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物理史话之天才牛顿

来源:小说网 日期:2019-5-4 分类:txt下载

在科普君的数学史话中就曾经说过牛顿,但是是以牛顿的数学成就为主要内容来讲述的。然而作为一个天才,又岂是一个数学就能束缚住的,牛顿更为世人所熟知的是他在物理学上的贡献。蒲柏说:大自然及其法则在黑暗中隐藏,上帝说"派牛顿去吧。"于是,一切都豁然开朗了。今天,就让我们一石家庄中医医院怎样治疗癫痫起来认识一下牛顿,这个物理史上最伟大的天才。

艾萨克·牛顿

牛顿的生平我们已经在数学史话中提到过了,这里就不再详述,我们只谈牛顿在物理学上的成就吧。

牛顿的物理成就主要反映在了他的著名的著作《自然哲学的数学原理》一书中。这是在埃德蒙·哈雷的鼓励和支持下出版的。在书中,牛顿系统阐述了其后两百年间都被视作真理的物体运动的三个基本定律(牛顿三定律):第一定律(惯性定律),任何一个物体在不受任何外力或受到的力平衡时,总保持匀速直线运动或静止状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止;第二定律,物体加速度的大小跟作用力成正比,癫痫病的预防事项是什么跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。它反映了物体运动的瞬时性、矢量性、独立性、因果性和等值不等质性。它只适用于质点系、惯性参考系和宏观低速状态下。第三定律:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。这三个非常简单的物体运动定律,为力学奠定了坚实的基础,并对其他学科的发展产生了巨大影响。第一定律的内容伽利略曾提出过,后来笛卡儿作过形式上的改进,伽利略也曾非正式地提到第二定律的内容。第武汉癫痫病医院全国排第几三定律的内容则是牛顿在总结雷恩、沃利斯和惠更斯等人的结果之后得出的。

自然哲学的数学原理

在《原理》一书中还有著名的万有引力定律。1679年,胡克在写给他的信中提出,引力应与距离平方成反比,地球高处抛体的轨道为椭圆,假设地球有缝,抛体将回到原处,而不是像牛顿所设想的轨道是趋向地心的螺旋线。牛顿没有回信,但采用了胡克的见解(这也是他们两个矛盾的来源)。在开普勒行星运动定律以及其他人的研究成果上,他用数学方法导出了万有引力定律。牛顿把地球上物体的力学和天体力学统一到一个基本的力学体系中,创立了经典力学理论体系。正确地反映了宏观物体低速运动的宏观运动规律,实现了自然科学的第一次大统一。这是人类对自然界认识的一次飞跃。至于万有引力定律来源于牛顿被苹果砸到,则只是一个美好的传说而已。英国皇家社会档案馆曾经刊登了一份手稿,那是牛顿的好友威廉·斯图克里在1752年写的。他在手稿中是这样写的:白城市癫痫病哪家好"饭后,天气变暖和了,我和牛顿走进公园内的苹果树下准备喝茶。在此之前,牛顿就已经对重力有了模糊的认识和理解。牛顿在苹果树下思考这一问题,思绪被一只偶然掉落的苹果打断。牛顿开始考虑,为何苹果总是垂直落向地面……并由此发现了万有引力定律。"这份手稿被专家认为是记录牛顿这一伟大发现的第一手资料。由此也可以知道,牛顿并没有被苹果砸到,但是他确实看到了苹果落地的场景了。也正因为牛顿一直在考虑重力的概念,所以他才能够将苹果落地跟万有引力联系起来。机会,只给予有准备的头脑。

万有引力

牛顿曾致力于颜色的现象和光的本性的研究。1666年,他用三棱镜研究日光,得出结论:白光是由不同颜色的光混合而成的,不同波长的光有不同的折射率。在可见光中,红光波长最长,折射率最小;紫光波长最短,折射率最大。牛顿的这一重要发现成为光谱分析的基础,揭示了光色的秘密。牛顿还曾把一个磨得很精、曲率半径较大的凸透镜的凸面,压在一个十分光洁的平面玻璃上,在白光照射下可看到,中心的接触点是一个暗点,周围则是明暗相间的同心圆圈。后人把这一现象称为"牛顿环"。

光的色散

牛顿还创立了光的"微粒说",从一个侧面反映了光的运动性质。在他的1675年的著作《解释光属性的解说》中,牛顿假定了以太的存在,认为粒子间力的传递是透过以太进行的。不过牛顿在与神智学家亨利·莫尔接触后重新燃起了对炼金术的兴趣,并改用源于汉密斯神智学中粒子相吸互斥思想的神秘力量来解释,替换了先前假设以太存在的看法。