Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Цходи до розробки методів у І. Нью-Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Ньютона вихідними було поняття ■■флюенти'' (змінної величини) та “флюксії” (швидкість її зміни). Прямій задачі знаходження флюксій та співвідношень між флюксіями за заданими флюентами (диференціювання та складання диференціальних рівнянь) І. Ньютон протиставляє обернену задачу знаходження флюент за заданими співвідношеннями між флюксіями, тобто одразу,загальну задачу інтегрування диференціальних рівнянь. Така точка зору була природною для І. Ньютона як засновника математичного природознавства: його обчислення флюксій є відображенням ідеї про те, що елементарні закони природи виявляються диференціальними рівняннями, а завбачення ходу описуваних цими рівняннями процесів потребує їх інтеїрування. ЖВ центрі уваги Г. Лейбніца було питання про перехід алгебри скінченних величин до алгебри нескінченно малих. Інтеграл розглядався як сума нескінченно великого числа нескінченно малих, а головними поняггями диференціального числення були диференціали — нескінченно малі прирости змінних величин. З публікації праць Г. Лейбніца в Європі почався період інтенсивної колективної роботи над диференціальним та інтегральним численням, інтегруванням диференціальних рівнянь та геометричними застосуваннями аналізу. В цій галузі створився такий стиль математичної роботи, коли здобуті результати досить швидко публікували в журнальних статтях і незабаром після цього використовували в працях інших учених. Новий період розвитку математики був означений роботами також французьких математиків Блеза Паскаля і Жерара Дезарга. Б. Паскаль винайшов лічильну машину, розробив принцип повної індукції, розвинув уявлення щодо нескінченного, зокрема нескінченно малого. Ж. Дезарг (1591—-1661) присвятив свої праці переважно розробці лизань проективної геометрії. Із запровадженням у геометрію ідей руху та перетворення фігур її предмет вивчення значно розширюється; стає зрозумілим, що один і той самий рух або одне й те саме перетворення може переміщати або перетворювати різні фігури. Тому геометрія починає вивчати рух і перетворення як такі. З появою аналітичної геометрії принципово змінюється місце геометрії серед інших розділів математики. З одного боку, було знайдено універсальний спосіб перекладання питань геометрії на мову алгебри і аналізу та розв’язання їх суто алгебраїчними і аналітичними методами; з іншого — з’явилася можливість зображувати алгебраїчні та аналітичні вирази геометрично, наприклад, при графічному зображенні функціональних залежностей. Однак остання можливість була обмежена тривимірністю простору. Таке становище призвело до того, що арифметика, алгебра і аналіз з теорією функцій розглядалися як частини “чистої” математики, що визначалась як наука про числа, величини та залежності між величинами, що змінюються. А геометрія вважалася першою частиною “прикладної” математики, яка застосовує результати “чистої'” математики та виробляє свої методи для спеціального вивчення геометричних, фігур і геометричних перетворень. Створення аналітичної геометрії та аналізу спричинило справжню революцію в математиці і поставило в центр досліджень нові об’єкта і методи. З цього часу математика не обмежувалася вивченням сталих величин і чисел, а починає досліджувати також змінні величини і функції як аналог механічного руху і, взагалі, будь-яких кількісних змін. До нових галузей математичних досліджень належить також математична теорія ймовірностей. Її засновниками були П. Ферма і Б. Паскаль. Інтерес до задач, пов’язаних із ймовірностями, формувався поступово насамперед під впливом розвитку справи страхування. Але приватні питання, які сприяли тому, що математики звернулися до ймовірностей, були пов’язані з грою в карти і косгі. Задачі на обчислення ймовірностей виникали також в таких науках, як статистика народонаселення та теорія методів обробки спостережень. Таким чином, нові економічні відносини в суспільстві поставили перед математикою задачу створення теорії ймовірностей, азартні ііри були лише зручною й ще досі використовуваною моделлю для аналізу понять цієї теорії. Однак визнання зроблених в цей час відкриттів було нерівноцінним. Праці Ж. Дезарга з проективної геометрії в XVII ст. не були продовжені, не знайшлося послідовників І. Ньютона щодо використання проективних методів. Внаслідок цього проективна геометрія була відроджена лише в першій половині XIX ст. У теорії ймовір ностей до Якоба Бернуллі (1654—1705) було зроблено лише перші кроки, а відкритий ним закон великих чисел був опублікований вже на початку наступного століття. Нерші паростки машинної математики, започатковані арифмометром XVII ст., отримали розвиток в придатному до практичного застосування арифмометрі, який з'явився лише в другій половині XIX ст. Навіть у галузі аналітичної геометрії, відкриття якої одразу набуло величезного значення, істотний прогрес почався лише через сто років після праць Р. Декарта і П. Ферма. Характеристика нового етапу розвитку математики органічно пов’язана зі створенням у XVII с|г математичного природознавства, яке мало на меті пояснити окремі природні явища дією загальних, математично сформульованих законів природи. Упродовж XVII ст. дійсно глибокі математичні дослідження проводили лише в двох галузях природничих наук — механиці та оптиці. В інших галузях застосування математики обмежувалося встановленням простих кількісних закономірностей. Еволюція засад теоретичної та практичної механіки Тенденцію розвитку практичної механіки другої половини XVII ст. визначили пошуки нових типів двигунів для машин. Здійснювались перші спроби застфувати силу пари. До них належать пропозиції Хр. Гюйгенса про використання сили води, розрідженої силою вогню (1666), про використання порохового газу (1673), що привели до розробки двигуна внутрішнього згоряння. Історії належить також ім’я Дені Папена (1647—17І2), який у 1690 р. описав замкнений термодинамічний цикл парової машини. Цьому авторові належить опис застосування сили пари для пересування суден. Але ці ідеї поки що не визначали якості продуктивних сил, бо парові машини ще не використовувались для безпосереднього приведення в дію заводських або транспортних механізмів, хоча теоретично це припускалось. Не буде перебільшенням сказати, що механіка (особливо динаміка) XVII ст. була ключем до наукового природознавства цього періоду. Певними об’єктивними причинами того, що насамперед механіка розвивалась прискореними темпами і це мало неабияке значення для розвитку природознавства в цілому, були: 1) механіка сприяла розвитку інструментального забезпечення наукових досліджень; 2) механіка давала поштовх розвитку абстрактних уявлень про рух (механічний рух). У практику наукового пізнання вводились уявлення про безякісні, кількісно перетворювані сили, що були придатні для будь-якого технічного застосування.
Якщо узагальнити процес розвитку в XVII ст. ідей теоретичної механіки, то можна констатувати такі зміни: — концепціям Г. Галілея та його сучасників були притаманні певна гнучкість і незавершеність. Поняття інерції, маси, прискорення, сили ще не отримали сталого та чіткого змісту, відповідні терміни застосовувались в різних значеннях. І. Ньютон поставив перед наукою завдання досягти повної однозначності в поняттях; — Р. Декарт звільнив науку від перипатетичних понять і некау- зальних уявлень за допомогою довільних припущень. Задум І. Ньютона був спрямований на звільнення науки від будь-якої сваволі; —■ якщо для картезіанської фізики характерним було намагання розкрити виникнення найскладніших явищ з однорідної матерії, якій притаманний незнищуваний рух, то для ньютонової фізики властива систематизація явищ, розподіл їх на певні ряди та відділи, хоч і без виведення одного явища з іншого. Картезіанець не переставав ставити питання “чому?”, доки не приходив до простого механічного переміщення, удару, поштовху, до взаємодії безякісних частіш матерії. Ньютоніанець не бажав малювати кінетичну картину і обмежувався простим віднесенням явища до іншого однорідного. Тому ‘‘фізика принципів” І. Ньютона мінно пов’язана із систематизуючою тенденпією в науці XVII—XVIII ст. Кінетична картезіанська фізика змушена була поступитися новим поглядам під впливом таких обставин. По-перше, вона була історично прогресивною декларацією механізму, але не давала певних відповідей на конкретні питання, захаращувала науку фантастичними гіпотезами, довільними моделями та умоглядними конструкціями. По- друге, за умов нагромадження природничо-наукових знань кожне велике відкриття потрібно було погоджувати зі старими кінетичними гіпотезами за допомогою незрозумілих надуманих гіпотез. Для розвитку природознавства потрібні були нові ідеї. Але антикартезіанські тенденції мали ще й інші витоки. Картезіанство загрожувало релігії, тому картезіанське природознавство сприймалося з підозрою як захисниками феодальної давнини, так і в буржуазних колах. Реакція проти матеріалістичних висновків кіне- тизму не обмежувалась лише цькуванням Б. Спінози. Захисники релігії намагалися переглянути вихідні поняття природознавства, домогтися компромісу, за яким визнавалась би необхідність розвитку науки, але не визнавались її гносеологічні висновки. Суто динамічне дослідження, “фізика принципів”, зведення завдань науки до встановлення математичних рівнянь, відмова від аналізу кінетичних причин при абсолютизації, нехтуванні їх умовним характером уможливлювали ідеї незмінності Всесвіту, креаціонізм і теологію. Але теологічна кінцівка “Начал” І. Ньютона, як і телеологічна спрямованість ньютонового світогляду, не була на заваді розвитку наукових ідей. Система знань, розроблена І. Ньютоном з невідомою досі однозначністю, хоча й і містила невирішені питання, проте стала основою подальших революційних зрушень. Усупереч теолого-телеологічним тенденціям у світогляді самого І. Ньютона живий зміст науки, що розвивався, виявив його анти- теологічний характер уже в першій половині XVIII ст. У 30-ті роки XVIII ст. виклад ньютонових “Начал” у “Філософських листах” Вольтера здалося церкві настільки небезпечними, що книга Вольтера була спалена рукою ката. Ньютонова механіка виконала важливу роль теоретичного фундаменту розвитку знань практичної механіки і техніки не лише тогочасних, але й тих, що були успадковані від давніх культур. Зокрема, грецької технічної механіки так званих П’яти простих машин — колеса з віссю, важеля, блока, клина і гвинта. І. Ньютон завершив справу, розпочату Архімедом, — побудував загальну теоретичну систему механіки, яка об’єднувала природознавство та технічне знання. На відміну від раціональної механіки Архімеда, Герона та Паппа, що теоретично пояснювала явища технічної практики, які безпосередньо спостерігалися, І. Ньютон мав метою “знаходження істинних рухів тіл через причини, що їх зумовлюють” у загальному вигляді, незалежно від того, чи маємо справу зі штучними (як у технічному знанні) чи з природними (як у фізиці) тілами та системами. Розширивши до меж припустимого універсальні теоретичні абстрактні уявлення про тіла та сипи, що діють на ці тіла, І. Ньютон здійснив наступний після Архімеда та Г. Галілея крок до ідеалізації предмета механіки як розділу науково-технічного знання. І. Ньютон включив статику греків і динаміку Г. Галілея в систему вищих абстракцій. Після цього неминучою стала перебудова всього корпусу знань про механічні властивості фізичних тіл, включаючи штучні матеріальні засоби людської діяльності (техніку). Новий характер зв’язку теоретичної та практичної (технічної) механіки позначився в створенні й розвитку нових теоретичних галузей фізичного знання внаслідок розробки теорій спеціальних інструментів. Наприклад, пневматика виникла в зв’язку з теорією насоса і барометра, фізична оптика — у зв’язку з теорією мікроскопа і телескопа тощо. Розробка проблем вазємодії тіл Розвиток фізичних знань у період, шо розглядається, хоча й визначався знавшою мірою діяльністю І. Ньютона, створеною ним новою механікою, але мав й інші джерела, інших своїх творців. Проблемою, що об’єднувала наукові пошуки цього періоду, була проблема взаємодії тіл. Однією з форм її розгляду стала проблема удару. Р. Декарт, для якого всі взаємодії тіл зводилися до тиску та удару,'одним з перших зайнявся проблемою удару. Проте його теорія виявилась помилковою. Джованні Бореллі (1608—1679) сформулював закон зіткнення непружних тіл (1667)* Проблема удару була вирішена завдяки конкурсу, оголошеному в 1668 р* Лондонським королівським товариством. На конкурс було представлено результати досліджень математика Дж. Вааліса, архітектора К. Рена і знаменитого голландського фізика і математика Хр. Гюйгшса. Хрістіан Гюйгенс (1625— 1695) зіграв досить визначну роль в розвитку механіки. Він був обраний почесним членом Лондонського королівського товариства, а при заснуванні Французької академії був запрошений у Париж. Хр. Гюйгенс дослідив деякі проблеми статики, зокрема задачі на рівновагу системи ваги, та впровадив уточнення теорії важеля. Окрім того, він успішно розв’язав ряд таких важливих задач динаміки, як рух тіла по колу, закони коливання фізичних і математичних маятників тощо. Хр. Гюйгенс сформулював принцип збереження сил, хоча й не поширяв його на всі явища природи. Але, спираючись на цей принцип, він доводив неможливість вічного двигуна. Всесвітньо-історичне значення має винахід ним маятникового годинника (1657), яке відповідало назрілим потребам у точному та зручному вимірюванні часу, шо не забезпечувалось існувавшими конструкціями годинника. Хр. Гюйгенс з’ясував, що при пружному ударі зберігається сума добутків маси на квадрати швидкості тіл, які ударяються (1669). Пізніше І. Ньютон пов’язав це питання з третім законом динаміки. Найважливішим результатом теорії удару Хр. Гюйгенса було встановлення принципу збереження живих сил для пружного удару в замкнених системах. Хр. Гюйгенс застосував у своїй теорії принцип відносності й підкреслив, що швидкість рівномірного та прямолінійного руху системи, в якій розглядається удар, не впливає на процес співударяння. Водночас він дав формулювання закону інерції і визначив постулат щодо обміну швидкостями співударними пружними кулями. Дослідною перевіркою законів удару займались К. Рен і Е. Маріотт, які підтвердили закон збереження кількості руху. До вивчення проблеми удару звернувся також Роберт Гук (1635— 1703). 1675 р. він сформулював основний закон пружності. Встанов- ленням теорії удару завершувались передумови обгрунтування механіки, що згодом і здійснив І. Ньютон. Якщо припустити, що механіка не лише імітаційна модель природи, а також її реальне відтворення, тоді механічні сили повинні виводитися з деяких універсальних принципів руху як таких. Цю загальнонаукову тезу сформулював І. Ньютон у теорії сили і руху. Ще однією проблемою, яка привертала увагу фізиків цього часу, була проблема тиску. Отто фон Геріке (1602—1686) і Роберт Бойль незалежно один від одного винайшли повітряний насос і за його допомогою зробили ряд важливих експериментальних досліджень з виміру густини та тиску повітря. В другій половині XVII ст. було продовжено вивчення вакууму О. Геріке у Германії, Р. Бойлем в Англії та Е. Маріоттом у Франції. Для спостережень за коливаннями атмосферного тиску О. Геріке створив бароскоп, що дало змогу передбачати погоду (наприклад, він передбачив бурю, що сталася саме в зазначений день — 6 грудня 1660 р.). Р. Бойль винайшов (1662) закон оберненої залежності між об’ємом повітря та його тиском. Незалежно від Р. Бойля цей закон сформулював також Едм Маріотг у 1676 р. Едм Маріотт (1620-—1684) запропонував визначати висоту розташування будь-якого місця за даними барометра. Цю роботу довів до кінця Е. Галлей, який у 1686 р. уперше вивів відому барометричну формулу. Ще одним важливим результатом вивчення тиску стало відкриття Дені Паленом залежності точки кипіння води від тиску. Це відкриття безпосередньо пов’язане з його винахідницькою діяльністю. Саме в 1680 р. Д. Папен збудував паровий котел із запобіжним клапаном. Крім удару й тиску існувало питання, що залишалося загадкою, — тяжіння. Це питання вивчалося багатьма фізиками, серед яких І. Ньютон із своєю системою механіки неба посідав чільне місце. Одним із перших ідею про всесвітнє тяжіння висловив у 1643 р. французький математик Ж. Роберваль (1602—1675). Перший крок у фізичному вмотивуванні здійснив Е. Галлей. Він, висловив ідею про намагання частинок тіла об’єднуватися. Е. Галлей припускав, що існує не один центр світу, а велика кількість силових центрів, навколо яких і скупчуються маси небесних тіл. Великою заслугою Е. Галлея стало відкриття незалежності прискорення руху, від маси. У 1667 р. Дж. Бореллі в творі ‘Теорія планет Медічі” вперше висунув ідею про динамічну рівновагу планет, які рухаються. Але розв’язок задачі мав бути підкріплений кількісними розрахунками. У,1673 р. Хр. Гюйгенс у відомому творі “Маятниковий годинник” дає закон доцентрової сили: він розробив поняття про прискорення для випадкукриволінійного руху точки,вперше ввів поняття про доцентрове прискорення та дав його математичнийвираз, першим сформулював поняття доцентрової та відцентрової сил, моменту інерції. Саме йому належить ідея про те, що за допомогою математичного маятника можна вимірювати прискорення сили земного тяжіння (§). Шлях до вирішення проблеми доцентрового руху був відкритим. У 1674 р. Р. Гук виступив з міркуваннями щодо системи світу, висловивши ідею тяжіння. У 1680 р. він дійшов висновку, що сила тяжіння обернено пропорційна квадрату відстані. Дослідження оптичних і електричних явищ До розділів науки про природу, які розвивалися в XVII ст. досить помітно, належить оптика. У 1665 р. було опубліковано працю Ф. Гримальді “Фізико-мате- матичний трактат про світло, кольори та райдугу”, в якій охарактеризовано явища дифракції та інтерференції світла. У наступному, 1666 р., І. Ньютон відкрив явища розкладання білого світла в спектр (дисперсія світла) та хроматичної аберації. І. Ньютон розвивав оптику як гїрактично— створенням телескопів, так і теоретично — обгрунтуванням корпускулярної теорії світла (1675), поясненням фізичної сутності кольоровості променів. У багатьох експериментах Г. Ньютон уперше доводить, що біле світло неоднорідне і складається з однорідних кольорових променів, що по-різному заломлюються. Спектр, за І. Ньютоном, складається з безлічі кольорів, що поступово переходять один у од ний, але основними він вважав сім кольорів — однорідних і не здатних розкладатися. Колір тіла визначається променями, що ним відбиваються. Кожне тіло відбиває промені, що мають відповідний колір у більшій кількості, ніж інші. Виняткове значення мали роботи І. Ньютона з дослідження світлових явищ, шо відбуваються в тонких пластинах (явище інтерференції). їх результатом став висновок про наявність періодичності світлових змін (інтервалів світла), що є не чим іншим, як висновком про існування світлових хвиль. Водночас засновники хвильової теорії світла (Ф. Гримальді, Р. Гук, Хр. Гюйгенс) ще не знали про інтервали, що є для цієї теорії центральними. Сам же І. Ньютон стояв на позиціях корпускулярної теорії, за якою світло є потоком тілесних частинок-корпускул, що витікають з джерела та рухаються прямолінійно з кінцевою швидкістю в ефірі. І. Ньютон припускав, що під впливом ударів корпускул в ефірі поширюються хвилі. Але потім він відмовився від визнання існування ефіру, оскільки планети в своєму русі не зустрічають опору середовища. Теорія І. Ньютона добре пояснювала явища відбиття та заломлення, а для пояснення кольорів, розсіювання світла, явища дифракції потрібні були все нові й нові припущення. Ця теорія все ж таки була найпоширенішою, доки Л. Ейлер не розкрив її недоліки. Оптичні роботи І. Ньютона поставили рад проблем, які стали предметом вивчення наступного покоління фізиків. Відкриття закону заломлення світла дало змогу перейти до розрахунків оптичних систем. Зокрема, в “Оптичних і геометричних лекціях” англійського математика І. Барроу (1630—1677), які вийшли друком у 1669—1670 рр., були виведені формули лінз для різних випадків, а в 1693 р. Е. Галлей дав уже загальну формулу лінзи. Одним із найважливіших досягнень у оптиці було визначення швидкості світла в 1676 р. датським астрономом Олафом Ремером (1644—1710). Він установив, що світлу потрібно 22 хв., щоб пройти діаметр земної орбіти (сучасні дані —16 хв 36 с), тобто встановив швидкість світла 215000 км/с. Перші накреслення хвильової теорії світла можна знайти у Ф. Гримальді, який раніше за І. Ньютона встановив існування спектра. Наштовхнувшись на явище дифракції, Ф. Гримальді намагався його пояснити за аналогією з рухом хвиль від кинутого у воду камінця. Подібні погляди висловлював Р. Гук, який досліджував питання про кольори тонких пластинок та інтерференції світла. За Р. Гуком, світло поширюється швидкими коливаннями з досить малою амплітудою в ефірі. Він уперше ввів поняття фронту світлових імпульсів і з його допомогою намагався пояснити явище заломлення світла. Р. Гук вважав, що при переході світла з одного середовища в інше фронт світлових збурень повертається відносно поширення світла. Так само Р. Гук пояснював явище інтерференції світла та походження спектральних кольорів. Усе ж таки першим систематично та послідовно розвинув хвильову теорію Хр. Гюйгенс. У 1678 р. він виступив з нею в Паризькій академії наук. На його думку, світло поширюється так само, як і звук, кульоподібними поверхнями або хвилями. Суттєвою відмінністю між світлом і звуком є те, що звук зумовлений струсом усього предмету, який звучить, а світло виходить з кожної точки тіла, що світиться. Звук поширюється в повітрі, а світло — в світлоносному ефірі пружними імпульсами. Це середовшце, на думку Хр. Гюйгенса, не має ваги і не підпорядковується закону тяжіння. Швидкість світла має скінченну величину, хоч і дуже велику. У 1690 р. вийшов /Трактат про світло”, що був написаний ще десятиліттям тому. У ньому описано хвильову теорію світла* принцип побудови огинаючої хвилі та явища подвійного заломлення і поляризації світла. Тільки згодом фізики сприйняли та розвинули хвильову теорію Хр. Гюйген- са, відмовившись від ньютонової теорії. Наприкінці XVII — початку XVIII ст. оптика перетворилася в могутню галузь фізичної науки. Суттєвіш крок на шляху кількісного опису світлових явищ був зроблений із започаткуванням фотометрії. Перші праці в цій галузі належали ГГєру Бугеру (1698—1758). Він першим встановив поняття кількості світла, розробив методику фотометричних вимірювань, насамперед метод порівняння сили світла, сконструювавши найпростіший фотометр. П. Бугер ще не встановив чітких фотометричних понять, але розрізняв світловий потік (“абсолютна кількість світла”) та яскравість (“інтенсивність світла”). Крім методів вимірювання світла П. Бугер у своєму ‘Трактаті про градацію світла” досліджував інтенсивність світла, що відбивається від різних поверхонь, і поглинання світла. Продовживши попередні дослідження магнетизму, Е. Галлей в 1683 р. запропонував теорію земного магнетизму і гіпотезу про магнітне походження полярного сяйва, а в 1701 р. він опублікував теорію варіацій магнітного схилення та першу карту схилень. У XVIII ст. починається новий етап у вивченні електрики. У 1710 р. було відкрито світіння повітря в трубці при електричному розряді. У 1729 р. в результаті численних досліджень Стефана Грея (1670—1736), який вивчав електропровідність тіл, було встановлено, що всі тіла можна поділити на “провідники” та “непровідники”. Особливої уваги заслуговує дослід С. Грея, в результаті якого вдалося з’ясувати, що людське тіло є хорошим провідником електрики. У 1733 р. було відкрито два види електрики, взаємне притягання різнойменних зарядів і відштовхування однойменних. Але створення системи знань про електричні та магнітні явища було попереду. Започаткування теоретичного вивчення явищ теплоти В зв’язку з розвитком металургії виникла потреба в систематичних дослідженнях теплових явищ, в результаті яких було започатковано три основних напрямки розвитку вчення про теплоту: термометрію, калориметрію та теорію теплоти. Термометрія виникла завдяки дослідженню об’єктивних показників ступеня нагрітості тіл. Важливим кроком у цьому було вдосконалення фізиками Флорентійської Академії термометрів-термоскопів. Новий термометр (скляна трубка з відкачаним повітрям) не зазнавав впливу атмосферного тиску. Індикатором був спирт. Шкала була розбита на 100 поділок, дві постійні точки шкали ще не були точно визначені. У 1655 р. Хр. Гюйгенс запропонував використовувати як постійні точки температури таяння льоду та кипіння води. І. Ньютон запропонував свою конструкцію термометра з льняним маслом, проте вона не набула поширення. Калориметрія займалась вимірюванням кількості теплота та вивченням стану тіл залежно від теплових змін. Для розвитку кало- ріщетрії необхідно було розмежувати поняття про температуру та теплоту. Це зробили члени Флорентійської Академії, які вперше визначили температуру як ступінь нагрітості тіла, а теплоту — як кількість теплоти, яку маб: певне тіло. Флорентійські фізики визначили особливості теплового розширення води. Вони показали, що вода при замерзанні збільшується в об’ємі. Велике значення для розвитку калориметрії мало відкриття І. Ньютоном закону охолодження. Згідно з цим законом кількість теплоти, що віддається поверхнею тіла в навколишнє середовище, пропорційна різниці температур тіла та середовища. Перші наукові спроби розкрити природу теплоти були зроблені англійськими фізиками, зокрема Р. Бойлем, який вважав, що теплота є рухом. Подальше вивчення Сонячної системи і Всесвіту Концепція впорядкованої планетарної Сонячної системи у XVII ст. перейшла в ранг вірогідних фактів, проте світ зірок залишався загадковим. Навіть Й. Кеплер припускав, що всі зірки знаходяться в тонкому сферичному пласті навколо Сонця (хоча й майнула думка про народження зірок із тонкої матерії Молочного шляху). Колосальну протяжність і складність світу зірок уперше побачили крізь телескопи Г. Галілея. Картина нескінченно віддаленої сфери зірок, нерухомо закріплених на ній, вже не задовольняла дослідників неба XVII — початку XVIII ст. Але спроби безпосередньо виміряти відстані до зірок (за зірковими паралаксами) були безрезультатними до першої чверті XIX ст. Хр. Гюйгенс, натхненний успіхами Г. Галілея, почав шукати супутників у планет за допомогою самостійно сконструйованого довгофокусного телескопа-рефректора. У 1655 р. він відкрив супутник у Сатурна — Титан, точно визначив період його обертання, а також відкрив загадкові бокові додатки у Сатурна. А в 1656 р. Хр. Гюйгенс зробив сенсаційне відкриття -— Сатурн оточений тонким плоским кільцем, яке ніде не стикається з планетою і нахилене до площини екліптики. Хр. Гюйгенс відкрив також наявність полярних шапок на Марсі, смуг на Юпітері, світлу туманність в Оріоні. Для спостережень вій створив перший складний дволінзовий окуляр, “повітряні труби” з фокусним розміром до 64 м. Широкий розвиток мореплавства в XVII—XVIII ст. потребував точніших астрономічних даних. Гавані далеких частин світу, узбережжя та острови необхідно було нанести на карту і визначити їх місцезнаходження. Капітан у відкритому морі повинен був уміти визначити довготу та широту місцезнаходження. З метою розробки методу визначення по зірках Е. Галлей був відправлений у 1676 р. на острів Св. Олени, де він точно визначив розташування 350 південних зірок. Значно важче було знайти географічну довготу. Вона визначалася як різнидя між місцевим часом (яке вираховувалось за висотою Сонця чи зірок) і стаціонарним часом нульового меридіана. Робота Хр.Гюйгенса про маятниковий годинник, яка вийшла в 1656 р., змінила справу. Він запропонував пристрій, де маятник регулює обертання зубчастих колес, а зубчаста передача одночасно отримує імпульс, необхідний для того, щоб коливання завжди залишалися сталими. Таким чином, годинник як автоматичний пристрій для визначення кількості коливань став точним вимірювальним приладом. Пізніше О. Ремер у своїй копенгагенській обсерваторії сконструював найбільш удалий для спостережень “пасажний інструмент”. Телескоп міг рухатися лише в площині меридіана. У XVII ст. астрономія стає справою державної ваги. Раніше, за часів Тихо Браге, правителі особисто підгримували Любителів астрономії за власний кошт. Тепер така підтримка набула форми державної справи завдяки практичному значенню астрономії для потреб географії та мореплавства. Це сприяло заснуванню перших обсерваторій як державних інститутів. Коли Жан Пікар (1620—1682) у присвяті королю своєї праці “Ефемеріди” (опублікована у 1664) указав на відсутність у Франції приладів, які б були придатні для визначення висоти Полярної Зірки, король наказав збудувати в Парижі обсерваторію (1667). На посаду директора запросили італійського астронома Доменіко Кассіні, а для дослідницької роботи -ч- Ж. Пікара. З 1679 р. він почав видавати “Соппаіззапсе сіез Тетрз” — перший морський альманах. Відчуваючи потребу у добірних даних для спостережень, Ж. Пікар вирішив побудувати забезпечений телескопом квадрант радіусом 5 футів, установивши його у меридіані, щоб вимірювати висоту та час проходження світил, проте прилад був виготовлений лише в 1683 р. У 1675 р. розпочалось будівництво обсерваторії в Англії на пагорбі в Грінвічі. Джон Флемістід був призначений королівським астро- номом-спостерігачем. Цей титул і нині належить директору Грінвіць- кої обсерваторії. Пізніше практична астрономія стала систематичною
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; просмотров: 324; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.94.77 (0.018 с.) |