牛顿经典力学(牛顿经典力学的三大定律是真理吗)
6592023-11-23
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牛顿的有趣的传说之一:
一天,牛顿与女朋友在公园散步,女友提议小坐一会儿,牛顿在女朋友旁坐下后,点了一支烟,然后边抽烟边附和女友的话。为什么是附和呢?因为当时牛顿正在思考一道物理难题,忽然,牛顿起身将烟头按在女友手心并旋转着,只听女朋友一声痛苦的尖叫,起身就哭着头也不回的跑回家去了。而牛顿也奔向了自己的实验室,对自己给女朋友的所作所为造成的伤害浑然不知!
原来,牛顿在把女友手心当烟灰缸灭烟时,是他突然解出了久而未决的难题,急着去实验室记下思路而忘记了女朋友了。据说,牛顿的这段感情因此告吹。
据说牛顿忙于科学研究,无瑕顾及个人感情,几段感情无疾而终。
牛顿,终生未娶,老年研究神学。牛顿的一生极具传奇色彩,数学家,物理学家。
“他用真理的力量统治了我们的头脑,而不是用武力奴役我们”。
伟大文学家伏尔泰如是说。
莱布尼茨并不是牛顿的朋友,但他写道:“从世界的开始直到他生活的时代为止,对数学发展的贡献绝大部分是他本人做出的。”
拉格朗日经常说他是有史以来最伟大的天才。
2003年,英国广播公司在一次全球性的评选最伟大的英国人活动当中,他被评为最伟大的英国人之首。
这么牛的人,对自己取得的成就却又是如此的谦逊,那耳熟能详的话语一次又一次洗礼着我们:“如果说我比别人看的更远些,那是因为我站在了巨人的肩膀上”。
他——就是艾萨克牛顿。
牛顿的父母都是农民,而且牛顿是个早产儿,据说,牛顿刚出生时小得可以把他装进一夸脱的马克杯中,起点不可谓不低。
少年时的牛顿成绩一般,但他喜欢读书,他还喜欢绘画、雕刻,尤其喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷,用以验看日影的移动。
但由于家境极为窘迫,母亲不得不让牛顿停学在家务农,赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷,以至经常忘了干活。有一次,牛顿的舅父跟踪牛顿上市镇去,发现他伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神使其大为感动,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学,并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取着书本上的营养,由此开启了他开挂的生涯。纵观他的伟大,遍及诸多科学领域:
天文成就
牛顿1672年创制了反射望远镜。他用万有引力原理说明潮汐的各种现象,指出潮汐的大小不但同月球的位相有关,而且同太阳的方位有关。牛顿预言地球不是正球体。岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动造成的。
热力学成就
牛顿确定了冷却定律,即当物体表面与周围有温差时,单位时间内从单位面积上散失的热量与这一温差成正比。
光学成就
牛顿发现,白光是由不同颜色(即不同波长)的光混合而成的。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。这便是大名鼎鼎的“牛顿环”。此外,他还创立了光的“微粒说”。
数学成就
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。但也正是于此,他俩结了梁子。后来避免尴尬,采取名为牛顿—莱布尼茨公式。微积分的出现,反过来促进了理论物理学的发展。例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲线的解答,这是变分法的最初始问题,半年内全欧数学家无人能解答。1697年,一天牛顿偶然听说此事,当天晚上一举解出。伯努利惊异地说:“从这锋利的爪中我认出了雄狮”。
力学成就
最伟大的著作之一:《自然哲学的数学原理》,在该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。牛顿使用拉丁单词“gravitas”(沉重)来为现今的引力(gravity)命名,并定义了万有引力定律。这便是:牛顿三定律
第一定律(即惯性定律)
第二定律
①牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
(此定律在爱因斯坦之前被奉若颠扑不破的真理,但后来才发现,牛顿理论:只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低)。只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子。)
第三定律
表达式F=-F'(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。
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。在此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。
牛顿的遗憾
据说,牛顿的智商达到了290,但却因羞于向女孩表白而白白失去结婚的机会,然后终生未婚也未育,便没有他的后人。
牛顿的神学
牛顿活了84岁,40年用于科学研究,用了后半生的另外40年研究神学,留下100多万字的神学手稿。也许他对世界的认知远超普通人,看到了宇宙种种的奇迹和不可思议,他多次声称,不会有偶然,不会有巧合,唯有上帝才成就如今的宇宙。你可能想不到,如今许多的神学注释是牛顿所做的。唯物和唯心,牛顿做到了极致。
1643年1月4日,牛顿出生。
1727年3月31日,牛顿逝世。
有一次,英国著名科学家牛顿请一位好友吃饭。菜肴都上齐了,可是牛顿突然好象想起什么似的,二话没说,丢下这位朋友,就钻进自己的实验室去了。朋友左等右等,仍不见牛顿归来,有点恼火,但是知道他的脾气,也就不去打扰他,自个儿把鸡肉吃得精光,并将骨头放入盆中。不知过了多少时候,牛顿才从实验室里回来,当他看到吃剩的骨头时,惊讶地说:“啊,我还以为肚子饿着呢,原来已经吃过了。”遂即又返回了实验室。怀表成了鸡蛋牛顿从事科学研究时非常专心,时常忘却生活中的小事。有一次,给牛顿做饭的老太太有事要出去,就把鸡蛋放在桌子上说:“先生!我出去买东西,请您自己煮个鸡蛋吃吧,水已经在烧了!”正在聚精会神地计算的牛顿,头也不抬地“嗯”了一声。老保姆回来以后问牛顿煮了鸡蛋没有,牛顿头也没抬地说:“煮了!”老太太掀开锅盖一看,惊呆了:锅里居然煮了一块怀表,鸡蛋却还在原地放着。原来牛顿忙于计算,胡乱把怀表扔到了锅里。
牛顿发明了三大定律,牛顿与苹果树的故事,牛顿请客吃饭的故事
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