Каждый школьник знает красивую легенду о том, как Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения: на голову великого ученого упало яблоко, и вместо того, чтобы разозлиться, Исаак задумался, почему это произошло? Почему Земля все притягивает, а брошенное обязательно падает вниз?
Но скорее всего это была красивая легенда, выдуманная позже. В реальности Ньютону для открытия своего закона пришлось проделать сложную и кропотливую работу. Мы хотим рассказать вам о том, как великий ученый открыл свой знаменитый закон.
Принципы естествоиспытате- ля
Исаак Ньютон жил на стыке XVII и XVIII веков (1642-1727 гг.). Жизнь в это время была совершенно иной. Европу сотрясали войны, а в 1666 году Англию, где жил Ньютон, настигла ужасная эпидемия, прозванная “черной смертью”. Впоследствии это событие назовут “Великая эпидемия чумы в Лондоне”. Многие из наук только-только зарождались, образованных людей было мало, как и то, что они знали.
Например, современная еженедельная газета содержит больше информации, чем среднестатистический человек в то время узнавал за всю свою жизнь!
Исаак Ньютон потерял свои деньги, вложившись в финансовую пирамиду
Несмотря на все эти сложности, находились люди, которые стремились к знаниям, совершали открытия и двигали прогресс вперед. Одним из них был великий английский ученый Исаак Ньютон.
Совершить свои основные открытия ученому помогли принципы, которые он называл “правила философствования”.
Правило 1. “Не должно приниматься в природе иных причин кроме тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений… природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей. ”
Суть этого правила заключается в том, что если мы можем исчерпывающе объяснить новое явление уже существующими законами, то нам не следует вводить новых. Это правило в обобщенной форме называется Бритвой Оккамы.
Правило 2. “В опытной физике предложения, выведенные из совершающихся явлений с помощью наведения (то есть метода индукции), несмотря на возможность противных им предположений, должны быть почитаемы за верные или в точности, или приближённо, пока не обнаружатся такие явления, которыми они ещё более уточняются или же окажутся подверженными исключениям”. Это значит, что все законы физики должны быть доказаны или опровергнуты опытным путем.
В своих принципах философствования Ньютон сформулировал принципы научного метода. Современная физика успешно исследует и применяет явления, природа которых ещё не выяснена (например, элементарные частицы). Начиная с Ньютона, естествознание развивается в твердой уверенности, что мир можно познать, и что Природа устроена по простым математическим принципам. Эта уверенность стала философской базой для грандиозного прогресса науки и технологии в истории человечества.
Плечи гигантов
Наверное, вы не слышали о датском алхимике Тихо Браге. Тем не менее, именно он был учителем Кеплера и первым составил точную таблицу движения планет на основе своих наблюдений. Необходимо отметить, что эти таблицы представляли всего лишь координаты планет на небе. Тихо завещал их Иоганну Кеплеру, своему ученику, который после внимательного изучения этих таблиц понял, что движение планет подчинено некой закономерности. Кеплер сформулировал их следующим образом:
Исаак Ньютон — Цитаты
- Все планеты движутся вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
- Радиус, проведенный от Солнца до планеты, “заметает” равные площади в равные промежутки времени.
- Квадраты периодов двух планет (T1 и T2) относятся как кубы больших полуосей их орбит (R1 и R2):
Сразу же бросается в глаза то, что Солнце играет особую роль в этих законах. Но Кеплер не мог объяснить эту роль, как и не смог объяснить причину движения планет вокруг Солнца.
Исаак Ньютон как-то скажет, что если он и видел дальше других, то только потому, что стоял на плечах гигантов. Он взялся найти первопричину законов Кеплера.
Всемирный закон
Ньютон понял, что для того, чтобы изменить скорость тела, необходимо приложить к нему силу. Сегодня каждый школьник знает это утверждение как Первый закон Ньютона: изменение скорости тела за единицу времени (иначе говоря ускорение a) прямо пропорционально силе (F), и обратно пропорционально массе тела (m). Чем больше масса тела, тем больше усилий мы должны затратить на изменение его скорости. Обратите внимание, Ньютон использует только одну характеристику тела — его массу, не рассматривая его форму, из чего оно сделано, какого оно цвета и прочее. Это и есть пример применение бритвы Оккамы. Ньютон считал, что масса тела необходимый и достаточный “фактор” для описания взаимодействие тел:
Ньютон представлял планеты как большие тела, которые двигаются по окружности (или почти окружности). В повседневной жизни он часто наблюдал подобное движение: дети играли с мячом, к которому была привязана нить, они вертели его у себя над головой. В данном случае, Ньютон видел мяч (планету) и то, что она движется по кругу, но не видел нити. Проводя подобную аналогию и используя свои правила философствования, Ньютон понял, что надо искать некую силу — ”нить”, которая связывает планеты и Солнце. Дальнейшие рассуждения упростились после того, как Ньютон применил свои же законы динамики.
Ньютон, используя свой первый закон и третий закон Кеплера, получил:
Тем самым Ньютон определил, что Солнце действует на планеты с силой:
Также он понял, что все планеты кружатся вокруг Солнца, и считал естественным, что масса Солнца должна быть учтена в константе:
Именно в такой форме закон всемирного тяготения соответствовал наблюдениям Кеплера и его законам движения планет. Величина G = 6,67 х 10 (-11) H (м/кг) 2 , была выведена из наблюдений за планетами. Благодаря этому закону были описаны движения небесных тел, и, более того, мы смогли предугадать существование невидимых для нас объектов. В 1846 году ученые рассчитали орбиту ранее неизвестной планеты, которая своим существованием оказывала влияние на движение других планет Солнечной системы. Это был Плутон.
Ньютон верил, что в основе самых сложных вещей лежат простые принципы и “механизмы взаимодействия”. Именно поэтому он смог разглядеть в наблюдениях своих предшественников закономерность и сформулировать ее в Закон всемирного тяготения.
Источник: www.oyla.xyz
Да возрадуются смертные что среди них жило такое украшение рода человеческого
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КУЛЬТУРЫ КАНЕВСКОГО СЕЛЬСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ КАНЕВСКОГО РАЙОНА «БИБЛИОТЕЧНАЯ СИСТЕМА»
Мероприятия
05.01.2023 11:25
«Украшение рода человеческого» — биографический обзор
Исаак Ньютон – известнейший учёный, математик и астроном из Англии. «Отец» физики в классическом её понимании. Нелюдимый и не ищущий славы Ньютон был всю свою жизнь с головой поглощён исследованиями.
Он подарил миру закон всемирного тяготения и три закона о механике, а также теорию цвета и многие другие, благодаря которым не только полностью перевернул научный мир, но и спас самого себя от горького, разъедающего душу одиночества… Исаак Ньютон родился в канун Рождества 25 декабря 1642 года в небольшой английской деревеньке Вулсторп. Уже с раннего детства Ньютон кардинально отличался от сверстников.
Он был закрыт и молчалив, детским забавам предпочитал чтение книг, ещё любил сам мастерить себе игрушки. Когда Ньютону исполнилось 12, его отправили в местную образовательную школу, где он практически сразу утвердился как ученик с феноменальными способностями. Не прошло и четырёх лет, как мать забрала его обратно домой, надеясь на помощь старшего сына в работе на ферме.
К счастью, преподавателям мальчика удалось уговорить мать не препятствовать его обучению. Вскоре он вернулся в школу, спустя два года с успехом закончил её и поступил в Кембриджский университет. Практически всё студенчество он был с головой в учёбе. По воспоминаниям однокурсников, Ньютон не ел, не спал и почти никогда не расставался с книгами.
Спустя 4 года он сдал экзамены и получил более высокую ученическую степень, а вместе с ней и стипендию, и продолжил обучение в колледже. Друзей Исааку завести так и не удалось, но появился человек, который не на шутку вдохновил его на более углублённое изучение математики.
Исаак Барроу – крупный учёный, математик и единственный человек, который стал Ньютону не только наставником, но и верным приятелем. Его лекции подтолкнули Исаака на увлечение математикой и, как следствие, к первому открытию: разложению функции в бесконечный ряд.
На волне успеха Ньютон получил степень бакалавра, но обучение в стенах колледжа ему продолжить не удалось… Грянула эпидемия чумы. Всему преподавательскому составу и ученикам было приказано покинуть колледж до улучшения ситуации. Ньютон, собрав все книги, аппаратуру и тетради, отправился домой. В Вулсторпе Ньютону пришлось провести около двух лет.
Пока правительство боролось со смертоносной эпидемией чумы, Исааку удалось совершить немало открытий, например, он составил теорию цветов и, пожалуй, главное – вывел закон всемирного тяготения. Исаак Ньютон вывел теорию от том, что центры планет выписывают эллипсы и что фокусируются их орбиты на центре Солнца.
Всё это совершило переворот в устоявшейся картине мира того периода – все планеты, находящие друг от друга на значительных расстояниях, связаны в одну систему.
Последующие изыскания Ньютона позволили ему рассчитать массу и плотность планет и Солнца. Он выявил, что чем ближе планета к Солнцу, тем она отличается наибольшей плотностью.
Многие открытия учёного были опубликованы только лишь через 20, а то и более лет после того, как были сделаны. Всё потому, что Ньютон никогда не стремился быть известным и боялся повышенного внимания со стороны общества.
Избыток внимания давался молодому учёному тяжело, нередко возникали конфликты с коллегами, и какое-то время Ньютон даже перестал публиковаться, но в итоге преодолел себя и в 1686 году появилась на свет знаменитая книга «Математические начала натуральной философии» или, проще говоря, «Математические основы физики». Как не раз сам признавался Ньютон, это одна из главных работ в его жизни.
В 1689 году началась первая административная деятельность Ньютона. Его выбрали членом парламента от своего университета, а спустя год поставили на должность хранителя Монетного двора. Благодаря Ньютону в Англии была произведена масштабная финансовая реформа, которая устранила фальшивомонетчиков и существенно улучшила экономику страны. Известно, что за этот период с Ньютоном познакомился наш Пётр I. Он был так восхищён работой учёного, что провёл похожую монетную реформу в России.
В 1701 году Ньютон официально покинул Кембридж, уйдя в отставку со всех своих должностей. Ещё через год его избрали президентом Королевского общества, которым он управлял больше 20 лет.
В 1705 году власти Великобритании дали Ньютону звание рыцаря. В последние годы жизни он писал о «Хронологии древних царств» и готовил к публикации третью книгу своих «Начал», в которую были внесены некоторые правки, в том числе рассчитанная орбита кометы Галлея. В 1725 году состояние Исаака стало сильно ухудшаться, он переехал в пригород и в конце марта 1727 года умер ночью в собственной постели… Современники говорят, что на прощание с Ньютоном собрался весь Лондон и не только. Как настоящего рыцаря английской науки Исаака Ньютона похоронили в Вестминстерском аббатстве среди королей и других величайших государственных деятелей. На памятнике Ньютону написано: «Да возрадуются смертные, что среди них жило такое украшение рода человеческого».
#великиеученые#наука#ньютон#каневскаябсч#библиотекиксп#биографическийобзор
Источник: kanevskayabs.ru
Исаак Ньютон
Урок знакомит с жизнью и научными открытиями Исаака Ньютона. Описывается открытие им закона всемирного тяготения и эксперименты со светом.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.
Получите невероятные возможности
1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.
2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.
3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ
Конспект урока «Исаак Ньютон»
Исаак Ньютон придумал гурт, ребристую поверхность ребра монеты. Сделано это было для того, чтобы лишить мошенников возможности незаметно срезать маленькие кусочки с краёв монет, которые чеканили из серебра и золота.
В ходе занятия вы узнаете о жизни и научных открытиях Исаака Ньютона.
Исаак Ньютон — выдающийся английский учёный, один из создателей классической физики. Биография Ньютона богата во всех смыслах этого слова. Он сделал немало открытий в области физики, астрономии, механики и математики, в том числе открыл закон всемирного тяготения.
Исаак Ньютон появился на свет 4 января 1643 года в небольшой британской деревушке Вулсторп, располагавшейся на территории графства Линкольншир. В разных документах указываются разные даты его рождения, в декабре 1642 или январе 1643 года. Связана эта путаница с тем, что на момент жизни Исаака Ньютона в Англии действовал юлианский календарь, а спустя сотню лет эта страна перешла на григорианский, что повлекло за собой смену дат на две недели.
Юный Исаак, по свидетельству современников, отличался мрачным, замкнутым характером. Мальчишеским шалостям и проказам он предпочитал чтение книг и изготовление простых технических игрушек. Ньютон увлекался живописью, поэзией, изобретал водяные часы, ветряную мельницу, мастерил бумажных змеев.
Отец будущего гениального учёного был мелким фермером, однако довольно успешным и состоятельным. После смерти Ньютона-старшего его семья получила в наследство земли. Мать Исаака видела в сыне фермера, но нашлись родственники и учителя, которые уговорили женщину позволить одарённому мальчику учиться. В 12 лет Исаак поступил на обучение в Грэнтемскую школу. Незаурядные способности будущего учёного обнаружились именно там.
Когда Исааку исполнилось 16 лет, мать забрала его обратно в поместье, чтобы вести фермерское хозяйство. В поместье он лишь читал, изобретал новые механизмы и пытался сочинять стихотворения, всем своим видом показывая, что вмешиваться в хозяйство не собирается. Поняв, что ждать помощи от сына не придётся, мать разрешила Ньютону продолжить обучение. В 18 лет Исаак поступил в Кембриджский университет.
Во время обучения в университете Ньютон активно интересовался работами Галилео Галилея и Николая Коперника. Юноша с жадностью поглощал всю возможную информацию по математике, астрономии, оптике, фонетике и даже теории музыки, какую только мог найти. При этом он нередко забывал про еду и сон.
На кафедре математики читал лекции Исаак Барроу. Известный математик и крупный учёный позже стал близким другом Ньютона. Именно благодаря ему у Исаака возрос интерес к математике.
В это время Исаак составил список проблем окружающего мира, состоящий из 45 пунктов (к слову, подобные списки в дальнейшем не раз будут появляться на страницах его рукописей).
Накануне Рождества 1664 года на лондонских домах стали появляться красные кресты — первые метки Великой эпидемии чумы. К лету смертоносная эпидемия значительно расширилась. 8 августа 1665 года занятия в Кембридже были прекращены и персонал распущен до окончания эпидемии. Ньютон уехал домой в Вулсторп, захватив с собой основные книги, тетради и инструменты.
Именно во время жизни вдали от города Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения. Он рассказывал об этом случае своему другу:
«Послеобеденная погода была настолько тепла и хороша, что мне непременно захотелось выйти на свежий воздух, под яблони. И в тот момент, когда я сидел, полностью погруженный в свои мысли, с одной из веток упало большое яблоко. И я задумался над тем, почему все предметы падают вертикально вниз?».
Однако это может быть всего лишь красивой легендой.
Тяготение — это сила притяжения между двумя телами, то есть сила, с которой эти тела, не важно, большие или маленькие, притягиваются друг к другу. Во Вселенной всё подчиняется закону всемирного тяготения.
Исаак Ньютон пришёл к выводу, что есть некая сила, притягивающая яблоко к Земле, и что эта же самая сила притягивает Луну к Земле, а Землю — к Солнцу, и что эта сила действует и на другие планеты Солнечной системы.
Сила притяжения Земли у её поверхности воздействует на все материальные тела, находящиеся в любой точке земного шара. Прямо сейчас на вас действует сила земного притяжения, и вы её ощущаете как свой вес. Если вы что-нибудь уроните, оно под действием всё той же силы устремится к земле.
Во время жизни в Вулсторпе Ньютон сделал ещё одно открытие. Он изучал природу света, проводил эксперименты, в ходе которых доказал, что свет состоит из семи цветов радуги. Проделав небольшое отверстие в ставне окна затемнённой комнаты, Ньютон поставил на пути пучка лучей, проходивших через это отверстие, стеклянную призму. На противоположной стене он получил изображение в виде полоски чередующихся цветов. Эту цветную полоску солнечного света Ньютон разделил на семь цветов радуги — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.
В конце 1660-х годов Исаак Ньютон вернулся в Кембридж, где получил статус магистра, собственную комнату для жизни и даже группу юных студентов, у которых учёный стал преподавателем. В Кембридже Ньютон изобрёл телескоп-рефлектор, который прославил его и позволил вступить в Лондонское королевское общество. Этот телескоп давал увеличение в 40 раз. Позже учёные его усовершенствовали и смогли открыть планету Уран.
Исаак Ньютон занимался не только наукой, но и общественной деятельностью. После свержения короля Якова Второго учёного избрали в парламент от Кембриджского университета, в котором он заседал около года. Ньютон регулярно посещал заседания палаты лордов, но никогда не подавал на них голоса. Единственный раз, когда учёный заговорил, он попросил закрыть окно.
Важным стало знакомство Ньютона с молодым Чарльзом Монтегю, будущим графом Галифаксом. При помощи Монтегю Ньютон был назначен хранителем Монетного двора.
Ньютон добился того, чтобы монеты имели одинаковый вес и толщину, как можно меньше отличаясь друг от друга. Это помогло в борьбе с подделкой монет. Ньютон утверждал, что он добился в чеканке монет «гораздо большей точности, чем кто-либо ранее».
В 1705 году королева Анна возвела Ньютона в рыцарское достоинство. Теперь к нему обращались «сэр Исаак Ньютон». Впервые в английской истории звание рыцаря было присвоено за научные заслуги.
В 1725 году здоровье Ньютона стало заметно ухудшаться, и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона. В марте 1727 года 84-летний великий учёный умер во сне. Ньютон был похоронен в Вестминстерском аббатстве среди королей и выдающихся государственных деятелей.
На могиле Исаака Ньютона были высечены слова:
«Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, который с почти божественной силой разума первый объяснил с помощью своего математического метода движения и форму планет, пути комет и приливы океанов.
Он был тем, кто исследовал различия световых лучей и проистекающие из них различные свойства цветов, о которых прежде никто и не подозревал. Прилежный, хитроумный и верный истолкователь природы, древности и Святого Писания, он утверждал своей философией величие всемогущего творца, а нравом насаждал требуемую Евангелием простоту.
«Да возрадуются смертные, что среди них жило такое украшение рода человеческого».
В 1731 году в Вестминстерском аббатстве был установлен памятник Исааку Ньютону. Скульптурное изображение находится на саркофаге; учёный упирается локтем о стопку своих научных трудов — «О божественном», «Оптика», «Хронология» и «Математические начала натуральной философии». Два херувима держат в руках свиток с математическими формулами, а на заднем фоне видны пирамида и небесное тело. На стенке саркофага изображены инструменты, которые Ньютон использовал в своих исследованиях, в том числе телескоп и призма.
Те, кто хочет узнать, как жил Исаак Ньютон, могут посетить усадьбу Вулсторп. Поместье принадлежит Национальному фонду Великобритании и круглый год открыто для посещений. На территории поместья открыты небольшие лаборатории, где посетители могут поучаствовать в проведении разнообразных физических опытов. Также здесь можно увидеть яблоню, под которой так любил сидеть Исаак Ньютон.
Источник: videouroki.net