❶ 牛頓發明了什麼
萬有引力,微積分及牛頓三大定律
牛頓的成就屬於發現 不是發明
最著名的是 萬有引力內理論
就是我們在高容中時候學的那個啦
其次他在 光學 上也有很大的成就
用三棱鏡的分光原理證明了白光是復合光
在化學聲比較熱衷於
HgO的熱分解試驗
大概是這樣了
❷ 牛頓發明了什麼
艾薩克·牛頓爵士是人類歷史上出現過的最偉大、最有影響的科學家,同時也是物理學家、數學家和哲學家,晚年醉心於煉金術和神學。他在1687年7月5日發表的不朽著作《自然哲學的數學原理》里用數學方法闡明了宇宙中最基本的法則——萬有引力定律和三大運動定律。這四條定律構成了一個統一的體系,被認為是「人類智慧史上最偉大的一個成就」,由此奠定了之後三個世紀中物理界的科學觀點,並成為現代工程學的基礎。牛頓為人類建立起「理性主義」的旗幟,開啟工業革命的大門。牛頓逝世後被安葬於威斯敏斯特大教堂,成為在此長眠的第一個科學家。 牛頓( 1642年12月25日~1727年3月31日)爵士,英國皇家學會會員,是一位英國物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和煉金術士。著有《自然哲學的數學原理》、《光學》、《二項式定理》和《微積分》。 名言 「我不知道在別人看來,我是什麼樣的人;但在我自己看來,我不過就像是一個在海濱玩耍的小孩,為不時發現比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜,而對於展現在我面前的浩瀚的真理的海洋,卻全然沒有發現.」 「如果說我比別人看得更遠些,那是因為我站在了巨人的肩上。」 「無知識的熱心,猶如在黑暗中遠征。」 「你該將名譽作為你最高人格的標志。」 「我能算出天體運行的軌道,卻算不出人性的貪婪。」 創立微積分 大多數現代歷史學家都相信,牛頓與萊布尼茨獨立發展出了微積分學,並為之創造了各自獨特的符號。根據牛頓周圍的人所述,牛頓要比萊布尼茨早幾年得出他的方法,但在1693年以前他幾乎沒有發表任何內容,並直至1704年他才給出了其完整的敘述。其間,萊布尼茨已在1684年發表了他的方法的完整敘述。此外,萊布尼茨的符號和「微分法」被歐洲大陸全面地採用,在大約1820年以後,英國也採用了該方法。 光的微粒說的提出者 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 力學方面的貢獻 牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究,總結出了物體運動的三個基本定律(牛頓三定律): 第一定律(慣性定律) 任何一個物體在不受任何外力或受到的力平衡時(Fnet=0),總保持勻速直線運動或靜止狀態,直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。 第二定律 1)牛頓第二定律是力的瞬時作用規律。力和加速度同時產生、同時變化、同時消逝。⑵F=ma是一個矢量方程,應用時應規定正方向,凡與正方向相同的力或加速度均取正值,反之取負值,一般常取加速度的方向為正方向。⑶根據力的獨立作用原理,用牛頓第二定律處理物體在一個平面內運動的問題時,可將物體所受各力正交分解,在兩個互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。牛頓第二定律的六個性質⑴因果性:力是產生加速度的原因。⑵同體性:F合、m、a對應於同一物體。⑶矢量性:力和加速度都是矢量,物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律數學表達式∑F = ma中,等號不僅表示左右兩邊數值相等,也表示方向一致,即物體加速度方向與所受合外力方向相同。⑷瞬時性:當物體(質量一定)所受外力發生突然變化時,作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發生突變;當合外力為零時,加速度同時為零,加速度與合外力保持一一對應關系。牛頓第二定律是一個瞬時對應的規律,表明了力的瞬間效應。⑸相對性:自然界中存在著一種坐標系,在這種坐標系中,當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態,這樣的坐標系叫慣性參照系。地面和相對於地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系,牛頓定律只在慣性參照系中才成立。⑹獨立性:作用在物體上的各個力,都能各自獨立產生一個加速度,各個力產生的加速度的失量和等於合外力產生的加速度。適用范圍⑴只適用於低速運動的物體(與光速比速度較低)。⑵只適用於宏觀物體,牛頓第二定律不適用於微觀原子。⑶參照系應為慣性系。兩個物體之間的作用力和反作用力,在同一直線上,大小相等,方向相反。(詳見牛頓第三運動定律)表達式F=-F' 第三定律 (F表示作用力,F'表示反作用力,負號表示反作用力F'與作用力F的方向相反)這三個非常簡單的物體運動定律,為力學奠定了堅實的基礎,並對其他學科的發展產生了巨大影響。第一定律的內容伽利略曾提出過,後來R.笛卡兒作過形式上的改進,伽利略也曾非正式地提到第二定律的內容。第三定律的內容則是牛頓在總結C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結果之後得出的。 牛頓是萬有引力定律的發現者。他在1665~1666年開始考慮這個問題。萬有引力定律(Law of universal gravitation)是艾薩克·牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》上發表的。1679年,R·胡克在寫給他的信中提出,引力應與距離平方成反比,地球高處拋體的軌道為橢圓,假設地球有縫,拋體將回到原處,而不是像牛頓所設想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信,但採用了胡克的見解。在開普勒行星運動定律以及其他人的研究成果上,他用數學方法導出了萬有引力定律。 牛頓把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系中,創立了經典力學理論體系。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規律,實現了自然科學的第一次大統一。這是人類對自然界認識的一次飛躍。 牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比。他說:流體部分之間由於缺乏潤滑性而引起的阻力,如果其他都相同,與流體部分之間分離速度成比例。現在把符合這一規律的流體稱為牛頓流體,其中包括最常見的水和空氣,不符合這一規律的稱為非牛頓流體。 在給出平板在氣流中所受阻力時,牛頓對氣體採用粒子模型,得到阻力與攻角正弦平方成正比的結論。這個結論一般地說並不正確,但由於牛頓的權威地位,後人曾長期奉為信條。20世紀,T·卡門在總結空氣動力學的發展時曾風趣地說,牛頓使飛機晚一個世紀上天。 關於聲的速度,牛頓正確地指出,聲速與大氣壓力平方根成正比,與密度平方根成反比。但由於他把聲傳播當作等溫過程,結果與實際不符,後來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮,修正了牛頓的聲速公式。
❸ 什麼發明是在玩耍中產生的
1、瓦特在看到水開的時候蒸氣會頂開壺蓋,就由此受啟發,發明了蒸汽機。
1776年製造出第一台有實用價值的蒸汽機。以後又經過一系列重大改進,使之成為「萬能的原動機」,在工業上得到廣泛應用。他開辟了人類利用能源新時代,使人類進入「蒸汽時代」。後人為了紀念這位偉大的發明家,把功率的單位定為「瓦特」(簡稱「瓦」,符號W)。
2、門捷列夫在玩紙牌中發明了元素周期表。
俄國化學家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)於1869年發明周期表, 此後不斷有人提出各種類型周期表不下170餘種,歸納起來主要有:短式表(以門捷列夫為代表)、長式表(維爾納式為代表)、特長表(以波爾塔式為代表);平面螺線表和圓形表(以達姆開夫式為代表);立體周期表(以萊西的圓錐柱立體表為代表)等。
3、鄧祿普在給兒子玩自行車發明了充氣輪胎。
羅伯特·湯姆遜提出用壓縮空氣充入彈性囊,以緩和運動時的振動與沖擊。盡管當時的輪胎是用皮革和塗膠帆布製成,然而這種輪胎已經顯示出滾動阻力小的優點。根據這一原理,1888年約翰·鄧錄普製成了橡膠空心輪胎,隨後托馬斯又製造了帶有氣門開關的橡膠空心輪胎。
4、阿基米德在洗澡的時候發現浴缸的水滿出,發現浮力,並提出阿基米德定理。
阿基米德發現的浮力原理,奠定了流體靜力學的基礎。傳說希倫王召見阿基米德,讓他鑒定純金王冠是否摻假。他冥思苦想多日,在跨進澡盆洗澡時,從看見水面上升得到啟示,作出了關於浮體問題的重大發現,並通過王冠排出的水量解決了國王的疑問。
在著名的《論浮體》一書中,他按照各種固體的形狀和比重的變化來確定其浮於水中的位置,並且詳細闡述和總結了後來聞名於世的阿基米德原理:放在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排開的液體重量。從此使人們對物體的沉浮有了科學的認識。
5、牛頓在花園里散步時被蘋果砸到頭,發現了地球萬有引力。
萬有引力定律是牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中首先提出的。牛頓利用萬有引力定律不僅說明了行星運動規律,而且還指出木星、土星的衛星圍繞行星也有同樣的運動規律。他認為月球除了受到地球的引力外,還受到太陽的引力,從而解釋了月球運動中早已發現的二均差,出差等。
❹ 牛頓發明的故事
被譽為近代科學的開創者牛頓,在科學上作出了巨大貢獻。他的三大成就——光的分析、萬有引力定律和微積分學,對現代科學的發展奠定了基礎。
牛頓為什麼能在科學上獲得巨大成就?他怎樣由一個平常的人成為一個偉大的科學家?要回答這些問題,我們不禁要聯想到他刻苦學習和勤奮工作的幾個故事。
「我一定要超過他!」
一談到牛頓,人們可能認為他小時候一定是個「神童」、「天才」、有著非凡的智力。其實不然,牛頓童年身體瘦弱,頭腦並不聰明。在家鄉讀書的時候,很不用功,在班裡的學習成績屬於次等。但他的興趣卻是廣泛的,游戲的本領也比一般兒童高。平時他愛好製作機械模型一類的玩藝兒,如風車、水車、日晷等等。他精心製作的一隻水鍾,計時較准確,得到了人們的贊許。
有時,他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盞燈籠掛在風箏尾巴上。當夜幕降臨時,點燃的燈籠借風箏上升的力升入空中。發光的燈籠在空中流動,人們大驚,以為是出現了彗星。盡管如此,因為他學習成績不好,還是經常受到歧視。
當時,封建社會的英國等級制度很嚴重,中小學里學習好的學生,可以歧視學習差的同學。有一次課間游戲,大家正玩得興高采烈的時候,一個學習好的學生借故踢了牛頓一腳,並罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激,憤怒極了。他想,我倆都是學生,我為什麼受他的欺侮?我一定要超過他!從此,牛頓下定決心,發奮讀書。他早起晚睡,抓緊分秒、勤學勤思。
經過刻苦鑽研,牛頓的學習成績不斷提高,不久就超過了曾欺侮過他的那個同學,名列班級前茅。
籬笆下的樂趣
世界上有許多著名的科學家的家境是清貧的。他們在通往成功的道路上,都曾與困苦的境遇作過頑強的斗爭。牛頓少年時代的境遇也是十分令人同情的。
牛頓一六四二年出生在英國一個普通農民的家裡。在牛頓出生前不久,他的父親就去世了。母親在他兩歲那年改嫁了。當牛頓十四歲的時候,他的繼父不幸故去了,母親回到家鄉,牛頓被迫休學回家,幫助母親種田過日子。母親想培養他獨立謀生,要他經營農產品的買賣。
一個勤奮好學的孩子多麼不願意離開心愛的學校啊!他傷心地哭鬧了幾次,母親始終沒有回心轉意,最後只得違心地按母親的意願去學習經商。每天一早,他跟一個老僕人到十幾里外的大鎮子去做買賣。牛頓非常不喜歡經商,把一切事務都交託老僕人經辦,自己卻偷偷跑到一個地方去讀書。
時光漸漸流逝,牛頓越發對經商感到厭惡,心裡所喜歡的只是讀書。後來,牛頓索性不去鎮里營商了,僅囑老僕人獨去。怕家裡人發覺,他每天與老僕人一同出去,到半路停下,在一個籬笆下讀書。每當下午老僕人歸來時,再一同回家。
這樣,日復一日,籬笆下的讀書生活倒也其樂無窮。一天,他正在籬笆下興致勃勃地讀書,趕巧被過路的舅舅看見。舅舅一看這個情景,很是生氣,大聲責罵他不務正業;把牛頓的書搶了過來。舅舅一看他所讀的是數學書,上面畫著種種記號,心裡受到感動。舅舅一把抱住牛頓,激動地說:「孩子,就按你的志向發展吧,你的正道應該是讀書。」
回到家裡後,舅舅竭力勸說牛頓的母親,讓牛頓棄商就學。在舅舅的幫助下,牛頓如願以償地復學了。
在暴風中研究和計算風力
時間對人是一視同仁的,給人以同等的量,但人對時間的利用不同,而所得的知識也大不一樣。
牛頓十六歲時數學知識還很膚淺,對高深的數學知識甚至可以說是不懂。「知識在於積累,聰明來自學習」。牛頓下決心靠自己的努力攀上數學的高峰。在基礎差的不利條件下,牛頓能正確認識自己,知難而進。他從基礎知識、基本公式重新學起,扎扎實實、步步推進。他研究完了歐幾里德幾何學後,又研究笛卡兒幾何學,對比之下覺得歐幾里德幾何學膚淺,便悉心鑽研笛氏
幾何學,直到掌握要領、融會貫通。遂之發明了代數二項式定理。傳說中牛頓「大暴風中算風力」的佳話,可為牛頓身體力學的佐證。有一天,天刮著大風暴。風撒野地呼號著,塵土飛揚,迷迷漫漫,使人難以睜眼。牛頓認為這是個准確地研究和計算風力的好機會。於是,便拿著用具,獨自在暴風中來回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測量著。幾次沙塵迷了眼睛,幾次風吹走了算紙,幾次風使他不得不暫停工作,但都沒有動搖他求知的慾望。他一遍又一遍,終於求得了正確的數據。他快樂極了,急忙跑回家去,繼續進行研究。有志者事竟成。經過勤奮學習,牛頓為自己的科學高塔打下了深厚的基礎。不久,牛頓的數學高塔就建成了,二十二歲時發明了微分學,二十三歲時發明了積分學,為人類科學事業作出了巨大貢獻。
萬有引力和光的秘密
牛頓二十三歲時,鼠疫流行於倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染,通告學生休學回家避疫,學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。在鄉下度過的休學日子裡,他從沒間斷過學習和研究。萬有引力、微積分、光的分析等發明的基礎工作,都是這個期間完成的。
那時,鄉下的孩子是常常用投石器打幾個轉轉之後,把石拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過,而牛奶不掉下來。
這些事實使他懷疑起來:「什麼力量使投石器裡面的石頭,以及水桶里的牛奶不掉下來呢?對於這個問題,他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的月球,直至龐大的地球,進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時,牛頓一頭扎進「引力」的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。他首先推求月球距
地球的距離,由於引用的資料數據不正確,計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉,每分鍾的向心加速度應是十六英尺,但據推算僅得十三點九英尺。在失敗的困境中,牛頓毫不灰心和氣餒,反而以更大的努力進行辛勤地研究。整整經過了七個春秋寒暑,到三十歲時終於把舉世聞名的「萬有引力定律」全面證明出來,奠定了理論天文學、天體力學的基礎。
這時期牛頓還對光學進行了研究,發現了顏色的根源。一次,他在用自製望遠鏡觀察天體時,無論怎樣調整鏡片,視點總是不清楚。他想,這可能與光線的折光有關。接著就實驗起來。他在暗室的窗戶上留一個小圓孔用來透光,在室內窗孔後放一個三棱鏡,在三棱鏡後掛好白屏接受通過三棱鏡折進的光。結果,大出意外,牛頓驚異地看到,白屏上所接受的折光呈橢圓形,兩端
現出多彩的顏色來。對這個奇異的現象,牛頓進行了深入的思考。得知光受折射後,太陽的白光散為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。因此,白光(陽光)是由紅、橙、黃、綠、藍、 靛、紫七色光線匯合而成。自然界雨後天晴,陽光經過天空中余圍的雨滴的折射、反射,形成五彩繽紛的虹霓,正是這個道理。
經過進一步研究,牛頓指出世界萬物所以有顏色,並非其自身有顏色。太陽普照萬物,各物體只吸收它所接受的顏色,而將它所不能接受的顏色反射出來。這反射出來的顏色就是人們見到的各種物體的顏色。這一學說准確地道出顏色的根源,世界上自古以來所出現的各種顏色學說都被它所推翻。
牛頓所以能取得如此巨大的成就,早年苦學所打下的深厚數學基礎起了重要作用。
進入忘我的境界
在一個崎嶇的山路上,一位白發蒼蒼的老人牽著一匹馬在緩緩登山。人在前面慢慢地走,馬在後面一步步地跟,山谷中響著單調的馬蹄聲。走啊,走啊,馬突然脫韁而跑,老人由於沉浸在極度的思索之中,竟沒有發覺。老人依然不畏艱難地登著山,手裡還牽著那根馬韁繩。當他登到較平坦的地方想要騎馬時 一拉韁繩,拽到面前的只是一根繩,回頭一看馬早已沒有了。
牛頓每天除抽出少量的時間鍛煉身體外,大部分時間是在書房裡度過的。一次,在書房中,他一邊思考著問題,一邊在煮雞蛋。苦苦地思索,簡直使他痴呆。突然,鍋里的水沸騰了,趕忙掀鍋一看,「啊!」他驚叫起來,鍋里煮的卻是一塊懷表。原來他考慮問題時竟心不在焉地隨手把懷表當做雞蛋放在鍋里了。
還有一次,牛頓邀請一位朋友到他家吃午飯。他研究科學入了迷,把這件事忘掉了。他的傭人照例只准備了牛頓個人吃的午飯。臨近中午,客人應邀而來。客人看見牛頓正在埋頭計算問題,桌上、床上擺著稿紙、書籍。看到這種情形,客人沒有打攪牛頓,見桌上擺著飯菜,以為是給他准備的,便坐下吃了起來。吃完後就悄悄地走了。當牛頓把題計算完了,走到餐桌旁准備吃午
飯時,看見盤子里吃過的雞骨頭,恍然大悟地說:「我以為我沒有吃飯呢,我還是吃了。」
這些故事究竟是真是假,並不關重要,不過表明了牛頓是一個怎樣沉思默想,不修邊幅,虛己斂容的人,他對科學極度的專心,總是想著星辰的旋轉,宇宙的變化,而進入了忘我的境界。
謙虛謹慎、一絲不苟的學風
「寬闊的河流平靜,學識淵博的人謙虛。」凡是對人類發展作出巨大貢獻的偉大人物,都有謙虛的美德。牛頓每當在科學上獲得偉大成就時,從不沾沾自喜,自以為很了不起,急忙出版著作,以揚名於世。
當牛頓費盡心血算出「萬有引力定律」後,沒有急於發表。而是繼續孜孜不倦地深思了數年,研究了數年,埋頭於數字計算之中,從未對任何人講過一句。後來,牛頓的朋友,大天文學家哈雷(彗星的發現者),在證明一個關於行星軌道的規律遇到困難時,專程登門請教牛頓。牛頓把自己關於計算「萬有引力」的書稿交給哈雷看。哈雷看後才知道他所要請教的問題,正是牛頓
早已解決、早已算好了的問題,心裡欽羨不已。
在一六八四年十一月某一天,哈雷又到牛頓的寓所拜訪。當談到有關天文學的學術問題時,牛頓拿出寫好的關於論證「萬有引力」的論文,請哈雷提意見。哈雷看後,對這一巨著感到非常驚訝。他欣喜地對牛頓說:「這真是偉大的論證、偉大的著作!」他再三奉勸牛頓盡快發表這部偉大著作,以造福於人類。可是牛頓沒有聽信朋友的好意勸告,輕易地發表自己的著作。而是經
過長時間的一絲不苟的反復驗證和計算,確認正確無誤後,才於一六八七年七月將《自然哲學的數學原理》發表於世。
牛頓是個十分謙虛的人,從不自高自大。曾經有人問牛頓:「你獲得成功的秘訣是什麼?」牛頓回答說:「假如我有一點微小成就的話,沒有其它秘訣,唯有勤奮而已。」他又說:「假如我看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩上。」這些話多麼意味深長啊!它生動地道出牛頓獲得巨大成就的奧妙所在,這就是在前人研究成果的基礎上,以獻身的精神,勤奮地創造,開辟出科
學的新天地。
這些事例給你提供寫作材料,你必須鍛煉自己的總結能力.相信你能行!
你挑一個吧。
❺ 牛頓在玩耍中玩出了發明
其實,無法證實,只是這么一說。『
只是想告訴我們需要做一個有心人。
任何發明的是一個漫長而艱辛的過程。
❻ 牛頓發明了什麼東西
. 1牛頓三大運動定律為基礎建立牛頓力學。
2.發現萬有引力定律。
3.建立行星專定律理論的基礎。
4.致力於三菱屬鏡色散之研究並發明反射式望遠鏡。
5.發現數學的二項式定理及微積分法等。
6.近代原子理論的起源
❼ 牛頓發明了什麼東西
牛頓發明了:牛頓三大運動定律、反射式望遠鏡、牛頓軌道大炮、牛頓貓洞、製造彩虹等。
一:牛頓三大運動定律
在1704年,牛頓寫了一本關於光的折射的書。這本名為「光學」的著作改變了我們對光和顏色的認知。當代科學家知道當光在雨滴中發生折射和反射時形成了彩虹,但他們卻不知道為什麼彩虹是如此的五彩繽紛。當牛頓在劍橋第一次開始研究時,普遍的理論就是水以某種方式把太陽光染成不同的顏色。牛頓使用一個燈和一個三棱鏡,通過一個三棱鏡把白色光分離成彩虹的顏色。不管怎樣,反射光線到另一個棱鏡後,牛頓又把他們恢復成白色光,證明了顏色是光本身的一個特性。
❽ 牛頓通過什麼發明了什麼一段話
通過蘋果發現了萬有引力。
萬有引力定律:兩個物體之間有引力,引力和距離的平方成反比,和兩個物體質量的乘積成正比;
牛頓第一定律:一切物體在任何情況下,在不受外力的作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態;
牛頓第二定律:物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同;
牛頓第三定律:作用在兩個物體的一對作用力方向相反、大小相等、作用在同一直線上、作用在不同的兩個物體上.
❾ 牛頓發明了哪些東西
艾薩克·復牛頓(1643年(格里歷)制1月4日—1727年3月31日)爵士,英國皇家學會會長,英國著名的物理學家,網路全書式的「全才」,著有《自然哲學的數學原理》、《光學》。
他在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。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律;為太陽中心說提供了強有力的理論支持,並推動了科學革命。
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。他還系統地表述了冷卻定律,並研究了音速。
在數學上,牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。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。 在經濟學上,牛頓提出金本位制度。
❿ 牛頓的發明有哪些
1.以牛頓三大運動定律為基礎建立牛頓力學。
2.發現萬有引力定律。
3.建立行星定律理論的基礎。
4.致力於三菱鏡色散之研究並發明反射式望遠鏡。
5.發現數學的二項式定理及微積分法等。
6.近代原子理論的起源
被譽為近代科學的開創者牛頓,在科學上作出了巨大貢獻。他的三大成就——光的分析、萬有引力定律和微積分學,對現代科學的發展奠定了基礎。
牛頓為什麼能在科學上獲得巨大成就?他怎樣由一個平常的人成為一個偉大的科學家?要回答這些問題,我們不禁要聯想到他刻苦學習和勤奮工作的幾個故事。
「我一定要超過他!」
一談到牛頓,人們可能認為他小時候一定是個「神童」、「天才」、有著非凡的智力。其實不然,牛頓童年身體瘦弱,頭腦並不聰明。在家鄉讀書的時候,很不用功,在班裡的學習成績屬於次等。但他的興趣卻是廣泛的,游戲的本領也比一般兒童高。平時他愛好製作機械模型一類的玩藝兒,如風車、水車、日晷等等。他精心製作的一隻水鍾,計時較准確,得到了人們的贊許。
有時,他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盞燈籠掛在風箏尾巴上。當夜幕降臨時,點燃的燈籠借風箏上升的力升入空中。發光的燈籠在空中流動,人們大驚,以為是出現了彗星。盡管如此,因為他學習成績不好,還是經常受到歧視。
當時,封建社會的英國等級制度很嚴重,中小學里學習好的學生,可以歧視學習差的同學。有一次課間游戲,大家正玩得興高采烈的時候,一個學習好的學生借故踢了牛頓一腳,並罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激,憤怒極了。他想,我倆都是學生,我為什麼受他的欺侮?我一定要超過他!從此,牛頓下定決心,發奮讀書。他早起晚睡,抓緊分秒、勤學勤思。
經過刻苦鑽研,牛頓的學習成績不斷提高,不久就超過了曾欺侮過他的那個同學,名列班級前茅。
籬笆下的樂趣
世界上有許多著名的科學家的家境是清貧的。他們在通往成功的道路上,都曾與困苦的境遇作過頑強的斗爭。牛頓少年時代的境遇也是十分令人同情的。
牛頓一六四二年出生在英國一個普通農民的家裡。在牛頓出生前不久,他的父親就去世了。母親在他兩歲那年改嫁了。當牛頓十四歲的時候,他的繼父不幸故去了,母親回到家鄉,牛頓被迫休學回家,幫助母親種田過日子。母親想培養他獨立謀生,要他經營農產品的買賣。
一個勤奮好學的孩子多麼不願意離開心愛的學校啊!他傷心地哭鬧了幾次,母親始終沒有回心轉意,最後只得違心地按母親的意願去學習經商。每天一早,他跟一個老僕人到十幾里外的大鎮子去做買賣。牛頓非常不喜歡經商,把一切事務都交託老僕人經辦,自己卻偷偷跑到一個地方去讀書。
時光漸漸流逝,牛頓越發對經商感到厭惡,心裡所喜歡的只是讀書。後來,牛頓索性不去鎮里營商了,僅囑老僕人獨去。怕家裡人發覺,他每天與老僕人一同出去,到半路停下,在一個籬笆下讀書。每當下午老僕人歸來時,再一同回家。
這樣,日復一日,籬笆下的讀書生活倒也其樂無窮。一天,他正在籬笆下興致勃勃地讀書,趕巧被過路的舅舅看見。舅舅一看這個情景,很是生氣,大聲責罵他不務正業;把牛頓的書搶了過來。舅舅一看他所讀的是數學書,上面畫著種種記號,心裡受到感動。舅舅一把抱住牛頓,激動地說:「孩子,就按你的志向發展吧,你的正道應該是讀書。」
回到家裡後,舅舅竭力勸說牛頓的母親,讓牛頓棄商就學。在舅舅的幫助下,牛頓如願以償地復學了。
在暴風中研究和計算風力
時間對人是一視同仁的,給人以同等的量,但人對時間的利用不同,而所得的知識也大不一樣。
牛頓十六歲時數學知識還很膚淺,對高深的數學知識甚至可以說是不懂。「知識在於積累,聰明來自學習」。牛頓下決心靠自己的努力攀上數學的高峰。在基礎差的不利條件下,牛頓能正確認識自己,知難而進。他從基礎知識、基本公式重新學起,扎扎實實、步步推進。他研究完了歐幾里德幾何學後,又研究笛卡兒幾何學,對比之下覺得歐幾里德幾何學膚淺,便悉心鑽研笛氏
幾何學,直到掌握要領、融會貫通。遂之發明了代數二項式定理。傳說中牛頓「大暴風中算風力」的佳話,可為牛頓身體力學的佐證。有一天,天刮著大風暴。風撒野地呼號著,塵土飛揚,迷迷漫漫,使人難以睜眼。牛頓認為這是個准確地研究和計算風力的好機會。於是,便拿著用具,獨自在暴風中來回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測量著。幾次沙塵迷了眼睛,幾次風吹走了算紙,幾次風使他不得不暫停工作,但都沒有動搖他求知的慾望。他一遍又一遍,終於求得了正確的數據。他快樂極了,急忙跑回家去,繼續進行研究。有志者事竟成。經過勤奮學習,牛頓為自己的科學高塔打下了深厚的基礎。不久,牛頓的數學高塔就建成了,二十二歲時發明了微分學,二十三歲時發明了積分學,為人類科學事業作出了巨大貢獻。
萬有引力和光的秘密
牛頓二十三歲時,鼠疫流行於倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染,通告學生休學回家避疫,學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。在鄉下度過的休學日子裡,他從沒間斷過學習和研究。萬有引力、微積分、光的分析等發明的基礎工作,都是這個期間完成的。
那時,鄉下的孩子是常常用投石器打幾個轉轉之後,把石拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過,而牛奶不掉下來。
這些事實使他懷疑起來:「什麼力量使投石器裡面的石頭,以及水桶里的牛奶不掉下來呢?對於這個問題,他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的月球,直至龐大的地球,進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時,牛頓一頭扎進「引力」的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。他首先推求月球距
地球的距離,由於引用的資料數據不正確,計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉,每分鍾的向心加速度應是十六英尺,但據推算僅得十三點九英尺。在失敗的困境中,牛頓毫不灰心和氣餒,反而以更大的努力進行辛勤地研究。整整經過了七個春秋寒暑,到三十歲時終於把舉世聞名的「萬有引力定律」全面證明出來,奠定了理論天文學、天體力學的基礎。
這時期牛頓還對光學進行了研究,發現了顏色的根源。一次,他在用自製望遠鏡觀察天體時,無論怎樣調整鏡片,視點總是不清楚。他想,這可能與光線的折光有關。接著就實驗起來。他在暗室的窗戶上留一個小圓孔用來透光,在室內窗孔後放一個三棱鏡,在三棱鏡後掛好白屏接受通過三棱鏡折進的光。結果,大出意外,牛頓驚異地看到,白屏上所接受的折光呈橢圓形,兩端
現出多彩的顏色來。對這個奇異的現象,牛頓進行了深入的思考。得知光受折射後,太陽的白光散為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。因此,白光(陽光)是由紅、橙、黃、綠、藍、 靛、紫七色光線匯合而成。自然界雨後天晴,陽光經過天空中余圍的雨滴的折射、反射,形成五彩繽紛的虹霓,正是這個道理。
經過進一步研究,牛頓指出世界萬物所以有顏色,並非其自身有顏色。太陽普照萬物,各物體只吸收它所接受的顏色,而將它所不能接受的顏色反射出來。這反射出來的顏色就是人們見到的各種物體的顏色。這一學說准確地道出顏色的根源,世界上自古以來所出現的各種顏色學說都被它所推翻。
牛頓所以能取得如此巨大的成就,早年苦學所打下的深厚數學基礎起了重要作用。
進入忘我的境界
在一個崎嶇的山路上,一位白發蒼蒼的老人牽著一匹馬在緩緩登山。人在前面慢慢地走,馬在後面一步步地跟,山谷中響著單調的馬蹄聲。走啊,走啊,馬突然脫韁而跑,老人由於沉浸在極度的思索之中,竟沒有發覺。老人依然不畏艱難地登著山,手裡還牽著那根馬韁繩。當他登到較平坦的地方想要騎馬時 一拉韁繩,拽到面前的只是一根繩,回頭一看馬早已沒有了。
牛頓每天除抽出少量的時間鍛煉身體外,大部分時間是在書房裡度過的。一次,在書房中,他一邊思考著問題,一邊在煮雞蛋。苦苦地思索,簡直使他痴呆。突然,鍋里的水沸騰了,趕忙掀鍋一看,「啊!」他驚叫起來,鍋里煮的卻是一塊懷表。原來他考慮問題時竟心不在焉地隨手把懷表當做雞蛋放在鍋里了。
還有一次,牛頓邀請一位朋友到他家吃午飯。他研究科學入了迷,把這件事忘掉了。他的傭人照例只准備了牛頓個人吃的午飯。臨近中午,客人應邀而來。客人看見牛頓正在埋頭計算問題,桌上、床上擺著稿紙、書籍。看到這種情形,客人沒有打攪牛頓,見桌上擺著飯菜,以為是給他准備的,便坐下吃了起來。吃完後就悄悄地走了。當牛頓把題計算完了,走到餐桌旁准備吃午
飯時,看見盤子里吃過的雞骨頭,恍然大悟地說:「我以為我沒有吃飯呢,我還是吃了。」
這些故事究竟是真是假,並不關重要,不過表明了牛頓是一個怎樣沉思默想,不修邊幅,虛己斂容的人,他對科學極度的專心,總是想著星辰的旋轉,宇宙的變化,而進入了忘我的境界。
謙虛謹慎、一絲不苟的學風
「寬闊的河流平靜,學識淵博的人謙虛。」凡是對人類發展作出巨大貢獻的偉大人物,都有謙虛的美德。牛頓每當在科學上獲得偉大成就時,從不沾沾自喜,自以為很了不起,急忙出版著作,以揚名於世。
當牛頓費盡心血算出「萬有引力定律」後,沒有急於發表。而是繼續孜孜不倦地深思了數年,研究了數年,埋頭於數字計算之中,從未對任何人講過一句。後來,牛頓的朋友,大天文學家哈雷(彗星的發現者),在證明一個關於行星軌道的規律遇到困難時,專程登門請教牛頓。牛頓把自己關於計算「萬有引力」的書稿交給哈雷看。哈雷看後才知道他所要請教的問題,正是牛頓
早已解決、早已算好了的問題,心裡欽羨不已。
在一六八四年十一月某一天,哈雷又到牛頓的寓所拜訪。當談到有關天文學的學術問題時,牛頓拿出寫好的關於論證「萬有引力」的論文,請哈雷提意見。哈雷看後,對這一巨著感到非常驚訝。他欣喜地對牛頓說:「這真是偉大的論證、偉大的著作!」他再三奉勸牛頓盡快發表這部偉大著作,以造福於人類。可是牛頓沒有聽信朋友的好意勸告,輕易地發表自己的著作。而是經
過長時間的一絲不苟的反復驗證和計算,確認正確無誤後,才於一六八七年七月將《自然哲學的數學原理》發表於世。
牛頓是個十分謙虛的人,從不自高自大。曾經有人問牛頓:「你獲得成功的秘訣是什麼?」牛頓回答說:「假如我有一點微小成就的話,沒有其它秘訣,唯有勤奮而已。」他又說:「假如我看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩上。」這些話多麼意味深長啊!它生動地道出牛頓獲得巨大成就的奧妙所在,這就是在前人研究成果的基礎上,以獻身的精神,勤奮地創造,開辟出科
學的新天地。