телескопах узнало Лондонское королевское общество, которое обратилось к Ньютону с просьбой сообщить подробности изобретения. В конце 1670 года Ньютон был избран в члены Лондонского королевского общества.

Ньютон открыл знаменитую теорему, по которой тело, находящееся под влиянием притягивающей силы, подобной силе земного тяготения, всегда описывает какое-либо коническое сечение, то есть одну из кривых, получаемых при пересечении конуса плоскостью (эллипс, гипербола, парабола и в частных случаях круг и прямая линия). Сверх того, Ньютон нашел, что центр притяжения, то есть точка, в которой сосредоточено действие всех притягивающих сил, действующих на движущуюся точку, находится в фокусе описываемой кривой. Так, центр Солнца находится (приблизительно) в общем фокусе эллипсов, описываемых планетами.

Таким образом Ньютон вывел теоретически, то есть исходя из начал рациональной механики, один из законов Кеплера, гласящий, что центры планет описывают эллипсы и что в фокусе их орбит находится центр Солнца. Как только Ньютон узнал об измерении меридиана, произведенном Пикаром, он тотчас произвел новые вычисления и убедился, что его давнишние взгляды совершенно подтвердились. Сила, заставляющая тела падать на Землю, оказалась равной той, которая управляет движением Луны.

В конце 1683 года Ньютон сообщил Королевскому обществу основные начала своей системы. Основные выводы Ньютон представил в труде "Математические начала натуральной философии".

Открытие Ньютона привело к созданию новой картины мира, согласно которой все планеты, находящиеся друг от друга на колоссальных расстояниях, оказываются связанными в одну систему. Дальнейшие исследования Ньютона позволили ему определить массу и плотность планет и Солнца. Он установил, что наиболее близкие к Солнцу планеты отличаются наибольшею плотностью.

Ньютон доказал, что Земля представляет собой шар, расширенный у экватора и сплюснутый у полюсов, а также зависимость приливов и отливов от действия Луны и Солнца на воды морей и океанов.

В 1695 году, занявший пост канцлера казначейства, близкий друг Ньютона Чарльз Монтегю, занялся вопросом об улучшении денежного обращения в Англии и решил перечекнить всю монету. Чтобы придать вес своим доказательствам, Монтегю обратился к тогдашним знаменитостям, в том числе и к Ньютону. Благодаря этому трудное и запутанное дело перечеканки было удачно выполнено в течение двух лет. Вскоре после того Ньютон из управляющего монетным двором был сделан главным директором монетного дела.

В 1701 году Ньютон был избран членом парламента, а в 1703 году стал президентом английского Королевского общества. В 1705 году англий-ский король возвел Ньютона в рыцарское достоинство.

С 1725 года Ньютон перестал ходить на службу. Умер Исаак Ньютон в ночь на 20 марта 1726 года во время эпидемии чумы. В день его похорон был объявлен национальный траур. Его прах покоится в Вестминстерском аббатстве, рядом с другими выдающимися людьми Англии.

Большинство начинающих предпринимателей задумываются, как самостоятельно открыть ООО, какие документы могут понадобиться при регистрации, куда подать документы для регистрации, что нужно после регистрации ООО и как избежать ошибок

Идея всеобщей силы тяготения высказывалась и до Ньютона. О ней размышляли Эпикур, Кеплер, Декарт, Гюйгенс и другие. Кеплер считал, что тяготение обратно пропорционально расстоянию до Солнца и распространяется только в плоскости эклиптики; Декарт считал его результатом вихрей в эфире. Но до Ньютона никто не сумел ясно и математически доказательно связать закон тяготения (силу, обратно пропорциональную квадрату расстояния) и законы движения планет (законы Кеплера).

наблюдаемые движения планет свидетельствуют о наличии центральной силы;
обратно, центральная сила притяжения приводит к эллиптическим (или гиперболическим) орбитам.

Ньютон опубликовал не просто предполагаемую формулу закона всемирного тяготения, но фактически предложил целостную математическую модель:

закон тяготения;
закон движения (второй закон Ньютона);
система методов для математического исследования (математический анализ).

Тем самым были созданы основы небесной механики. До Эйнштейна принципиальных поправок к указанной модели не понадобилось.

Строго говоря, теория тяготения Ньютона уже не была гелиоцентрической. Планета вращается не вокруг Солнца, а вокруг общего центра тяжести, так как не только Солнце притягивает планету, но и планета притягивает Солнце. Наконец, выяснилась необходимость учесть влияние планет друг на друга. Ньютон вывел теоретически, то есть исходя из начал рациональной механики, один из законов Кеплера, гласящий, что центры планет описывают эллипсы и что в фокусе их орбит находится центр Солнца.

Со временем оказалось, что закон всемирного тяготения позволяет с огромной точностью объяснить и предсказать движения небесных тел, и он стал рассматриваться как фундаментальный. В то же время ньютоновская теория содержала ряд трудностей. Главная из них — необъяснимое дальнодействие: непонятно, как сила притяжения передавалась через совершенно пустое пространство, причём бесконечно быстро. По существу, ньютоновская модель была чисто математической, без какого-либо физического содержания.

Но выдающиеся успехи небесной механики в XVIII веке подтвердили ньютоновскую модель: первые наблюдаемые отклонения от теории Ньютона в астрономии (смещение перигелия Меркурия) были обнаружены лишь через 200 лет. Вскоре эти отклонения объяснила общая теория относительности (ОТО); ньютоновская теория оказалась её приближённым вариантом. ОТО также наполнила теорию тяготения физическим содержанием и позволила избавиться от дальнодействия(согласно концепции дальнодействия, тела действуют друг на друга без материальных посредников, через пустоту, на любом расстоянии. Такое взаимодействие осуществляется с бесконечно большой скоростью, но подчиняется определённым законам. Примером силы, считавшейся одним из примеров непосредственного действия на расстоянии, можно считать силу всемирного тяготения в классической теории гравитации Ньютона).

О жизни Ньютона

Исаак Ньютон родился в 1642 г. в семье зажиточного фермера в деревне Вулсторп (графство Линкольншир), но отец его умер, не дождавшись рождения сына. Мальчик был слабым и болезненным, его назвали Исааком в честь умершего отца.

Продолжая заниматься наукой и одновременно преподаванием, он постепенно получил степень бакалавра, магистра, но преподавание не увлекало его. Став придворным капелланом (священник, совмещающий сан с какой-либо дополнительной, как правило светской, должностью), он оставил преподавание.

Он создал телескоп-рефлектор: линза и вогнутое сферическое зеркало, которое сделал и отполировал сам. Первая конструкция Ньютона (1668) оказалась неудачной, но уже следующая давала 40-кратное увеличение превосходного качества.

Слухи о новом инструменте быстро дошли до Лондона, в конце 1671 — начале 1672 г. он демонстрировал рефлектор перед королём, а затем — в Королевском обществе. Ньютон стал знаменит и в январе 1672 года был избран членом Королевского общества. Позднее усовершенствованные рефлекторы стали основными инструментами астрономов, с их помощью были открыты планета Уран, иные галактики, красное смещение.

Особенностью характера Ньютона было то, что он дорожил отношениями с коллегами, но не любил конфликты и споры, а как раз этого было предостаточно, особенно его выводили из себя некомпетентные нападки. Он даже дал себе зарок не ввязываться в научные споры.

В 1696 г. Ньютон покинул Кембридж и переехал в Лондон, заняв должность смотрителя Монетного двора. Он досконально изучил технологию монетного производства, привёл в порядок документы и учёт за последние 30 лет, содействуя денежной реформе. В Англии этих лет имели хождение неполновесные, а в немалом количестве и фальшивые монеты. Широкое распространение получила обрезка краёв серебряных монет. Теперь же монету начали производить на специальных станках, по ободку их шла надпись, так что преступное стачивание металла стало невозможным. Старая, неполновесная серебряная монета за 2 года была полностью изъята из обращения и перечеканена, выпуск новых монет возрос. Ньютон же предложил обменивать деньги по номиналу, инфляция резко снизилась. Но честный и компетентный человек во главе Монетного двора устраивал не всех. С первых же дней на Ньютона посыпались жалобы и доносы, постоянно появлялись комиссии по проверке. Как выяснилось, многие доносы поступали от фальшивомонетчиков, раздражённых ньютоновскими реформами. Ньютон равнодушно относился к злословию, но никогда не прощал, если оно затрагивало его честь и репутацию. Он лично участвовал в десятках расследований, и более 100 фальшивомонетчиков были выслежены и осуждены. Число фальшивых монет в Англии значительно сократилось. Таким образом, проведённые учёным реформы не только предотвратили экономический кризис, но и через десятилетия привели к значительному росту благосостояния страны.

В 1698 г. Монетный двор посещал русский царь Петр I . В 1700 г. в России была проведена монетная реформа, сходная с английской.

С 1699 г. началось преподавание системы мира Ньютона в Кембридже и в Оксфорде, а Парижская академия наук избрала его своим иностранным членом.

В 1705 году королева Анна возвела Ньютона в рыцарское достоинство. Отныне он сэр Исаак Ньютон. Впервые в английской истории звание рыцаря было присвоено за научные заслуги.

В 1725 г. здоровье Ньютона заметно ухудшилось, и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, в марте 1727 г. Письменного завещания он не оставил, но значительную часть своего крупного состояния незадолго до смерти передал ближайшим родственникам. Похоронен в Вестминстерском аббатстве. На его могиле надпись: «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов.

Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Прилежный, мудрый и верный истолкователь природы, древности и Св. писания, он утверждал своей философией величие Всемогущего Бога, а нравом выражал евангельскую простоту.

Исаак Ньютон – английский математик и естествоиспытатель, механик, астроном и физик, основатель классической физики. Роль открытий Ньютона для истории науки сложно переоценить. Не случайно дерево в саду родового имения семьи Ньютонов в Вульсторе, неподалеку от Кембриджа, откуда сорвалось знаменитое яблоко, в течение многих лет, пока его не сломила буря, было музейным экспонатом. Но, быть может, еще ярче значение Ньютона передает эпиграмма XVIII в.

Был этот мир глубокой тьмой окутан.

Да будет свет! И вот явился Ньютон.

Глава 1. Юность

Родился он 25 декабря 1642 в Вулсторпе (графство Линкольншир). Отец Ньютона умер еще до его рождения, и, когда мальчику было два года, его мать вторично вышла замуж. Воспитанием Исаака занималась бабушка с материнской стороны. В возрасте 10 лет Ньютон был отдан в классическую школу в Грантеме. Эти годы он прожил в доме аптекаря Кларка, откуда, по-видимому, вынес сохранившийся на всю жизнь интерес к различным химическим манипуляциям. Ньютон рос тихим, не слишком углублявшимся в книги мальчиком, очень любившим, однако, делать что-нибудь своими руками. Он смастерил несколько солнечных часов, игрушечных водяных мельниц, водяные часы, механический экипаж и воздушных змеев с прикрепленными к их хвостам фонариками. Но в школе, по собственному признанию, Ньютон был очень невнимателен.

Глава 2. Опыты ученого

Когда в Кембридже вспыхнула эпидемия чумы, Ньютон вернулся в Вулсторп, где пробыл почти два года. Именно в этот период он записал свои первые мысли о всемирном тяготении. По словам Ньютона, импульсом к размышлениям о тяготении послужило яблоко, упавшее на его глазах в саду. Как явствует из записи разговора с Ньютоном в преклонном возрасте, в то время он пытался определить, какого рода силы могли бы удерживать Луну на ее орбите. Падение яблока навело его на мысль, что, возможно, на яблоко действует та же самая сила тяготения. Свою догадку он проверил, оценив, какой должна быть сила притяжения, если исходить из гипотезы о том, что она обратно пропорциональна квадрату расстояния (именно такова сила притяжения между Солнцем и планетами).

В октябре 1667, после возвращения в Кембридж, Ньютона избрали младшим членом Тринити-колледжа; шесть месяцев спустя он стал одним из старших членов и вскоре получил степень магистра. Первые же эксперименты с призмами убедили его в том, что дальнейшее усовершенствование телескопа ограничено не столько трудностями вытачивания линз, сколько разной преломляемостью лучей разных цветов, из-за чего пучок белого света невозможно сфокусировать в одной точке. Хроматическая аберрация обусловлена различием в углах, на которые отклоняются при прохождении через линзу лучи света разных цветов и, следовательно, разных длин волн. Сегодня хроматическую аберрацию корректируют подбором линз, изготовленных из стекол с разными показателями преломления (такие комбинации линз называются ахроматами), но во времена Ньютона этот способ еще не был изобретен. Ньютон обратился к единственному практически возможному решению – конструированию зеркального телескопа (телескопа-рефлектора). Схему такого телескопа предложил в 1663 шотландский математик Дж. Грегори, но первым его построил Ньютон в 1668.

В 1669 г. Ньютон передал Барроу рукопись, известную под сокращенным латинским названием Об анализе . Благодаря Барроу этот труд стал известен нескольким ведущим математикам Великобритании и континентальной Европы, но был опубликован лишь в 1711. К концу 1669 Барроу оставил кафедру в Кембриджском университете и употребил все свое влияние, чтобы его преемником стал Ньютон.

В 1671 г. Королевское общество удостоверило приоритет Ньютона в создании телескопа, опубликовав описание инструмента. В начале следующего года он был избран членом Королевского общества и вскоре получил предложение представить отчет об открытии сложной природы белого света. Отчет ученого произвел сильное впечатление, однако в ряде статей взгляды Ньютона были подвергнуты критике. Большинство возражений пришло из континентальной Европы, часть принадлежала Р. Гуку, куратору Королевского общества. Споры о приоритете усилили нетерпимость к возражениям, столь типичную для Ньютона в конце его жизни.

Глава 3. Проблема планетарных орбит

В последующие годы Ньютон занимался различными математическими, оптическими и химическими исследованиями, а в 1679 вернулся к проблеме планетных орбит. Идея о том, что сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния от Солнца до планет, которую он проверил приближенными выкладками в Вулсторпе, стала предметом широкого обсуждения. Именно такой закон следовал (для простого случая круговой орбиты) из третьего закона Кеплера, устанавливающего зависимость между периодами обращения планет вокруг Солнца и радиусами их орбит, и формулы центростремительного ускорения тела, движущегося по окружности, которую в 1673 вывел Х.Гюйгенс. Обратную задачу – определение орбиты из закона изменения силы с расстоянием, бывшую предметом обсуждения Гука, Рена и Галлея, – Ньютон решил около 1680. Ньютон доказал теорему о том, что сферически симметрично распределенная масса притягивает внешние тела так, как если бы вся масса была сосредоточена в центре.

Несмотря на благосклонный прием труда, потребовалось еще пятьдесят лет для того, чтобы концепция Ньютона смогла ниспровергнуть теорию вихрей Р.Декарта. С самого начала в сочинении Ньютона видели доказательство существования в мироздании единого плана, указывающего на наличие Творца. Позднее идею неукоснительно действующего универсального закона стали связывать с материалистической и агностической философией.

За несколько месяцев до публикации Начал Ньютон приобрел известность как защитник академических свобод. Король Яков II в феврале 1687 издал повеление, которым предписывал Кембриджу присвоить степень магистра некоему монаху ордена бенедиктинцев, не требуя от него обычной присяги на верность и послушание. Университет ответил категорическим отказом. Сенат назначил депутацию, в состав которой вошел и Ньютон. После низвержения короля Ньютон был избран представителем от университета в парламент, где заседал с января 1689 до его роспуска год спустя.

Работая над задачей о движении Луны, ученый вступил в переписку с Дж.Флемстидом, первым королевским астрономом. Однако отношения Ньютона и Флемстида оказались омраченными непониманием и ссорами. В 1698 Ньютон попытался продолжить работу над теорией орбиты Луны и возобновил отношения с Флемстидом, однако возникли новые трения, и Ньютон обвинил Флемстида в том, что тот утаивает часть наблюдений. Вражда между Ньютоном и Флемстидом не прекращалась вплоть до смерти последнего в 1719 г.

Глава 4. Признание

В 1696 г. усилиями друзей, пытавшихся подыскать для Ньютона должность на государственной службе, он был назначен смотрителем Монетного двора. Это потребовало от него постоянного пребывания в Лондоне. Ньютону было поручено руководство перечеканкой английской монеты. Имевшие тогда хождение монеты обесценились из-за мошеннической практики обрубания краев. Необходимо было наладить чеканку новых монет с насечкой по краю, имеющих стандартные массу и состав. Эта задача, требовавшая больших технических познаний и административного искусства, была успешно решена к 1699. Тогда же Ньютон был назначен на должность директора Монетного двора. Этот хорошо оплачиваемый пост ученый занимал до конца жизни.

В 1701 Ньютон отказался от кафедры в Кембридже и от должности члена совета Тринити-колледжа, а в 1703 был избран президентом Королевского общества. В 1704, после смерти своего главного оппонента, Гука, Ньютон выпустил свой второй фундаментальный труд – Оптику . В 1717 вышло второе издание со специальным приложением, содержащим общие рассуждения в форме Вопросов .

В 1705 Ньютон был возведен в рыцарское достоинство. К тому времени он стал признанным главой не только британских, но и европейских ученых. В последние два десятилетия жизни Ньютон подготовил второе и третье издания Начал (1713, 1726). Были опубликованы также второе и третье издания Оптики (1717, 1721). В эти же годы Ньютон оказался вовлеченным в долгий спор с Г.Лейбницем о приоритете в создании математического анализа. Спор, продолженный после смерти Лейбница его сторонниками, наполнил горечью последние годы жизни Ньютона и ослабил научные связи Великобритании с континентальной Европой, отрицательно сказавшись на развитии математической науки.

Слава Ньютона неразрывно связана с его приоритетом в систематическом применении математических методов к исследованию природы, а также в открытии закона тяготения. Ньютон упрочил основания динамики как надежной опоры механической картины мира, приложив ее законы к небесным явлениям. Достижения Ньютона в применении бесконечных рядов и в дифференциальном и интегральном исчислениях намного превосходят все, что было сделано до него, и поэтому Ньютона считают основоположником этих методов анализа.

Что касается влияния на развитие физической науки, то его трудно преуменьшить. Только к 20 в. основные положения, на которые опирался Ньютон, потребовали коренного пересмотра. Ревизия привела к созданию теории относительности и квантовой теории. Ньютону принадлежат также многочисленные сочинения по теологии, хронологии, алхимии и химии.

В 1725 Ньютон вынужден был оставить Лондон и переехать в Кенсингтон. Умер Ньютон в Кенсингтоне 20 марта 1727.

Сэр Исаак Ньютон родился в 1642 году, в год смерти Галилея. Его родиной было местечко Вулсторп близ городка Грэнтем в графстве Линкольншир. Отец мальчика умер еще до его рождения, и после того, как его мать снова вышла замуж, Исаак воспитывался у деда. Его послали учиться в местную приходскую школу, а в 1661 году он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета. В период между 1665 и 1666 годами Ньютон жил дома, потому что университет был закрыт из-за Великой чумы; за эти два года он сформулировал математические теоремы и физические теории, включая закон всемирного тяготения, который произвел революцию в физике и математике. В 1667 году Ньютон вернулся в Кембридж и два года спустя в возрасте 26 лет получил кафедру физики и математики в том же колледже Святой Троицы Кембриджа, так называемую люкасовскую кафедру, которую занимал до 1701 года.

В широкий круг научных интересов Ньютона наряду с физикой и математикой входили астрономия, химия и оптика. Математические и физические теории Ньютона нашли отражение в его величайшем труде "Начала",[23] в котором он показал, что три закона движения и закон всемирного тяготения достаточны для объяснения природы движения любой системы тел.

Он раз и навсегда доказал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, объяснил законы Кеплера и Галилея. Пользуясь законом всемирного тяготения, Ньютон мог объяснять и предсказывать такие феномены, как кометы, затмения и приливы. Его идеи обеспечили науку руководящими принципами на следующие два столетия, пока Эйнштейн не доказал, что пространство и время взаимозависимы.

После публикации "Начал" в 1687 году Ньютон стал ведущим ученым своего поколения, хотя не уклонился от ожесточенной дискуссии с Лейбницем, который утверждал, что первым изобрел дифференциальное исчисление. В университете карьера Ньютона не получила должного развития, так как он принадлежал к унитарной церкви и не верил в Святую Троицу. В 1695 году Ньютон был назначен смотрителем, а в 1699 году — директором Монетного двора, где посвятил свои таланты проведению денежной реформы. Научные заслуги Ньютона были признаны в 1703 году, когда он был избран президентом Лондонского королевского общества и возведен в рыцарское достоинство.[24]

См. также статьи "Галилей", "Законы Кеплера", "Закон тяготения Ньютона".

Яблоко и Ньютон

Яблоко и Ньютон У великого английского поэта Байрона есть такие строки: Случилось яблоку, упавши, прервать Глубокие Ньютона размышленья, И говорят, не стану отвечать За мудрецов догадки и ученья, Нашел он этим способ доказать Весьма наглядно силу притяженья. С

Исаак Ньютон

Исаак Ньютон Исаака Ньютона принято считать гениальным физиком и математиком. В 1755 году в Кембридже установили его мраморную статую с подписью: „Превосходивший умом человеческий род“.Его личные качества достойны уважения. Он не кичился, был учтив, сдержан. Лишнего не

Яблоко и Ньютон

2. ИСААК НЬЮТОН (1642–1727)

НЬЮТОН

НЬЮТОН Сэр Исаак Ньютон родился в 1642 году, в год смерти Галилея. Его родиной было местечко Вулсторп близ городка Грэнтем в графстве Линкольншир. Отец мальчика умер еще до его рождения, и после того, как его мать снова вышла замуж, Исаак воспитывался у деда. Его послали

Яблоко и Ньютон

ИСААК НЬЮТОН

ИСААК НЬЮТОН (1643–1727)Исаак Ньютон родился в день Рождественского праздника 1642 года (по новому стилю — 4 января 1643 года) в деревушке Вульсторп в Линкольншире. Отец его умер ещё до рождения сына. Мать Ньютона, урождённая Айскоф, вскоре после смерти мужа преждевременно

Исаак Ньютон

Исаак Ньютон (1643—1727 гг.) математик, механик, астроном, физик и теолог Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов.Гений есть терпение мысли, сосредоточенной в известном направлении.Гипотез не измышляю.Я смотрю на себя, как на ребенка, который, играя

НЬЮТОН, Исаак

НЬЮТОН И ЯБЛОКО

НЬЮТОН И ЯБЛОКО Миллионы людей видели, как падают яблоки, но только Ньютон спросил, почему. Бернард Барух Яблоко, упавшее на голову Ньютона, было яблоком с древа познания. NN Я кажусь себе мальчиком, подбирающим красивые ракушки на берегу, тогда как вокруг простирается

Читайте также: