Презентация на тему: Ньютон и его открытия.

Исаак Ньютон. Исаак Ньютон английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета и многие другие математические и физические теории.

Биография. Исаак Ньютон, родился 4 января 1643 в деревне Вулсторп, в канун гражданской войны. В 1661 году Ньютон успешно окончил школу и отправился продолжать образование в Кембриджский университет. В конце 1664 года Ньютон стал бакалавром, а в 1668 году стал магистром. Ньютон стал знаменит и в январе 1672 года был избран членом Королевского общества. 28 апреля 1686 года первый том «Математических начал» был представлен Королевскому обществу. Все три тома вышли в 1687 году. С 1699 года он стал управляющим («мастером») Монетного двора. В декабре 1701 года он официально ушёл в отставку со всех своих постов в Кембридже.

Последние годы. В 1704 году вышла в свет (сначала на английском языке) монография «Оптика», определявшая развитие этой науки до начала XIX века. Она содержала приложение «О квадратуре кривых» первое и довольно полное изложение ньютоновской версии математического анализа. В 1707 году вышел сборник лекций Ньютона по алгебре, получивший название «Универсальная арифметика». В апреле 1714 года Ньютон обобщил свой опыт финансового регулирования и передал в казначейство свою статью «Наблюдения относительно ценности золота и серебра». В 1725 году здоровье Ньютона начало заметно ухудшаться, и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, 31 марта. Последние годы жизни Ньютон посвятил написанию «Хронологии древних царств», которой занимался около 40 лет, которое вышло в 1726 году уже после его смерти.

Научная деятельность Ньютона. С работами Ньютона связана новая эпоха в физике и математике. Он завершил начатое Галилеем создание теоретической физики. В математике появляются мощные аналитические методы. В физике основным методом исследования природы становится построение математических моделей природных процессов и исследование этих моделей.

Математика. Первые математические открытия Ньютон сделал ещё в студенческие годы: классификация алгебраических кривых 3- го порядка и биномиальное разложение произвольной степени, с которого начинается ньютоновская теория бесконечных рядов. Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисление одновременно с Г. Лейбницем (немного раньше) и независимо от него. Достаточно полное изложение принципов анализа Ньютон опубликовал только в работе «О квадратуре кривых» (1704). В 1707 году вышла книга «Универсальная арифметика». В ней приведены разнообразные численные методы. Знаменитый метод Ньютона позволял находить корни уравнений с немыслимой ранее скоростью и точностью.

Кубика или плоская алгебраическая кривая 3-го порядка. Кубика плоская алгебраическая кривая 3-го порядка, то есть множество точек плоскости (проективной или аффинной), заданных кубическим уравнением которое применяется к однородным координатам на проективной плоскости. Далее Ньютон поделил все кривые на классы, роды и типы, пропустив при этом однако 6 типов. Полную классификацию дал Плюккер. Первая классификация кубик была дана Ньютоном в 1704 году. Ньютон доказал, что для любой кубики можно подобрать систему координат, в которой она будет иметь один из следующих видов:

Универсальная арифметика. Универсальная арифметика(алгебра) монография Исаака Ньютона, впервые опубликованная в 1707 году на латинском языке. В начале книги Ньютон поясняет отношение арифметики и алгебры: цель алгебры открыть и исследовать общие законы арифметики, а также предложить практические методы решения уравнений. В отдельных разделах, с многочисленными примерами и геометрическими иллюстрациями, излагаются действия с дробями, извлечение корней, типы уравнений, методы их упрощения и решения.Особое внимание Ньютон уделил решению алгебраических уравнений, эта тема занимает почти половину книги. Среди других открытий Ньютона, изложенных в книге, можно упомянуть: Одна из первых формулировок основной теоремы алгебры: число вещественных корней многочлена не превосходит его степени, а число комплексных корней всегда чётно. Обобщение декартовского «правила знаков» для определения числа корней многочлена.

Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона. Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона математическое выражение, связывающее касательное напряжение внутреннего трения (вязкость) и изменение скорости среды v в пространстве \partial v / \partial n (скорость деформации) для текучих тел (жидкостей и газов):

Механика. Заслугой Ньютона является решение двух фундаментальных задач. Создание для механики аксиоматической основы, которая фактически перевела эту науку в разряд строгих математических теорий. Создание динамики, связывающей поведение тела с характеристиками внешних воздействий на него (сил). Кроме того Ньютон сам сформулировал три закона классической механики: Первый закон Ньютона (закон инерции) Второй закон Ньютона (закон движения) Третий закон Ньютона( закон взаимодействие 2 материальных точек) Он ввёл в физику понятие массы как меры инерции и, одновременно, гравитационных свойств.

Первый закон Ньютона (закон инерции). Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы, находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Второй закон Ньютона. В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе. Где a ускорение материальной точки; F равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке; m масса материальной точки.

Третий закон Ньютона. Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:

Классическая теория тяготения Ньютона. Закон всемирного тяготения Ньютона- закон, описывающий гравитационное взаимодействие в рамках классической механики. Этот закон был открыт Ньютоном около 1666 года. Он гласит, что сила F гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m_1 и m_2, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Здесь G гравитационная постоянная, равная 6,67384(80) * м³/(кг с²).

Оптика и теория света. Ньютону принадлежат фундаментальные открытия в оптике. Он построил первый зеркальный телескоп. Он также детально исследовал дисперсию света, показал, что белый свет раскладывается на цвета радуги вследствие различного преломления лучей разных цветов при прохождении через призму, и заложил основы правильной теории цветов. Но его главное достижение создание основ физической оптики как науки и разработка её математической базы

Дисперсия света. Дисперсия света (разложение света) это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света, или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года. Один из самых наглядных примеров дисперсии разложение белого света при прохождении его через призму. Сущностью явления дисперсии является различие скоростей распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе оптической среде.