Великие ученые физики

Сэр Исаа́к Нью́то́н^{[K 1]} (англ. Isaac Newton, английское произношение: [ˌaɪzək ˈnjuːtən]; 25 декабря 1642 года — 20 марта 1727 года по юлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 года; или 4 января 1643 года — 31 марта 1727 года по григорианскому календарю) — английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики и математического анализа.

Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он обнародовал законы движения и закон всемирного тяготения, сформировавшие господствующую научную точку зрения вплоть до появления общей теории относительности➤. Ньютон использовал своё математическое описание гравитации для строгого вывода эмпирических кеплеровских законов движения планет, а также для построения научной теории приливов, прецессии равноденствий и других явлений. Труд Ньютона устранил всякие сомнения в гелиоцентричности Солнечной системы и продемонстрировал, что движение объектов на Земле и небесных тел можно объяснить одними и теми же физическими принципами. Вывод Ньютона о том, что Земля представляет собой сплюснутый сфероид, впоследствии был подтверждён геодезическими измерениями Мопертюи, ла Кондамина и других, убедивших большинство европейских учёных в превосходстве ньютоновской механики над более ранними системами➤.

Ньютон построил первый практический телескоп-рефлектор и разработал теорию цвета, основанную на наблюдении, что призма разделяет белый свет на цвета видимого спектра, тем самым заложив основы современной физической оптики. Его работы о свете были собраны в книге «Оптика», опубликованной в 1704 году➤.

В математике Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисления, мощный вычислительный метод нахождения корней функций, классифицировал большинство кубических алгебраических кривых, продвинул теорию степенных рядов, обобщил биномиальную теорему на нецелые показатели➤.

Последние три десятилетия своей жизни в Лондоне, служа смотрителем (1696—1699) и затем управляющим (1699—1727) Королевского монетного двора, Ньютон существенно улучшил монетную систему Англии. Был избран президентом Королевского общества (1703—1727)^[15].

Майкл Фараде́й (англ. Michael Faraday [ˈfærədeɪ], 22 сентября 1791, Лондон — 25 августа 1867, Лондон) — английский физик-экспериментатор и химик.

Член Лондонского королевского общества (1824) и множества других научных организаций, в том числе иностранный почётный член Петербургской академии наук (1830)^].

Открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе современного промышленного производства электричества и многих его применений. Создал первую модель электродвигателя. Среди других его открытий — первый трансформатор, химическое действие тока, законы электролиза, действие магнитного поля на свет, диамагнетизм. Первым предсказал электромагнитные волны^[6]. Фарадей ввёл в научный обиход термины ион, катод, анод, электролит, диэлектрик, диамагнетизм, парамагнетизм и другие^].

Фарадей — основоположник учения об электромагнитном поле, которое затем математически оформил и развил Максвелл. Основной идейный вклад Фарадея в физику электромагнитных явлений заключался в отказе от ньютонова принципа дальнодействия и во введении понятия физического поля — непрерывной области пространства, сплошь заполненной силовыми линиями и взаимодействующей с веществом.

Джеймс Максвелл известный во всем мире физик и математик. Этот ученый смог провести несколько важных для науки исследований, касающихся молекулярной физики и термодинамики. Кроме всего прочего именно он стал создателем количественной теории цветов, ставшей в последствии основой для принципов цветного фотографирования.

Джеймс Максвелл родился в шотландском городе-столице Эдинбурге, 13 июня 1831 года. Джон Клерк Максвелл, отец будущего ученого занимал пост в адвокатской коллегии и владел поместьем, расположенное в южной части Шотландии. Фрэнсис Кей, мама Джеймса, была дочерью мужчины, занимавшего пост судьи в Адмиралтействе.

Женщина неожиданно умерла, когда мальчику только-только исполнилось восемь лет. Джону Клерку пришлось самостоятельно заниматься воспитанием малолетнего наследника. В дальнейшем, уже во взрослой жизни, ученый сохранил теплые отношения с единственным родителем, который действительно на протяжении всей своей жизни заботился о сыне.

Джеймс Максвелл в молодости
Когда мальчик немного подрос и достиг школьного возраста домой, для его обучения были приглашены педагоги. Однако те учителя, которых удалось отыскать были совершенно не компетентны, грубы и невежественны, а найти других не удавалось. По этой причине спустя некоторое время отец отправил сына на обучение в академию в Эдинбурге.

Первое время юный Максвелл весьма настороженно относился ко всему, что было связанно с процессом обучения. Однако со временем процесс затянул его и Джеймс стал одним из лучших учеников. Каждый урок был интересен и познавателен, хотя особое внимание мальчика привлекала геометрия. Именно она стала той плодородной почвой на основе которой выросли все достижения Максвелла в области науки.

В год своего выпуска молодой студент написал для родной академии гимн, который сегодня знает не одно поколение учеников. После окончания академии, талантливый юноша принимает решение продолжить свое образование и отправляется в Эдинбургский университет. Здесь он со всей соей скрупулезностью погружается в изучение теории упругости. По итогам проведенной работы будущий ученый получает наивысшую оценку в научном мире.

1850 год – Джеймс Максвелл, не слушая отца и не смотря на все его недовольство, отправляется в Кембридж. Сначала юноша посещал занятия в колледже святого Петра, а затем перешел в Тринити-Колледж. Преподаватели не могли нарадоваться талантливому ученику, который в своем выпуске стал вторым. После получения степени бакалавра бывшего студента пригласили в Тринити-Колледж на должность преподавателя. В этот период своей биографии Максвелл изучает геометрию, электричеству и проблему цветов.

РАБОТА И ТРУДЫ
В 1854 году Джеймс написал письмо одному из своих товарищей в котором говорилось о его желании «атаковать электричество». Случилось ли все задуманное талантливым ученым, но в скором времени он смог опубликовать один из трех значимых в своей жизни трудов, получивший название «О фарадеевых силовых линиях». Главным трудом этого периода биографии стала созданная Максвеллом теория цветов. Ученый при помощи многочисленных экспериментов смог доказать каким именно путем происходит смешивание цветов. В будущем, полученные данные помогли в создании цветной фотографии.

1856 год – занимает должность профессора натуральной философии в абердинском Маришаль-Колледже. Но на самом деле он с самого нуля стал создавать в данном учебном заведении кафедру физики. Здесь же он стал изучать движение колец Сатурна, занимаясь точными расчетами. Параллельно пишет еще один труд под названием «Об устойчивости движения колец Сатурна». В будущем эта книга была отнесена к классической литературе.

Дальше внимание ученого привлекла кинетическая теория газов. На которой на некоторое время было сосредоточено все его внимание. В 1860 году данная тема стала основой для научного доклада, который он читал в Оксфорде в рамках съезда Британской ассоциации ученых. В тот же год Джеймс покинул Маришаль-колледж и распрощался с должностью преподавателя. В скором времени ученого пригласили в педагогический коллектив профессорской кафедры в Кингс-колледж, где он также возглавил кафедру натуральной философии.

17 мая 1861 года мир впервые увидел цветное фото. И хотя на тот момент это действительно был научный прорыв, компания «Кодак» спустя сто лет доказала, что выбранный способ не действенен. А цвета, образовавшиеся на изображении, были лишь случайностью, хоть и счастливой. В тоже время принципы, которые обосновал ученый были верными, просто нуждались в небольших доработках.

Следующей ступенью в исследованиях великого ученого стал электромагнетизм. Он пишет два труда и публикует их под названиями «Динамическая теория электромагнитного поля» и «О физических силовых линиях». Вплоть до последних дней в своей жизни Максвелл работал только с электрическими измерениями, пытаясь решить данную проблему.

Источник: https://biographe.ru/uchenie/dzhejms-maksvell

Эрне́ст Резерфо́рд; 1-й барон Резерфорд Нельсонский родился 30 августа 1871, Спринг-Грув, Новая Зеландия — 19 октября 1937, Кембридж) — британский физик новозеландского происхождения. Известен как отец ядерной физики. Лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года.

В 1911 году своим знаменитым опытом рассеяния альфа-частиц доказал существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него^]. На основе результатов опыта создал планетарную модель атома.

Член (1903) и президент (1925—1930) Лондонского королевского общества^], иностранный член Парижской академии наук (1927; корреспондент с 1921) иностранный член-корреспондент (1922) и почётный член (1925) Российской академии наук.

Альбе́рт Эйнште́йн родился  14 марта 1879, Ульм, королевство Вюртемберг, Германская империя — 18 апреля 1955, Принстон, штат Нью-Джерси, США) — швейцарский, немецкий и американский физик-теоретик и общественный деятель-гуманист, один из основателей современной теоретической физики. Лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года. Его теория относительности изменила основания физики, заменив классическую механику и закон всемирного тяготения Ньютона. Персона XX века по версии журнала Time

Жил в Германии (1879—1895, 1914—1933), Швейцарии (1895—1914), и с 1933 года до конца жизни — в США. Из Германии с приходом к власти нацистов был вынужден эмигрировать, и после публичного отказа от гражданства Германии (весной 1933 года)^[7] 24 марта 1934 года был его лишён^[8][9][10]. Гражданин США с 1940 года. Почётный доктор около 20 ведущих университетов мира, член многих Академий наук, в том числе иностранный почётный член АН СССР (1926).

Эйнштейн — автор более 300 научных работ по физике, а также около 150 книг и статей в области философии и истории науки, публицистики и других. Он разработал несколько фундаментальных физических теорий:

• Специальная теория относительности (1905).
  • В её рамках — закон взаимосвязи массы и энергии: E=mc2.
• Общая теория относительности (1907—1916).
• Квантовая теория фотоэффекта.
• Квантовая теория теплоёмкости.
• Квантовая статистика Бозе — Эйнштейна.
• Статистическая теория броуновского движения, заложившая основы теории флуктуаций.
• Теория индуцированного излучения.
• Теория рассеяния света на термодинамических флуктуациях в среде

Он также предсказал гравитационные волны и «квантовую телепортацию», предсказал и измерил гиромагнитный эффект Эйнштейна — де Хааза. С 1933 года работал над проблемами космологии и единой теории поля. Активно выступал против войны, против применения ядерного оружия, за гуманизм, уважение прав человека, взаимопонимание между народами.

Эйнштейну принадлежит решающая роль в популяризации и введении в научный оборот новых физических концепций и теорий. В первую очередь это относится к пересмотру понимания физической сущности пространства и времени и к построению новой теории гравитации взамен ньютоновской. Эйнштейн также, вместе с Планком, заложил основы квантовой теории. Эти концепции, многократно подтверждённые экспериментами, образуют фундамент современной физики.

Архиме́д (др.-греч. Ἀρχιμήδης; 287—212 годы до н. э.) — древнегреческий учёный и инженер. Родился и бо́льшую часть жизни прожил в городе Сиракузы на Сицилии.

Сделал множество открытий в области геометрии, предвосхитил многие идеи математического анализа. Заложил основы механики, гидростатики, был автором ряда важных изобретений. С именем Архимеда связаны многие математические понятия. Наиболее известно приближение числа π (22/7), которое называется Архимедовым числом^[2]. Кроме того, его имя носят граф, ещё одно число, копула, аксиома, спираль, тело, закон и другие. Работы учёного использовали в своих сочинениях всемирно известные математики и физики XVI—XVII веков, такие как Иоганн Кеплер, Галилео Галилей, Рене Декарт и Пьер Ферма. Согласно современным оценкам, открытия Архимеда стали основой для дальнейшего развития математики в 1550—1650-х годах. В частности, его работы легли в основание математического анализа.

С жизнью Архимеда связаны несколько легенд. Широкую известность получил рассказ о том, как Архимед сумел определить, сделана ли корона царя Гиерона полностью из золота, выданного царём для этого заказа, или нанятый ювелир сжульничал, подмешав в расплав серебро. Размышляя о поставленной задаче, Архимед пришёл в баню и, погружаясь в ванну, обратил внимание на поведение уровня воды. В этот момент его осенила идея о приложении вытесняемого объёма к весу, которая легла в основу гидростатики. С криком «Эврика!» Архимед выскочил из ванны и голым побежал к царю. Сравнив объёмы воды, вытесненные короной и слитком золота равного с ней веса, учёный доказал обман ювелира. Согласно другой легенде, благодаря открытию теории рычага и созданию полиспаста Архимед смог в одиночку сдвинуть с места огромный корабль при перевозке его по суше на катках. Ошеломлённым соотечественникам учёный сказал, что, будь у него точка опоры, он бы перевернул Землю.

Во время штурма Сиракуз римлянами созданные Архимедом устройства привели к поражению целой армии, которая атаковала город с моря и суши. Римляне, надеявшиеся быстро захватить город, были вынуждены отказаться от первоначального плана и перешли к осаде. Через два года город захватили благодаря изменнику. Во время штурма Архимед был убит.

 

 

Немного биографии

Галилео Галилей родился в 1564 году в небогатой семье в городе Пиза. Отец будущего ученого был настоящим талантом – мастером на все руки во всех областях. Мальчик с самого детства наблюдал, как отец преуспевает и в точных науках, и в искусстве, поэтому совсем неудивительно, что ещё с детства юный Галилео полюбил живопись и музыку и начал тяготеть к науке.

Через десятилетия у Галилео будет настоящая «война» с церковью, однако в юности он мечтал быть священнослужителем. И только отец, уверенный в талантах своего сына, отправил его учиться в Пизанский университет, где новоиспеченный студент начал изучать медицину. Тогда Галилей познакомился с математикой и был очарован этой наукой.

 

 

Пизанский университет, где учился Галилео Галилей

Современники будущего ученого отмечали его тягу к спорам. На каждую тему у него было свое мнение, и он никогда не упускал возможности его высказать. Особенно это было заметно при изучении научных дисциплин: уже тогда Галилео начал понимать, что по многим вопросам совершенно не согласен с традиционными авторитетами.

«Разум человека есть творение Бога, и притом одно из самых превосходных».

Однако не стоит забывать, что все же ученый происходил из бедной семьи, поэтому ему пришлось уйти из университета уже на третьем курсе. Причина проста – у семьи просто не было возможности и дальше оплачивать обучение. Но Галилей не оставил свою тягу к знаниям. Определив, что ему наиболее всего интересны физико-математические науки, он вплотную начал заниматься самообразованием. По итогу знания его были ничем не скуднее тех, которые получили выпускники университета.

Открытия Галилео Галилея

Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. С помощью своих исследований и экспериментов ему удалось доказать, что ускорение свободного падения не зависит от веса лета. Этим утверждением он опровергнул общепринятое мнение Аристотеля о том, что скорость падения пропорциональна весу тела.

Ученый также сформулировал первый закон механики (закон инерции): при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется.

Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике. Он опубликовал исследование колебаний маятника, на основе которых Гюйгенс создаст часы с маятниковым регулятором. С этого момента появилась возможность точных измерений в экспериментальной физике.

 

 

Термометр
В 1592 году Галилео Галилей изобрел прибор, который тогда назвал «термоскоп», и был он совсем примитивным. К стеклянному шарику припаивали тонкую трубочку из стекла. Эту конструкцию помещали в жидкость. Воздух в шаре нагревался и вытеснял жидкость в трубочке. Чем выше температура, тем больше воздуха в шаре и ниже уровень воды в трубке.

 

 

В 1606 году появилась статья, где Галилей выложил чертеж пропорционального циркуля. Это простой инструмент, который переводил снимаемые размеры в масштаб и использовался в архитектуре и чертёжном деле.

 

 

Галилею приписывают изобретение микроскопа. Он в 1609 году сделал «маленький глаз» с двумя линзами – выпуклой и вогнутой. При помощи своего изобретения ученый рассматривал насекомых.

Своими исследованиями Галилей заложил основы классической физики и механики.

Астрономические открытия, которые изменили все

 

 

Именно Галилей первым построил прибор, с помощью которого стало возможно наблюдение небесных тел. Дословный перевод слова «телескоп» означает «далеко смотрю», и этот термин ввел в обиход именно Галилей.

Изобретение появилось в 1609 году. Ученый придумал свою технологию по шлифовке линз, существенно увеличил их в диаметре и достиг 30-кратного увеличения любого предмета. Его телескоп был относительно небольшим (объектив 53 мм, труба 1245 мм), и его оптическая схема была несовершенна, но он позволил наблюдать удивительные вещи.

Галилей первым в мире увидел:

• лунные кратеры и горы
• звезды Млечного Пути
• кольца Сатурна
• солнечные пятна;
• спутники Юпитера
• фазы Венеры

 

 

Он изобрел телескоп, увидел другие планеты, но никогда не продавал свое изобретение, не пытался нажиться на нем. Он строил телескопы на заказ для светских персон и преподносил им в качестве подарка.

Открытия Галилея дали мощнейший толчок развитию астрономии. Узнав о «волшебном» приборе, многие ученые стремились также создать и усовершенствовать его. Результаты не заставили себя ждать – удивительные космические открытия буквально перевернули картину мира. И теперь человечество не ограничено своей планетой, а активно осваивает Вселенную.

С помощью телескопа, Галилео Галилей смог сделать множество открытий в области астрономии:

• Он первый рассказал всем, что Луна – это планета, сравнимая с Землей. Он увидел на ее поверхности равнины, кратеры и горы.
• Он открыл четыре спутника у Юпитера, которые сегодня называются «галилеевыми», а Млечный путь предстал для всех в виде полосы, рассыпающейся на множество звёзд.
• Приставив к телескопу закопчённое стекло, учёный смог рассмотреть Солнце, увидеть на нём пятна и доказать всем, что именно Земля вращается вокруг него, а не наоборот, как считал Аристотель и гласила религия и Библия.
• Он первым увидел у Сатурна окружение, принятое им за спутники, сегодня нам известные как кольца, нашёл разные фазы у Венеры и дал возможность наблюдать неизвестные прежде звёзды.

Гелиоцентризм и инквизиция

Гелиоцентрическая система мира — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращаются Земля и другие планеты.

Открытия Галилея способствовали утверждению гелиоцентрической системы мира, которую он активно пропагандировал. В XVI веке польский астроном Николай Коперник стал первым ученым, предложившим модель Солнечной системы, в которой Земля вращается вокруг своего солнца, а не наоборот. Наблюдения Галилея дискредитировали аристотелевскую теорию центрированной на Земле Солнечной системы в пользу гелиоцентрической модели Коперника. Наличие спутников на орбите вокруг Юпитера наводило на мысль, что Земля не является единственным центром движения в космосе, как предполагал Аристотель.

Слава и авторитет ученого были такими впечатляющими, что он даже ездил в Рим на встречу с Папой Павлом V в надежде убедить понтифика, что коперниканство вполне совместимо с католицизмом. Однако открытия Галилея вызвали только гнев Католической Церкви, которая поддерживала аристотелевскую систему. Признав его виновным в ереси в 1633 году, римская инквизиция вынудила Галилея отказаться от своей поддержки гелиоцентризма и приговорила его к домашнему заключению — в конце концов он умер, все еще находясь под арестом, в 1642 году.

«Требовать, чтобы люди отказывались от собственных суждений и подчинялись суждениям других, и назначать лиц, совершенно невежественных в науке или искусстве, судьями над людьми учёными — это такие новшества, которые способны довести до гибели и разрушить государство».

Блез Паскаль – французский математик, механик, физик, литератор, философ и теолог.

Великий ученый

Блез Паскаль родился 19 июня 1623 года во Франции в семье председателя налогового управления. Мать будущего ученого умерла, когда мальчику было три года. Образованием сына занимался отец, который неплохо разбирался в математике, открыл и исследовал алгебраическую кривую, дружил с Жераром Дезаргом и Мареном Марсенном. Блез самостоятельно изучал евклидову геометрию, позже его заинтересовали работы Архимеда, Аполлония и Паппа.

В 11 лет мальчик провел серию опытов, чтобы найти объяснению звуку, который появляется при соприкосновении ножа и фаянсового блюда. Позже результаты этого исследования Блез Паскаль изложил в «Трактате о звуках».

В 1640 году был опубликован первый труд Паскаля – «Опыт о конических сечениях».

В 1642 году, в 19 лет, Блез начал создание суммируюзей машины, которая должна была производить вычислительные расчеты. В 1649 году он получил королевскую привилегию на свое изобретение: никто не мог без разрешения Паскаля создавать или копировать модель его устройства.

Уход в религию

Паскаль выступил одним из основателей математического анализа, теории вероятностей и проективной геометрии, автором основного закона гидростатики.

В 1654 году Паскаль оставил научную деятельность и стал защитников христианства. В «Письмах к провинциалу» содержится ряд художественных эссе, в которых автор обличает политику иезуитов. Одним из самых радостных занятий в последние годы жизни для Паскаля было паломничество по церквям Парижа – он посетил все.

Признание

Блез Паскаль ушел из жизни 19 августа 1662 года. Его именем названы:

• кратер на Луне;
• единица давления и напряжения в Международной системе единиц;
• язык программирования;
• вуз в Клермон-Ферране, Франция;
• гимназия в Гомеле, Республика Белоруссия.