Isaac Newton (0)

Tallinna Polütehnikum

Isaac Newton

Värviõpetuse referaat
Koostas: Relika Viilas
Trükitehnoloogia TA-08
Saku 2009

Sisukord

1. Issaac Newtoni elulugu........................................................................................................3-5
2. Newtoni seadused................................................................................................................5-6
3. Newtoni panus optikasse.....................................................................................................6-7
4. Kasutatud allikad.....................................................................................................................8

Isaac Newtoni elulugu

Sir Isaac Newton (vt. joonis 1.) sündis 4. jaanuaril 1643. aastal (Juliuse kalendri järgi 25. detsembril 1642) Inglismaal Woolstrophe’is, Lincolnshire’is. Ta oli inglise füüsik, matemaatik , astronoom , teoloog ja alkeemik. Tollel ajal, kui teoloogia , loodusteaduse ja filosoofia vahel puudusid selged piirid, nimetati teda filosoofiks. (4)
Isaac Newtoni sünd enneaegsena, sai talle probleemiks terveks eluks: tema füüsiline ja vaimne tervis oli nõrgestatud. Esialgu ei arvatudki, et ta elama võib jääda. Tema suuruse kohta öeldi lausa, et ta võiks ära mahtuda „veerandpotti“. Tema isa suri kolm kuud enne Isaaci sündi. Kui Isaac oli kolmeaastane, abiellus tema ema jõuka vanema kirikuõpetajaga teisest külast ning läks sinna ka elama, jättes oma 3-aastase poja vanaema juurde maha. Pärast kaheksat aastat, suri kirikuõpetaja ning Isaaci ema naases tagasi, võttes kaasa 3 väikest last.(3)
Joonis 1. Isaac Newton (1)
Olles lapsena üsna nõrguke, oli Newton sunnitud omavanuste mängudest eemale jääma. Newton ei veetnud oma aega tavaliste laste mängudega, vaid leiutas oma isiklikud lõbustused, milles juba siis avaldus tema geniaalsus. On olnud väiteid, kus on kirjas nagu poleks Newton olnud varaküps. Matemaatiliselt seisukohalt võib see tõene olla, kuid kui see ka muus osas kehtima peaks, tuleks leida uus definitsioon sõnale ”varaküps”. Newtoni geniaalsust eksperimentaatorina võis kindlasti täheldada juba tema poisipõlve leidlikes mängudes. Leludeks, millega "mittevaraküps" poiss oma mängukaaslaste huvisid "teaduslikumatele" aladele püüdis juhtida, olid näiteks laternatega lohed külaelanike hirmutamiseks, vesirattad, nisu lumivalgeks jahuks jahvatav tuuleveski , päikesekellad ja üks aega näitav puitkell. Lisaks neile andekusele viitavatele tunnustele luges Newton erakordselt palju ja kandis iga liiki salapärased valemid ning huvitavad tähelepanekud oma märkmikku.
Oma alghariduse omandas Newton külakoolis. Isiklikul initsiatiivil oli Newton oma eakaaslastest juba ammu ette jõudnud. Onu nõudmisel saadeti ta kaheteistkümne aasta vanuselt Granthami keskkooli. Kõigi üllatuseks ei hoolinud Lincolnshire’st pärit nooruk koolitööst aga üldse, nii et teises klassis oli ta edukuse poolest viimasel kohal. Olukorda tõi hämmastava muudatuse järgmine sündmus. Millegipärast ei võinud üks vanem koolipoiss vaikset unistavat Isaacit sallida. Sageli pilkas ta teda ja naeris tema üle. Ühel pärastlõunal läks poiss oma häbematusega kaugemale kui tavaliselt. Ta lõi noort Newtonit valusalt jalaga kõhtu. Isaac sattus niisugusest toorusest raevu, tungis riiukukele kallale ja peksis teda rusikatega meeletult seni, kuni teine pikali kukkus. Läbipekstud ja porine kakleja jooksis häbistatult minema ega kiusanud enam kunagi Isaacit. Selle vahejuhtumi mõju Newtonile ei piirdunud solvaja peksmisest saadud rahuldusega. Vanem poiss oli temast märksa paremini õppinud. Nüüd otsustas Newton ületada teda ka õppeedukuses. Varsti sai Isaacist parim õpilane kõikides ainetes. Esimest korda elus demonstreeris Newton avalikult, kui terane mõistus tal on. Varem oli ta olnud koolitöö vastu ükskõikne, sest teda huvitas rohkem igasugune käsitöö. (7)
Plaani järgi, pidi Isaac Newton tagasi koju minema 17-aastasel ja hakkama hoolt kandma farmi eest, kuid farmerina osutus ta täielikuks läbikukkujaks.
1667. aastal pöördus Newton Cambridge ’i ning alustas töötamist alkeemia alal. 1668. aastal avastas ta Nicolas Mercatos raamatu, mis sisaldas mõningaid meetodeid , tegelemaks lõputute arvudega. Saades sellest raamatust innustus, kirjutas Newton otsekohe uurimuse, De Analysi, seletades üksikasjalikult oma enda nägemust ja uurimistulemusi lõputute arvude vallas. Tema sõber ja mentor Isaac Barrow saatis need avastused Londoni matemaatikule, kuid alles peale mõnda nädalat lubas Newton sellele oma nime anda. See lõputute arvude teooria tõi tema tööd esimest korda matemaatikute tähelepanu alla.
1669. aastal alustas Isaac Newton intensiivsete alkeemiliste katsetusega, jätkates sellega kuni Cambridge’ist lahkumiseni. Ta püüdis lahti harutada alkeemilist selgusetust ja müstikat. Ta hindas kõrgelt arusaamist kogu olemusest ja struktuurist, püüdes formuleerida kõige aluseks tahke, tihke , kõva, läbimatu, liikuva osakese, mida ta uskus olevat Jumala loodud. Oma kirjutistega „Päringud“, „Optikale“ ja essees „Hapete olemus“ (1710) avalikustas Newton ebatäiusliku teooria keemilisest jõust. Samal ajal tegeles ta uuringutega alkeemiavallas, kuid see sai tuntuks umbes sajand pärast tema surma.
17.sajandi lõpuks oli Newtonil mitmeid saavutusi: ta oli valitud välisuurijaks Academi des Sicence’is (Pariis), sai Royal Soceity nõukogu liikmeks ja 26. novembril 1701, valiti ta parlamendi liikmeks Cambridge’ist. 1703. aastal sai temast Londoni Kuningliku Seltsi president . Seltsi vapideviis – Nullius in verba , lad. Ei midagi sõnadega, väljendas nõuet, et seltsi istungitel ei vaadelda loogilisi konstruktsioone, vaid üksnes eksperimente. See kõik oli ka kooskõlas Newtoni printsiipide meetodiga. 1705. aastal sai Newton kuninganna Anne’ilt tiitli - temast sai sir Isaac. (3)

Newton suri Kensingtonis 20. märtsil 1727 ja maeti Westminster Abbey ’sse 28. märtsil. (2)

Newtoni seadused

Klassikalise dünaamika aluseks on kolm Newtoni poolt formuleeritud seadust. Newton oma 1687 . a. ilmunud teoses Loodusfilosoofia matemaatilised printsiibid (Philosophiae naturalis principia mathematica) püüdis füüsikat üles ehitada klassikalise geomeetria kombel , tuletades kõigi talle teada olevate nähtuste kirjeldused kolmest põhipostulaadist.
Koolifüüsika formuleeringus oleksid need (nn. Newtoni seadused):
Dünaamika ülesandeks on:

• leida kehade vastasmõjule matemaatiline esitus;
  
• lahendada saadud diferentsiaalvõrrand
  

 

Iga keha seisab paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt kui talle ei mõju teised kehad või kui nende kehade mõjud kompenseeruvad .

Keha kiirendus on võrdeline talle mõjuva jõuga ning pöördvõrdeline keha massiga.

Kaks keha mõjutavad teineteist alati jõududega, mis on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised.
Et tegu on kogu füüsika seisukohalt äärmiselt olulise momendiga, anname ka Newtoni originaal-formuleeringud:

Iga keha säilitab oma oleku kas paigalseisu või ühtlase sirgjoonelise liikumise kujul seni, kuni temale rakenduvad jõud seda olekut ei muuda.

Liikumishulga muutus on võrdeline kehale mõjuva jõuga ning toimub samas suunas mõjuva jõuga.

Jõud esinevad ainult paariti : iga mõjuga kaasneb alati niisama suur, kuid vastassuunaline vastumõju. (6)

Newtoni panus optikasse

Sama innukalt, kui kõigel muudel aladel, pööras Newton suurt tähelepanu ka optikale. 1666 . aastal avastas ta valguse dispersiooni, lahutas prisma abil valge valguse spektriks, põhjendas pikksilma aberratsiooni, uuris valguse difraktsiooni ja interferentsi ning oletas valguse polarisatsiooni olemasolu, tehes seda kõige esimesena. 1675. aastal sõnastas valguse korpuskulaarteooria, pidades ühtlasi võimalikuks eetri olemasolu ning oletades, et valguseosakesed võivad tekitada eetris perioodilisi häiritusi. Interferentsi nähtuse põhjal arvutatud perioodid on ligilähedaselt võrdsed tegelike lainepikkustega. Kasutades reflektoreid, konstrueeris ta kaks peegelteleskoopi ( 1681 ja 1671)
Newton lõi enda jaoks süsteemi ning töötas välja neli optika põhiseadust:

Valgus levib sirgjooneliselt.

Valguskiired on sõltumatud: iga kiir levib ruumis nii, nagu poleks teisi olemas.

Valguse peegeldumisel tasaselt pinnalt on langev kiir, peegeldunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal ühes tasandis . Langemisnurk võrdub peegeldumisnurgaga.

Valguse üleminekul ühest keskkonnast teise kiir murdub (muudab suunda), kusjuures langev kiir, murdunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal on ühes tasandis. Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on antud keskkondade paari jaoks konstantne suurus ega sõltu langemisnurgast . (5)

Kasutatud allikad

[ http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020224.html ].

[ http://www.newton.ac.uk/newton.html ]

[ http://www.corrosion-doctors.org/Biographies/Newton.ht m]

[ http://et.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton ]

[ http://www.hot.ee/hothotrauno/isaac.html ]

[ http://www.obs.ee/~jaak/loengud/esimene_02/loeng3/kolmas.html ]

[ http://www.ttkool.ut.ee/nupuvere/f/varia42.html ]
8