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牛頓的物理現象還有哪些

發布時間:2023-03-12 05:03:45

⑴ 牛頓在物理方面的成就有哪些

力學和引力

牛頓自己的《原理》副本,並帶有為第二版所作的修正。1679年,牛頓重新回到力學的研究中:引力及其對行星軌道的作用、開普勒的行星運動定律、與胡克和弗拉姆斯蒂德在力學上的討論。他將自己的成果歸結在《物體在軌道中之運動》(1684)一書中,該書中包含有初步的、後來在《原理》中形成的運動定律。

《自然哲學的數學原理》(現常簡稱作《原理》)在埃德蒙·哈雷的鼓勵和支持下出版於1687年7月5日。該書中牛頓闡述了其後兩百年間都被視作真理的三大運動定律。牛頓使用拉丁單詞「gravitas」(沉重)來為現今的引力(gravity)命名,並定義了萬有引力定律。在這本書中,他還基於波義耳定律提出了首個分析測定空氣中音速的方法。

由於《原理》的成就,牛頓得到了國際性的認可,並為他贏得了一大群支持者:牛頓與其中的瑞士數學家尼古拉·法蒂奧·丟勒建立了非常親密的關系,直到1693年他們的友誼破裂。這場友誼的結束讓牛頓患上了神經衰弱。

光學
牛頓1672年使用的6英寸反射式望遠鏡復製品,為皇家學會所擁有。從1670年到1672年,牛頓負責講授光學。在此期間,他研究了光的折射,表明棱鏡可以將白光發散為彩色光譜,而透鏡和第二個棱鏡可以將彩色光譜重組為白光。

他還通過分離出單色的光束,並將其照射到不同的物體上的實驗,發現了色光不會改變自身的性質。牛頓還注意到,無論是反射、散射或發射,色光都會保持同樣的顏色。因此,我們觀察到的顏色是物體與特定有色光相合的結果,不是物體產生顏色的結果。(更多的細節,參看牛頓的色彩理論。)

從這項工作中,他得出了如下結論:任何折射式望遠鏡都會受到光散射成不同顏色的影響,並因此發明了反射式望遠鏡(現稱作牛頓式反射望遠鏡)來迴避這個問題。他自己打磨鏡片,使用牛頓環來檢驗鏡片的光學品質,製造出了優於折射式望遠鏡的儀器,而這都主要歸功於其大直徑的鏡片。1671年,他在皇家學會上展示了自己的反射式望遠鏡。皇家學會的興趣鼓勵了牛頓發表他關於色彩的筆記,這在後來擴大為《光學》(Opticks)一書。但當羅伯特·胡克批評了牛頓的某些觀點後,牛頓對其很不滿並退出了辯論會。兩人自此以後成為了敵人,這一直持續到胡克去世。

牛頓認為光是由粒子或微粒組成的,並會因加速通過光密介質而折射,但他也不得不將它們與波聯系起來,以解釋光的衍射現象。[8]而其後世的物理學家們則更加偏愛以純粹的光波來解釋衍射現象。現代的量子力學、光子以及波粒二象性的思想與牛頓對光的理解只有很小的相同點。

在1675年的著作《解釋光屬性的解說》(Hypothesis Explaining the Properties of Light)中,牛頓假定了以太的存在,認為粒子間力的傳遞是透過以太進行的。不過牛頓在與神智學家亨利·莫爾(Henry More)接觸後重新燃起了對煉金術的興趣,並改用源於赫密斯神智學(Hermeticism)中粒子相吸互斥思想的神秘力量來解釋,替換了先前假設以太存在的看法。擁有許多牛頓煉金術著作的經濟學大師約翰·梅納德·凱恩斯曾說:「牛頓不是理性時代的第一人,他是最後的一位煉金術士。」[9]但牛頓對煉金術的興趣卻與他對科學的貢獻息息相關[10],而且在那個時代煉金術與科學也還沒有明確的區別。如果他沒有依靠神秘學思想來解釋穿過真空的超距作用,他可能也不會發展出他的重力理論。(參見艾薩克·牛頓的神秘學研究)

1704年,牛頓著成《光學》,其中他詳述了光的粒子理論。他認為光是由非常微小的微粒組成的,而普通物質是由較粗微粒組成,並推測如果通過某種煉金術的轉化「難道物質和光不能互相轉變嗎?物質不可能由進入其結構中的光粒子得到主要的動力(Activity)嗎?[11]牛頓還使用玻璃球製造了原始形式的摩擦靜電發電機[12]。

⑵ 物理牛頓在物理學方面取得過哪些貢獻

牛頓,英國著名的物理學家、數學家,網路全書式的「全才」。著有《自然哲學的數學原理》、《光學》等。
牛頓在1687年發表的論文《自然定律》里,對萬有引力和三大運動定律進行了系統性描述。這些描述奠定了此後三個世紀里物理世界的科學觀點,並成為了現代工程學的基礎。
在力學上,牛頓闡明了動量和角動量守恆的原理,提出牛頓運動三大定律、萬有引力定律。
在光學上,他發明了反射望遠鏡,並基於對三棱鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顏色理論。
在數學上,牛頓與萊布尼茨分享了創立微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理,提出了「牛頓法」以趨近函數的零點,並為冪級數的研究做出了貢獻。
牛頓是迄今為止世界上最偉大的物理學家(沒有之一)。

⑶ 牛頓發現了什麼定律

牛頓運動定律。

牛頓運動定律是牛頓總結於上世紀並發表於《自然哲學的數學原理》上的牛頓第一運動定律(即慣性定律)、牛頓第二運動定律和牛頓第三運動定律三大經典力學基本定律的總稱。

牛頓運動定律創作過程:

1665年倫敦瘟疫爆發,劍橋大學被迫關閉,牛頓回到妹妹在鄉下的庄園。庄園很閉塞,同時又缺少必要的數學工具描述不斷變化的力量和運動——而這些又是他感興趣的,因此他覺得十分沮喪。他決心弄清楚使物體運動(或靜止)的力量。

牛頓運動定律除了閱讀當時比較新的開普勒和哈雷的專著之外,牛頓還研讀了伽利略和亞里士多德的著作。他搜集了早期希臘學者以來的研究結果和理論,這些理論都很零散,而且經常相互矛盾。他仔細篩選這些材料並把它們重新提煉,找出其中的普遍真理和謬誤。牛頓非常善於從大量觀點中篩選出包含真理的少數,他的這一才能讓人稱奇。

牛頓算不上是實驗者,他喜歡思考問題,像愛因斯坦那樣在腦海里做實驗。他會長時間專注地想事情,直到得出他需要的答案。用他自己的話說,他會「把問題擺在面前,然後開始等待,一直等到出現第一縷曙光,接著漸漸變得清晰,最後豁然開朗」。不久,一個問題開始困擾著牛頓:是什麼力量導致了運動呢?他集中精力研究伽利略的自由落體定律和開普勒的行星運動規律。

他痴迷到了廢寢忘食的地步,身體幾乎處於崩潰的邊緣。1666年初,牛頓創立了三大運動定律,這些定律為他發明微積分和發現地球引力創造了必不可少的條件。但直到20年後哈雷鼓勵牛頓寫《自然哲學的數學原理》時,牛頓才公布了他創立的三大定律。

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