مكتشف قانون الجاذبية الكونية
اسحاق نيوتن (1642-1727) فيزيائي إنجليزي وعالم رياضيات وعالم فلك وكيمائي ,ولد في نفس اليوم الذي مات فيه غاليلو، و بعد وفاة والده بثلاثة أشهر.وقد أظهر في طفولته ميلاً للأعمال الميكانيكية. مع أنه كان طفلاً لامعاً إلا أنه لم يكن يثير انتباه أساتذته، وعندما وصل إلى سن المراهقة أخرجته والدته من المدرسة، إذ أنها كانت تأمل أن يصبح مزارعاً ناجحاً ولكن لحسن الحظ اقتنعت أن مواهبه الرئيسية لم تكن لتنمو في الزراعة ولذلك فقد دخل وهو في الثامنة عشرة إلى جامعة كمبردج حيث استوعب بسرعة ما كان معروفاً في ذلك الوقت من العلوم الطبيعية والرياضيات ، و بين الحادية والعشرين والسابعة والعشرين وضع أسس بعض النظريات العلمية التي أحدثت ثورة في العالم فيما بعد.
إنجازاته
أول اكتشافاته العلمية التي نشرت له هو العمل الذي أحدث هزة في عالم العلوم وهي طبيعة الضوء، ففي سلسلة من التجارب اكتشف نيوتن أن الضوء الأبيض العادي هو مزيج من جميع ألوان قوس القزح.
تحقّق من انكسار الضوء وبرهن على أن الضوء الأبيض ممكن أن ينقسم إلى عدة ألوان عند مروره خلال المنشور ومن الممكن بالتالي تجميع حزمة الألوان تلك من خلال عدسة منشور آخر ليتكون الضوء الأبيض من جديد. باستنتاجه هذا، تمكن نيوتن من اختراع أول منظار فلكي عاكس بعد أن تبحر في دراسة الضوء وهذا المنظار الفلكي لا يزال يستعمل في المراصد الفلكية حتى يومنا هذا.
عام 1668 صنع نيوتن أول منظار فلكي عاكس ومن مميزات هذا التلسكوب أنه يستخدم المرايا بدلا من العدسات ويتميز أيضا بصغر كتلته رغم كبر حجمه فيسهل تحريكه يستخدم فى رصد الأجرام السماوية البعيدة ذات الإضاءة الضعيفة .
فيما بين عامى 1664 - 1666 اكتشف نيوتن الجاذبية ، حيث يحكى أنه كان جالسا فى أحد الأيام تحت شجرة تفاح ، وفجأة سقطت فوق رأسه تفاحة ، وبدأ يفكر فى هذه الحالة التى مرت عليه ، وهنا ظهر الإلهام الذى قادة إلى حقيقة الجاذبية التى توجد فى كل الأجسام وتجذب إليها الأجسام الأخرى بقوة ، ثم صاغ قانون الجذب العام .
قانون الجذب العام الذي ينص على أن كل جسمين يجذب أحدهما الآخر بقوة تساوي حاصل ضرب كتلتيهما مقسومة على مربع المسافة بينهما
أن أعظم اكتشافات نيوتن هو في ميدان الميكانيك وهو العلم الذي يعالج حركات الأجسام، فقد كان غاليلو قد اكتشف أول قوانين الحركة الذي يصف حركة الأجسام وهي غير معرضة لأي قوى خارجية ولكن عملياً طبعاً، إن جميع الأجسام خاضعة لقوى خارجية وأن أهم سؤال في علم الميكانيك هو أنه كيف تتحرك الأجسام تحت مثل هذه الظروف وقد حل نيوتن هذه المشكلة في قانونه الشهير للحركة الذي يعتبر قانون أساسي في الفيزياء الكلاسيكية،(الذي يوصف رياضياً بالمعادلة التالية): ينص على أن تسارع الجسم (أي حالة تغير سرعة الجسم) يساوي القوة المؤثرة على الجسم مقسومة على كتلة الجسم.
وبعد ذلك أضاف نيوتن القانون الذي ينص على أن لكل فعل رد فعل مساو له في القدرة ومعاكس له في الاتجاه.
ففي هذا الميدان نرى نيوتن في كتابه (المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية) يقدم قانون الجاذبية وقوانين الحركة ويرينا كيف أن هذه القوانين يمكن أن تتنبأ بدقة عن حركة الكواكب حول الشمس لذا يعتبر نيوتن أشهر عالم فلكي أيضاً.
نشر نيوتن الورقة "برينسيبيا" في العام 1687 . في هذه الورقة، سطّر نيوتن القوانين الكونية الثلاثة والمتعلقة بالحركة ولم يستطع أحد أن يعدل على هذه القوانين ل 300 سنة أخرى!
بعد إصدار نيوتن لنظرية برينسيبيا، أصبح الرجل مشهوراً على المستوى العالمي واستدار من حولة المعجبون وكان من ضمن هذه الدائرة الرياضي السويسري نيكولاس فاتيو دي دويلير والذي كوّن مع نيوتن علاقة متينة إستمرت حتى العام 1693 وأدّت نهاية هذه العلاقة الى إصابة نيوتن بالإنهيار العصبي.
تـمكن نيوتن من ان يصبح عضواً في البرلمان في الأعوام 1689-1690
في العام 1703 أصبح نيوتن رئيساً للأكاديمية الملكية ومنحته الملكة آن لقب فارس في العام 1705. لم يتزوج نيوتن قط ولم يكن له أطفال مسجّلون وقد مات في مدينة لندن ودفن في مقبرة ويست مينيستر آبي.
Isaac Newton (1642-1727)
Isaac Newton (1642-1727) est un physicien, philosophe, astronome, et mathématicien anglais, considéré comme l’un des plus grands scientifiques de tous les temps. Newton a formulé des lois sur la gravitation universelle et sur les corps en mouvement. Ces lois fondamentales expliquent de quelle façon les objets se déplacent sur terre comme dans les airs. Il a fondé l’optique moderne, étudié le comportement de la lumière, et a construit le premier télescope à miroirs.
Ses travaux en mathématiques l’ont conduit à l’invention d’une branche des mathématiques nommée calculus (calcul différentiel et intégral, également développé par le mathématicien Allemand Gottfried Wilhelm Leibniz). Newton a exposé ses idées dans plusieurs publications, et deux d’entre elles, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principes mathématiques de la philosophie naturelle, en 1687) et opticks (traité d’optique, en 1704) sont considérées parmi les plus grands travaux scientifiques jamais réalisés. Les contributions révolutionnaires d’Isaac Newton ont permis d’expliquer une grande partie du monde qui nous entoure en termes mathématiques, et ont permis de se rendre compte que la science était également en mesure d’expliquer un grand nombre d’autres phénomènes.
Newton a commencé avec les lois sur le mouvement et la gravitation qu’il avait observé dans la nature, puis il a utilisé ces lois pour transformer la physique en un système mathématique général constitué de règles et de lois. Ses expériences ont permis de comprendre le phénomène de la lumière et des couleurs, et sont à la base des développements modernes sur la théorie de la lumière. De plus, son invention du calculus a donné à la science l’un de ses plus puissants outils.
La légende de la pomme
Il fit également ses premières découvertes sur la gravitation, inspiré (selon la légende) par l’observation de la chute d’une pomme dans un verger. Selon une conversation rapportée par Newton dans ses vieux jours, il déclara qu’il tentait alors de déterminer quelle force était à l’origine du maintien de la Lune dans son orbite autour de la Terre.
La chute d’une pomme l’amena à penser que la force d’attraction gravitationnelle agissant sur la pomme devait être la même que celle qui agissait sur la Lune. Newton croyait que cette force, bien qu’affaiblie par la distance, maintenait la Lune sur son orbite.
Newton conçu une équation pour vérifier ses idées sur la gravitation. Cette équation s’appelle la loi en carré inverse, et elle indique que la force de gravité dépend du carré inverse de la distance entre deux objets. Newton pensait que cette loi pouvait également s’appliquer au soleil et aux planètes. Il n’alla pas plus loin dans l’étude du problème de la pomme qui tombe, car il lui semblait trop complexe de calculer l’attraction engendrée par la Terre entière sur un si petit objet proche de sa surface. Il réintroduit ces premières pensées des années plus tard dans son travail majeur, les Principia.
Travaux sur la lumière
Newton commença également à s’interroger sur la nature de la lumière. La lumière blanche, selon la vision de son époque, était uniforme, homogène. Les premières expériences de Newton avec un prisme remis cette idée de lumière blanche en question.
En faisant passer un rayon de soleil à travers un prisme, il observa que le rayon de soleil se trasforma en une bande de lumière colorée, appelée spectre. Alors que d’autres avaient sans doute mené des expériences similaires, Newton démontra que les différences de couleurs étaient causées par les divers degrés d’une propriété qu’il appela réfrangibilité. La réfrangibilité définit la possibilité aux rayons lumineux de se réfracter, ou se tordre sous l’effet d’une certaine matière.
Par exemple, lorsqu’un rayon de lumière violet passe à travers un élément réfractant tel que du verre, il va se tordre de façon plus prononcée qu’un rayon de lumière rouge.
Newton conclut au travers de ses expérimentations que la lumière du soleil constitue une combinaison de toutes les couleurs du spectre et que cette lumière se disperse lorsqu’elle passe à travers le prisme car les couleurs qui la compose ont chacune une réfrangibilité différente.
Le télescope réflecteur
Newton observa que les lentilles réfractent ou tordent les rayons lumineux de manière légèrement différente selon leur couleur. Il entreprit alors de construire un télescope réflecteur, c’est-à-dire un télescope qui utilise des miroirs plutôt que des lentilles. Les miroirs réfléchissent toutes les couleurs à puissance égale.
Le mathématicien écossais James Grégory avait eut l’idée d’un télescope réflecteur en 1663, mais Isaac Newton fut le premier à en construire un. Il fabriqua un reflecteur avec un mirroir de 3.3 cm en 1668.
Ce télescope avait un facteur de grossissement d’environ 40, et différait légèrement de celui imaginé par J. Gregory. Trois ans plus tard, la Royal Society, association officielle des savants et mathématiciens, invita Newton à lui prêter son télescope pour étude. Il envoya un télescope identique à l’original, et la société reconnu la suprématie de Newton en publiant une fiche technique de l’instrument.
L’impact de Newton sur la science
La place d’Isaac Newton dans l’histoire des sciences repose sur son application des mathématiques à l’étude de la nature et son explication d’un grand nombre de phénomènes naturels avec un principe général: la loi sur la gravitation.
Il a utilisé les fondements de la dynamique, ou les lois de la nature gouvernant le mouvement et ses effets sur les corps, comme la base d’une image mécanique de l’univers. Ses travaux sur l’utilisation du calcul intégral sont allés si loin en comparaison de découvertes précédentes que les savants et scientifiques le voient comme le pionnier de cette branche des mathématiques.
Le travail de Newton a grandement influencé le développement des sciences physiques. Durant les deux siècles suivant la publication des Principia, les scientifiques et philosophes trouvèrent un grand nombre de champs d’application des méthodes et analyses de Newton. Si bien que les scientifiques n’ont pas exprimé le besoin de réviser les conclusions de Newton jusqu’au début du 20ème siècle.
Dans les systèmes impliquant des vélocités inférieures à la vitesse de la lumière, les principes que Newton formula il y a presque 300 ans restent toujours valables.
En plus de son travail scientifique, Newton nous a laissé un nombre considérable d’écrits sur la théologie, la chronologie, l’alchimie et la chimie. En 1725 Newton est parti de Londres pour se rendre à Kensington (alors un village en dehors de Londres) pour des raisons de santé.
Il y meurt le 20 mars 1727. Il fut enterré dans l’abbaye de Westminster, le premier scientifique à recevoir cet honneur.
Isaac Newton (1643 - 1727)
Newton was an English physicist and mathematician, and the greatest scientist of his era.
Isaac Newton was born on 4 January 1643 in Woolsthorpe, Lincolnshire. His father was a prosperous farmer, who died three months before Newton was born. His mother remarried and Newton was left in the care of his grandparents. In 1661, he went to Cambridge University where he became interested in mathematics, optics, physics and astronomy. In October 1665, a plague epidemic forced the university to close and Newton returned to Woolsthorpe. The two years he spent there were an extremely fruitful time during which he began to think about gravity. He also devoted time to optics and mathematics, working out his ideas about 'fluxions' (calculus).
In 1667, Newton returned to Cambridge, where he became a fellow of Trinity College. Two years later he was appointed second Lucasian professor of mathematics. It was Newton's reflecting telescope, made in 1668, that finally brought him to the attention of the scientific community and in 1672 he was made a fellow of the Royal Society. From the mid-1660s, Newton conducted a series of experiments on the composition of light, discovering that white light is composed of the same system of colours that can be seen in a rainbow and establishing the modern study of optics (or the behaviour of light). In 1704, Newton published 'The Opticks' which dealt with light and colour. He also studied and published works on history, theology and alchemy.
In 1687, with the support of his friend the astronomer Edmond Halley, Newton published his single greatest work, the 'Philosophiae Naturalis Principia Mathematica' ('Mathematical Principles of Natural Philosophy'). This showed how a universal force, gravity, applied to all objects in all parts of the universe.
In 1689, Newton was elected member of parliament for Cambridge University (1689 - 1690 and 1701 - 1702). In 1696,Newton was appointed warden of the Royal Mint, settling in London. He took his duties at the Mint very seriously and campaigned against corruption and inefficiency within the organisation. In 1703, he was elected president of the Royal Society, an office he held until his death. He was knighted in 1705.
Newton was a difficult man, prone to depression and often involved in bitter arguments with other scientists, but by the early 1700s he was the dominant figure in British and European science. He died on 31 March 1727 and was buried in Westminster Abbey.
كما تلاحظ، فالطاقة الإلكترونية تنتقل في اتجاه واحد داخل أجزاء الدائرة الكهربائية، تتدفق فيه الإلكترونات من القطب السالب للدائرة إلى القطب الموجب، ويبقى هذا الاتجاه ثابتاً مع ثبات في الجهد والتيار الكهربائي مهما تغير الزمن.
كما تلاحظ، فاتجاه تدفق الإلكترونات في أجزاء الدائرة الكهربائية يتغير عدة مرات في الثانية الواحدة بسبب تناوب القطبين السالب والموجب، ويسمى هذا التيار أيضاً بالتيار المتردد، نظراً لتردد اتجاه التيار بين القطبين السالب والموجب. لهذا السبب، علينا الأخذ بالاعتبار احتساب دالة الوقت عند التعامل رياضياً مع هذا التيار.
George Westinghouse 
Nikola Tesla 
