Personalităţi ale fizicii

• Isaac Newton

• Blaise Pascal

• Albert Einstein

Isaac Newton Isaac Newton a fost un renumit om de

ştiinţă englez, matematician, fizician şi astronom, preşedinte al Royal Society. Isaac Newton este savantul aflat la originea teoriilor ştiinţifice care vor revoluţiona ştiinţa, în domeniul opticii, matematicii şi în special al mecanicii. În 1687 a publicat lucrarea Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, în care a descris Legea atracţiei universale şi, prin studierea legilor mişcării corpurilor, a creat bazele mecanicii clasice. A contribuit, împreună cu Gottfried Wilhelm von Leibniz, la inventarea şi dezvoltarea calculului diferenţial şi a celui integral. Newton a fost primul care a demonstrat că legile naturii guvernează atât mişcarea globului terestru, cât şi a altor corpuri cereşti, intuind că orbitele pot fi nu numai eliptice, dar şi hiperbolice sau parabolice. Tot el a arătat că lumina albă este o lumină compusă din radiaţii monocromatice de diferite culori.

Newton a fost un fizician, înainte de toate. Laboratorul său uriaş a fost domeniul astronomiei, iar instrumentele sale geniale au fost metodele matematice, unele dintre ele inventate de el însuşi. Newton nu s-a lăsat antrenat de latura pur astronomică şi matematică a activităţii sale, ci a rămas de preferinţă fizician. În

aceasta constă neobişnuita tenacitate şi economia gândirii sale. Până la Newton şi după el, până în timpurile noastre, omenirea n-a cunoscut o manifestare a geniului ştiinţific, de o forţă şi o durată mai mare.

Isaac Newton Între 1670 şi 1672

Newton s-a ocupat mai mult cu problemele de optică. În acest timp a studiat refracţia luminii, demonstrând că o prismă de sticlă poate descompune lumina albă într-un spectru de culori şi că adăugarea unei lentile şi a unei alte prisme poate recompune lumina albă. Pe baza acestei descoperiri a construit un telescop cu reflexie, care a fost prezentat în 1671 la Royal Society. Newton a probat că lumina este alcătuită din particule. Cercetările ulterioare au demonstrat natura ondulatorie a luminii, pentru ca, mai târziu, în mecanica cuantică să se vorbească despre dualismul corpuscul-undă.

Legea atractiei Universale

Legea atracţiei universale, descoperită şi enunţată de Sir Isaac Newton, este o lege a mecanicii clasice. Enunţul său este următorul:

Două corpuri punctiforme de masă m1 şi m2 se atrag reciproc printr-o forţă direct proporţională cu produsul maselor corpurilor şi invers proporţională cu pătratul distanţei dintre ele, orientată pe direcţia dreptei ce uneşte centrele de greutate ale celor două corpuri.(Corpurile sunt considerate punctiforme faţă de distanţa dintre ele).

Legile lui NewtonPrincipiul I al mecanicii

Orice corp îşi menţine starea de repaus sau de mişcare rectilinie uniformă atât timp cât asupra sa nu acţionează alte forţe sau suma forţelor care acţionează asupra sa este nulă.

Principiul al II-lea al mecanicii Newton introduce noţiunea de cantitate de mişcare, ceea ce

astăzi se numeşte impuls. Aceasta este o mărime vectorială egală cu produsul dintre masă şi viteză p=m*v

Principiul al doilea al mecanicii introduce noţiunea de forţă ca fiind derivata impulsului în raport cu timpul. F=dp/dt sau folosind definiţia impulsului F=d(mv)/dt. În mecanica newtoniană, se consideră că masa este constantă (independentă de viteză) cât timp se păstrează integritatea corpului, deci F=m*dv/dt. Adică F=m* a.

Principiul al III-lea al mecanicii Când un corp acţionează asupra altui corp cu o forţă (numită

forţă de acţiune), cel de-al doilea corp acţionează şi el asupra

primului cu o forţă (numită forţă de reacţiune) de aceeaşi mărime şi de aceeaşi direcţie, dar de sens contrar. Acest principiu este cunoscut şi sub numele de Principiul acţiunii şi reacţiunii.

Blaise Pascal Blaise Pascal (19 iunie

1623 - 19 august 1662) a fost un matematician, fizician şi filosof francez având contribuţii în numeroase domenii ale ştiinţei, precum construcţia unor calculatoare mecanice, consideraţii asupra teoriei probabilităţilor, studiul fluidelor prin clarificarea conceptelor de presiune şi vid. În urma unei revelaţii religioase în 1654, Pascal abandonează matematica şi ştiinţele exacte şi îşi dedică viaţa filozofiei şi teologiei.

Contribuţii în ştiinţă La vârsta de 16 ani Pascal a

prezentat primul său rezultat original cunoscut sub numele de triunghiul lui Pascal (teorema lui Pascal), iar la 18 ani a construit primul calculator mecanic, pentru a-şi ajuta tatăl la calculul taxelor. Dispozitivul numit Pascaline, semăna cu un calculator mecanic al anilor 1840, iar această invenţie îl face pe Pascal a doua persoană care inventează calculatorul mecanic deoarece Schickard mai făcuse unul în 1624. Pascal se confruntă cu probleme de design ale calculatorului, datorate sistemului francez din acea vreme.

Erau 20 de soli într-o livră şi 12 dinari într-un sol, astfel încât Pascal trebuia să rezolve probleme tehnice mult mai grele cu această împărţire a livrei în 240 decât dacă ar fi lucrat cu împărţirea la 100. Oricum producţia aparatelor a început în 1642, dar până în 1652 fuseseră produse 50 de prototipuri, însă puţine au fost vândute, şi producerea calculatorului aritmetic al lui Pascal a încetat în acel an. Unul din aceste prototipuri este la muzeul Zwinger, în Dresda Germania.

Contribuţii în Filosofie şi Teologie

Pascal s-a ocupat şi de filozofie, considerând că progresul ştiinţific este scopul existenţei omenirii. Oscilând între raţionalism şi scepticism, el a ales spre finalul vieţii credinţa, fiind influenţat încă de mic de credinţa în Dumnezeu. De la vârsta de 14 ani, Blaise Pascal participa alături de tatăl său la întâlnirile abatelui de Mersenne, care aparţinea ordinului religios de la Minims, iar după ce tatăl său se răneşte la picior şi este îngrijit de doi fraţi ai unui ordin religios de lângă Rouen, Pascal devine profund religios. În urma unui accident suferit în 1654 pe podul de la Neuilly pe Sena, când caii, care trăgeau trăsura, au sărit şi trăsura a rămas agăţată de pod, dar mai ales în urma unei revelaţii religioase de pe 23 noiembrie 1654 Pascal a hotărât să ia calea credinţei, vizitând mănăstirea jansenită de lângă Paris.

Cea mai cunoscută lucrare filosofică a lui Pascal este Les pensées, o colecţie de gânduri asupra suferinţei umane şi a încrederii în Dumnezeu, o lucrare apologetică creştină adresată noii lumi desacralizate. Această lucrare cuprinde şi celebrul pariu al lui Pascal, care încearcă să demonstreze că Dumnzeu există, folosidu-se de o teorie a probabilităţilor. Începută în corespondenţa cu Fermat pentru a demostra o problemă a jocului cu zarurile, Pascal presupune că toate cazurile apar „la fel de uşor”, pentru că Cineva, Supremul, avea grijă să le distribuie astfel. Pariul său era : „dacă Dumnezeu există şi sunt catolic, câştig viaţa veşnică, supunîndu-mă bisericii; dacă nu, nu am nimic de pierdut“.

Albert Einstein Albert Einstein a fost un

fizician evreu-german, apatrid din 1896, elveţian din 1899, emigrat în 1933 în SUA, naturalizat american în 1940, profesor universitar la Berlin şi Princeton. Autorul teoriei relativităţii. În 1921 i s-a decernat Premiul Nobel pentru Fizică.

Cele mai multe dintre contribuţiile sale în fizică sunt legate de teoria relativităţii restrânse (1905), care unesc mecanica cu electromagnetismul, şi de teoria relativităţii generalizate (1915) care extinde principiul relativităţii mişcării

neuniforme, elaborând o nouă teorie a gravitaţiei.

Teoria Relativităţii Restrânse

Cea de-a patra lucrare importantă publicată de Einstein în 1905, "Asupra electrodinamicii corpurilor în mişcare", conţinea ceea ce avea să fie cunoscută mai târziu ca Teoria relativităţii restrânse, una dintre cele mai celebre contribuţii ale sale, în care demonstrează că teoretic nu este posibil să se decidă dacă două evenimente care se petrec în locuri diferite, au loc în acelaşi moment sau nu. Ideile de bază au fost formulate de Einstein încă

de când avea 16 ani (deci cu 10 ani în urmă).Încă de la Newton, filozofii naturali (denumirea sub care erau cunoscuţi fizicienii şi chimiştii) încercaseră să înţeleagă natura materiei şi a radiaţiei, precum şi felul în care interacţionau într-o imagine unificata a lumii. Ideea că legile mecanicii sunt fundamentale era cunoscută drept concepţia mecanicistă asupra lumii, în timp ce ideea că legile electricităţii sunt fundamentale era cunoscută drept concepţia electromagnetică asupra lumii.

Teoria relativităţii generalizate

Teoria relativităţii restrânse explică fenomenele ondulatorii, eliminând acţiunea instantanee de la distanţă. Electrodinamica lui Faraday şi Maxwell este compatibilă cu viteza finită de propagare a luminii. Prin generalizarea legilor mecanicii newtoniene şi a unor legi ale fizicii, electrodinamica devine relativistă. Dar pentru a pune gravitaţia in concordanţă cu relativitatea a fost nevoie de modificări mult mai profunde ceea ce l-a condus pe Einstein la Teoria relativităţii generalizate. În această teorie, orice viteză de propagare, inclusiv a gravitaţiei, este finită. Teoria Relativităţii Generalizate, asociază timpului spaţiul legând coordonatele evenimentelor de timp şi sudându-le în mod unitar, iar gravitaţia devine o proprietate a acestui reper spaţiu-timp, devenind de fapt o deformare a spaţiului şi a timpului.

Einstein nu desfiinţează concepţia newtoniană, ci o inlocuieşte cu una mai extinsă, valabilă pentru viteze apropiate de cea a luminii.

Teoria gravitaţiei

Una din consecinţele teoriei relativităţii generalizate o constituie Curbarea spaţiului.

Sesizând asemănarea dintre curbarea traiectoriei unui obiect aflat într-un sistem de referinţă care se mişcă uniform accelerat şi curbarea traiectoriei unui obiect lansat în câmpul gravitaţional, Einstein trage concluzia că fasciculele luminoase se curbează când se propagă în vecinătatea unui corp ceresc cu masă foarte mare, de unde reprezentarea mai greu de înţeles, cum că spaţiul însuşi ar fi curb. Pentru a-şi susţine teoria relativităţii generalizate, Einstein a atras atenţia că există fenomene care o confirmă. Astfel, el a afirmat că frecvenţa undelor luminoase se modifică atunci când acestea parcurg un câmp gravitaţional, pentru că orbitele planetelor şi sateliţilor suferă o rotire suplimentară şi că razele de lumină sunt deviate de la linia dreaptă în vecinătatea Soarelui.

Proiect realizat de

Şoşa Marian Ionuţ