牛顿发明了什么东西

牛顿发明了什么东西
牛顿发明了什么东西

牛顿发明了什么东西
艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家,同时也是物理学家、数学家和哲学家,晚年醉心于炼金术和神学.他在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律.这四条定律构成了一个统一的体系,被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”,由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点,并成为现代工程学的基础.牛顿为人类建立起“理性主义”的旗帜,开启工业革命的大门.牛顿逝世后被安葬于威斯敏斯特大教堂,成为在此长眠的第一个科学家.
　　牛顿（ 1642年12月25日~1727年3月31日）爵士,英国皇家学会会员,是一位英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士.著有《自然哲学的数学原理》、《光学》、《二项式定理》和《微积分》.
　　名言　　
　　“我不知道在别人看来,我是什么样的人；但在我自己看来,我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现.”
　　“如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上.”
　　“无知识的热心,犹如在黑暗中远征.”
　　“你该将名誉作为你最高人格的标志.”
　　“我能算出天体运行的轨道,却算不出人性的贪婪.”
　　创立微积分
　　大多数现代历史学家都相信,牛顿与莱布尼茨独立发展出了微积分学,并为之创造了各自独特的符号.根据牛顿周围的人所述,牛顿要比莱布尼茨早几年得出他的方法,但在1693年以前他几乎没有发表任何内容,并直至1704年他才给出了其完整的叙述.其间,莱布尼茨已在1684年发表了他的方法的完整叙述.此外,莱布尼茨的符号和“微分法”被欧洲大陆全面地采用,在大约1820年以后,英国也采用了该方法.
　　光的微粒说的提出者
　　从1670年到1672年,牛顿负责讲授光学.在此期间,他研究了光的折射,表明棱镜可以将白光发散为彩色光谱,而透镜和第二个棱镜可以将彩色光谱重组为白光
　　力学方面的贡献
　　牛顿在伽利略等人工作的基础上进行深入研究,总结出了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（Fnet=0）,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
　　1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律.力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝.　⑵F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向为正方向.　⑶根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物体所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max,Fy=may列方程.牛顿第二定律的六个性质⑴因果性：力是产生加速度的原因.　⑵同体性：F合、m、a对应于同一物体.　⑶矢量性：力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定.牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同.　⑷瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系.牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应.　⑸相对性：自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系.地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立.　⑹独立性：作用在物体上的各个力,都能各自独立产生一个加速度,各个力产生的加速度的失量和等于合外力产生的加速度.适用范围⑴只适用于低速运动的物体（与光速比速度较低）.　⑵只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子.　⑶参照系应为惯性系.两个物体之间的作用力和反作用力,在同一直线上,大小相等,方向相反.（详见牛顿第三运动定律）表达式　F=-F'
　　第三定律
　　（F表示作用力,F'表示反作用力,负号表示反作用力F'与作用力F的方向相反）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R.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.第三定律的内容则是牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的结果之后得出的.
　　牛顿是万有引力定律的发现者.他在1665～1666年开始考虑这个问题.万有引力定律（Law of universal gravitation)是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的.1679年,R·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.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.
　　牛顿指出流体粘性阻力与剪切率成正比.他说：流体部分之间由于缺乏润滑性而引起的阻力,如果其他都相同,与流体部分之间分离速度成比例.现在把符合这一规律的流体称为牛顿流体,其中包括最常见的水和空气,不符合这一规律的称为非牛顿流体.
　　在给出平板在气流中所受阻力时,牛顿对气体采用粒子模型,得到阻力与攻角正弦平方成正比的结论.这个结论一般地说并不正确,但由于牛顿的权威地位,后人曾长期奉为信条.20世纪,T·卡门在总结空气动力学的发展时曾风趣地说,牛顿使飞机晚一个世纪上天.
　　关于声的速度,牛顿正确地指出,声速与大气压力平方根成正比,与密度平方根成反比.但由于他把声传播当作等温过程,结果与实际不符,后来P.-S.拉普拉斯从绝热过程考虑,修正了牛顿的声速公式.