إسهامات نيوتن في الفيزياء كاملة pdf

إسهامات نيوتن في الفيزياء كاملة pdf، اشتهر السير إسحاق نيوتن بعمله في مجال الجاذبية، لكنه اكتشف وطور العديد من العجائب العلمية الأخرى خلال حياته (1642-1727)، وكان أيضًا أول عالم مميز نال شرف كبير في إنجلترا مما ادى الى إطلاق لقب (السير) قبل اسمه.

من هو إسحاق نيوتن؟

• كان إسحاق نيوتن الذي عاش في الفترة من 25 ديسمبر 1642 إلى 20 مارس 1727 هو عالمًا إنجليزيًا وعالم رياضيات وفيلسوفًا طبيعيًا.
• في ذلك الوقت، لعب دوراً حيوياً في الثورة العلمية، حيث ساعد في تقدم مجالات الفيزياء وعلم الفلك والرياضيات والعلوم الطبيعية، ومن هذا، أسس إرثًا سيُهيمن على العلوم على مدى القرون الثلاثة القادمة.
• في الواقع، أصبح مصطلح “نيوتن” يستخدم من قبل الأجيال اللاحقة لوصف مجموعات المعرفة التي تدين بوجودها لنظرياته، وبسبب إسهاماته الواسعة، يعتبر السير إسحاق نيوتن أحد أكثر العلماء نفوذاً في تاريخ العلوم.
• ساهم السيد إسحاق نيوتن في العديد من فروع الفكر الإنساني، ومن بينها الفيزياء والرياضيات والعديد من المجالات الأخرى التي ساهم فيها بشكل كبير، في عام 1687، تم نشر مجموع اكتشافاته في الميكانيكا في الكتاب الأسطوري Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (اللاتينية المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية).
• في هذا الكتاب، (يشار إليه باعتزاز باسم Principia من قبل العلماء)، قام بتجميع ما كان معروفًا، في إطار نظري كامل ومتسق منطقيًا، من خلال قوانينه للحركة ونظرية الجاذبية.
• إن إنشاء التعميمات العظيمة التي تربط كل الخيوط السائبة هو فن تم إتقانها من قبل عدد قليل حتى الآن، وكان السيد إسحاق نيوتن واحداً منهم.
• جاءت أعظم اكتشافات نيوتن عندما عانى من العزلة، حيث كان بإمكانه التأمل في أفكاره الغامضة واستيعابها معًا في كيان مترابط منطقيًا، وكان المبدأ الذي يسترشد به اكتشافات نيوتن هو البساطة.

شاهد أيضًا: بحث عن الاحتكاك والحركة في الفيزياء كامل

ما هي قوانين نيوتن؟

• بالنسبة للمبتدئين، وضع كتابه المسمى opus -Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (“المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية”)، الذي نُشر لأول مرة في عام 1687 والذي وضح من خلاله أسس الميكانيكا الكلاسيكية.
• في ذلك، صاغ قوانينه الثلاثة للحركة، والتي تم اشتقاقها من قوانين يوهانس كيبلر للحركة الكوكبية ووصفه الرياضي الخاص للجاذبية.
• استمر نيوتن في استخدام هذه المبادئ لحساب مسارات المذنبات والمد والجزر وتقدّم الاعتدال والظواهر الفيزيائية الفلكية الأخرى، أدى هذا إلى إزالة الشكوك الأخيرة حول صحة النموذج الشمسي المركزي للكون والذي جادل بأن الشمس (وليس الأرض) كانت في مركز النظام الكوكبي.
• كما أثبت عمله أن حركة الأجسام على الأرض والأجرام السماوية يمكن وصفها بنفس المبادئ.
• مثلت هذه الاكتشافات قفزة هائلة للأمام في مجالات الرياضيات والفيزياء وعلم الفلك، حيث سمحت بإجراء عمليات حسابية صاغت سلوك الكون بدقة أكبر من أي وقت مضى.

إسهامات نيوتن في مجال البصريات

• في عام 1666، بدأ نيوتن المساهمة في مجال البصريات، أولاً من خلال ملاحظة أن اللون كان خاصية للضوء عن طريق قياسه من خلال المنشور.
• لقد كان نيوتن مفتونًا بمجال البصريات وليس من المستغرب أن يقوم ببعض الاكتشافات الرئيسية حيث كان تركيزه الأساسي هو كشف طبيعة الضوء وخصائصه، باستخدام المنشورات والعدسات، كما درس الانكسار والحيود للضوء.
• نُشر وصف هذه التجارب واكتشافاته التي تتناول بالتفصيل الظواهر المرتبطة بالضوء في عام 1706، من خلال كتاب “البصريات”.
• اكتشف الضوء الأبيض الذي يتكون من أطوال موجية ملونة، وأظهر ذلك باستخدام المنشور الذي قام بتشتيت شعاع من الضوء الأبيض إلى أطوال موجية بألوان مختلفة، إنه نفس التأثير الذي يؤدي إلى تكوين أقواس قزح في السماء.
• من خلال هذا الاكتشاف، قام بقلب الفكرة السائدة منذ العصور الأرسطية والتي تنص على أن الضوء كان بطبيعته أبيض وعديم اللون.
• في الفترة من 1670 إلى 1672، ألقى محاضرة في جامعة كامبريدج حول البصريات وظاهرة انكسار الضوء، موضحًا أن الطيف متعدد الألوان الذي ينتج عن المنشور يمكن أن يتحول إلى ضوء أبيض بواسطة عدسة منشور ثانٍ.
• وأوضح أن الكثير من الأشياء تتفاعل مع الضوء الملون بالفعل بدلاً من الأشياء التي تولد اللون بنفسها، والتي تعرف باسم نظرية نيوتن للألوان.
• بالإضافة إلى ذلك، خلص إلى أن عدسة أي تلسكوب منكسر ستعاني من تشتت الضوء إلى ألوان (انحراف لوني)، وكدليل على المفهوم، قام ببناء تلسكوب باستخدام المرآة كهدف لتجاوز هذه المشكلة.
• وكان هذا أول تلسكوب عاكس وظيفي معروف في الوجود، يُعرف تصميمه الآن باسم التلسكوب النيوتوني.

شاهد أيضًا: بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء doc

إنجازات أخرى لنيوتن

• صاغ إسحاق نيوتن أيضًا قانونًا تجريبيًا للتبريد، ودرس سرعة الصوت، وقدم فكرة السائل النيوتوني.
• بالإضافة إلى عمله في الرياضيات والبصريات والفيزياء، كرس أيضًا قدراً كبيراً من الوقت لدراسة التسلسل الزمني والكيمياء، لكن معظم أعماله في هذه المجالات ظلت غير منشورة حتى وقت طويل بعد وفاته.
• كان إسحاق بارو، مرشد نيوتن، فعالاً في تقديم أحد الاختراعات الرئيسية لنيوتن إلى المجتمع العلمي، كما استبدل نيوتن مرايا التلسكوب المنكسر بالعدسات، وكان تلسكوبه الجديد، وهو التلسكوب العاكس، يعادل حجم التلسكوبات الانكسارية التقليدية بمقدار أحد عشر ضعفًا، وكان يتمتع بقدرات تكبير أقوى.
• كما أنشأ نيوتن حساب التفاضل والتكامل استجابةً لأوجه القصور في الرياضيات في ذلك الوقت.
• كان حساب التفاضل والتكامل، الذي كان يطلق عليه في الأصل التدفقات أو “طريقة السلسلة والتدفقات”، يوفر طرقًا لحل المشكلات المعقدة المتعلقة بالمدارات والمنحنيات والقضايا الأخرى التي لا تستطيع الهندسة الكلاسيكية حلها.
• حساب التفاضل والتكامل مناسب بشكل خاص لهذه التحديات لأنه ينتج معلومات حول الأشياء التي تتغير باستمرار مثل سرعة السقوط، في حساب التفاضل والتكامل، وضع نيوتن الإطار الأساسي لفهم هذه المشاكل وإجراء الحسابات في قوانين الحركة والجاذبية.

إسهامات نيوتن في الفيزياء كاملة pdf

• إلى جانب عمله في الجاذبية العالمية، طور نيوتن قوانين الحركة الثلاثة التي تشكل المبادئ الأساسية للفيزياء الحديثة.
• قاد اكتشاف حساب التفاضل والتكامل الطريق إلى طرق أكثر قوة لحل المشاكل الرياضية، تضمن عمله في مجال البصريات دراسة الضوء الأبيض واكتشاف طيف الألوان حيث كانت تجاربه مع الضوء هي التي جعلته مشهوراً لأول مرة.
• أجرى نيوتن تجربة باستخدام منشور زجاجي، وبالنسبة للتجربة وضع نيوتن المنشور الزجاجي أمام حزمة من الضوء الساقطة من خلال ثقب صغير في ظل النافذة.
• كما أصبحت عبقرية نيوتن معروفة على نطاق واسع، ولاتزال قوانينه الثلاثة للحركة (الجمود والتسارع والحركة ورد الفعل) تشكل حجر الزاوية في الفيزياء الحديثة.
• وضع قانون الجاذبية الكونية الخاص به نظرية مفادها أن جميع الجسيمات في الكون قد مارست بعض قوى الجاذبية، من وجهة نظر نيوتن، كانت قوة الجاذبية في كل مكان من حولنا، من تفاحة تسقط من شجرة، إلى القمر الثابت في المدار بسبب جاذبيته المتبادلة مع الأرض.
• في حين أنه غير كامل تم تغيير قانونه لاحقًا بشكل كبير من خلال نظرية النسبية لآينشتاين حيث كان مفهوم نيوتن للجاذبية العالمية يسيطر على الفيزياء لأكثر من قرنين.
• أجرى نيوتن تجارب في مجال البصريات لفحص طبيعة الضوء، حيث وجد أن الضوء الطبيعي، أو “الأبيض” يتكون فعلاً من مجموعة من الألوان.
• لقد استخدم المنشورات لتفريق الضوء الأبيض إلى قوس قزح من الألوان وإعادة تجميع الألوان المتباينة في الضوء الأبيض، على الرغم من اختراقاته في مجال البصريات، لم ينشر نيوتن استنتاجاته حتى عام 1704 في “البصريات”، والتي كانت تعتبر أطروحته العلمية الثانية الكبرى.

شاهد أيضًا: بحث عن الاتزان الكيميائي والديناميكي في الفيزياء

وفي نهاية رحلتنا مع إسهامات نيوتن في الفيزياء كاملة pdf، يمكن القول إن نظريات نيوتن من شأنها أن تهيمن على مجالات العلوم والفلك والفيزياء والعالم الطبيعي لعدة قرون قادمة، وستستمر أفكاره في التأثير على شخصيات بارزة مثل جوزيف لويس لاغرانج وألبرت أينشتاين.