Isaac Newtoni referaat (0)

ISAAC NEWTON
Referaat
Õpilane:
Tallinn 2011
Sisukord
1. Varajane elu..................................................................................................................3-4
2. Isaac Newton kui matemaatik .......................................................................................4-5
3. Newton ja optika ..............................................................................................................5
4. Gravitatsiooniseadus........................................................................................................6
5. Seadused..........................................................................................................................7
5.1. Mehaanika põhiseadused........................................................................................7
5.2. Optika põhiseadused...............................................................................................7
6. Usulised vaated.............................................................................................................8-9
Pildid…………………………………………………………………………….………...9
7. Kasutatud kirjandus……………………………………………………………...……10

Varajane elu
Isaac Newton sündis 25. detsembril 1642. aastal Lincolni krahvkonnas, Woolsthrope’i külas, mis asub Kesk-Inglismaa idapoolsemas osas. Newton sündis kolm kuud hiljem pärast tema isa surma, kes oli farmer , samuti nimega Isaac Newton. Noor Isaac sündis enneaegselt ning tema ema, Hannah Ayscough, ütles, et Newton oleks mahtunud isegi 1,1 liitrisesse kruusi. Kui Newton oli kolme aastane, abiellus tema ema uue abikaasaga ning Isaac jäeti vanaemaga elama üksikusse tallu, kus ta elas üheksateistkümnenda eluaastani. Isaac pidas pikka aega oma kasuisa ja ka ema vastu vimma, arvatavasti sellepärast, et ta oli lapsepõlves kogenud hüljatusetunnet. Newton ise ei abiellunud ning tal ei olnud ka armusuhteid, nagu ta elu lõpul arstile oli tunnistanud. Ta oli terve elu süvenenud õpingutesse ja töösse. Isaac Newton suri 20. märtsil aastal 1727.
Newton oli kavatsetud edasi ülal pidama isapoolset farmi. Ta saadeti kooli, kuid 1656. aastal võttis ema ta koolist ära ja pani tegema teda maatöid, kuid Isaac’ile ei pakkunud see mingisugustki huvi. Teaduse õnneks saavutas külaõpetajast onu selle, et poiss sai uuesti kooli naasta. Newton õppis sel ajal ohtralt ladina keelt, sest see oli ainus võimalus sisse pääseda kõrgemasse kooli. Ta oli väga teadmisjanuline õpilane, luges kõiki raamatuid mis talle ette jäid. Taskuraha kulutas ta keerukate makettide valmistamisele, mis töötasid suurepäraselt (vesikell). Samuti ehitas ta tuulelohesid, kuhu sisse paigutas laternad ning lõbustas end öösiti kohalikke talumehi ehmatades. Newtonile meeldis joonestada veel loomi ning eriti geomeetrilisi kujundeid, mida on nähtud tema maja seintelt.
Üheksateistkümne aastasena astus ta Cambridge ’i ülikooli ( Trinity College’is). Algselt sai temast subsizer s.t. vaene üliõpilane, kes teenis endale ülalpidamist mõne teadlase teenindajana. Sel ajal oli kolledži õpingud enamasti suunatud Aristotelesele, kuid Newton eelistas ning luges rohkem modernistlike filosoofide, nagu Descartes ’i või astronoomide, nagu Copernicus, Galileo ja Kepleri teaduslikke tekste. Newton oli suur huvi uurida ja mõista kõike: maailmaruumi, mateeriat, liikumist ja aega. Ta huvitus matemaatikast, optikast ja astronoomiast. Matemaatika õppetooli omav Isaac Barrow oli vaimustunud noore Newtoni teadmisest, sest too tundis palju Eukleidese ja Descartes’i geomeetriat. 1664. aastal, kui Isaac Newton oli kahekümne kahe aastane, sai ta täieõiguslikuks üliõpilaseks. Siis hakkas tema eest õppemaksu maksma ülikool ning Newton võis end rahulikumalt tunda. Oma piisavate teadmistega matemaatilise analüüsi ning geomeetria vallas, alustas ta uuringuid , mis käsitlesid peamiselt kõveraid ja puutujaid ning pindala arvutamist. Ta tööd viisid välja arvutuseni, mida kasutatakse aja või ruumi lõpmatult väikeste vahemike väljaarvutamiseks – infinitesimaalarvutus. Ta õppis ning töötas meeletult palju, unustades sageli isegi magamise ja söömise. Ta oli Cambridge’s kuulus isegi oma hajameelsuse poolest: tihtipeale läks ta jumalateenistusele valesse kabelisse või kirikusse. Tuli ette, et ta läks külalistele kabinetist veini tooma , seal tuli talle aga mingi idee, istus laua taha ning unustas külalised sootuks. Mõnikord juhtus isegi nii, et ta unustas endale toitu tõsta ja taldrik võeti tema eest enne, kui ta sellest arugi sai. Newton elas pidevas üksinduses. Ta suhtles inimestega harva, veelgi vähem oli tal sõpru. Ta jäi teistele suureks mõistatuseks. Kaasõpilased ei mäletanud enam Newtonit, kui too kuulsaks sai - ta hämmastas kõiki oma ebahariliku käitumisega.
2. Isaac Newton kui matemaatik
Üks Newtoni biograafe, nimega Westfall, kirjutab, et aastal 1666 oli Newton Euroopa geniaalsem matemaatik, kel oli ideesid jalaga segada. Neist ideedest teati küll vähe, sest Newton polnud neid avalikult avaldanud. Tema monumentaalne töö „Arutlus kõverate kvadratuurist“ pani aluse tervele koolkonnale . 27-aastaselt sai ta kitsas spetsialistide ringis kuulsaks funktsioonide esitamisega lõpmatute ridade kujul. Oma märkmeid usaldas ta näidata vaid mõnele kolleegile. Ta tegeles matemaatikaga ainult enda suure himu tõttu, mitte, et saada kuulsaks ega üldse neid laiemalt tutvustada.
Põhiline vahend liikumisnähtuste või kiirenduste uurimiseks – tänapäeval nimetatud kui diferentsiaalarvutuse teooria on aluseks infinitesimataalarvutuse loomisel ja kannab geniaalsuse pitserit. Newton lõi selle vaid mõne päevaga, et leida kaare pikkus, lähendades kaart kõõlmurdjoonele, mille lülide arv piiramatult kasvab, ehk ühesõnaga lahendada väga täpseid mehaanikaprobleeme. Kaks aastat mõtles Newton ainult matemaatikale ning ei muretsenud millegi muu pärast. Tema puhul ilmnes geeniuste peamine iseloomulik joon – eriline intuitsioon, vaistlik tunnetus, mis võimaldas teha avastuse äkilise mõttesähvatuse ajel ning seda erakordselt jõuliselt. Newtonil oli erakordne võime meeles pidada mingit puhtalt kontseptuaalset probleemi, kuni ta sellele lõpuks lahenduse leidis. Kuna matemaatika tehnikate valdamises ei olnud talle võrdväärset, võis ta esitada lahenduse, kuid tõestused tegi alles hiljem.

Newton ja optika
Mingil hetkel kadus Newtonil matemaatikakirg ning huvitus taas optikast. Juba lapseeast osavate kätega meistrimees ehitas ta 1668. aastal uut tüüpi teleskoobi , mida vastukaaluks Galilei refraktorile ehk läätsteleskoobile hakati nimetama reflektoriks ehk peegelteleskoobiks. See on väiksem ning läätsede asemel on nõguspeegel. Samuti ei tekita see aberratsiooni (hälvet), mis takistaks korrekste pildi saamist ning segaks täpset mõõtmist ning selle suurendusvõime on suurem. Seda nimetatakse tänapäevalgi Newtoni teleskoobiks. Tol ajal teati valgusest vaid vähesel määral ning seetõttu pidi Newton optikas kõik ise välja mõtlema. Arvati näiteks, et värvused on vaid valge valguse intensiivsuse teisendid . Isaac lahutas valge valguse prisma abil spektriks (erivärvilisteks kiirteks) ning pani sellega aluse spektroskoopiale. 1675 . aastal andis ta selgituse värvuste jagunemisele vikerkaares. Newtoni rõngasteks nimetatakse siiani vikerkaarevärvilisi rõngaid, mis tekivad tasakumera läätse ja tasase klaasplaadi kokkupuutepinna lähedases ruumipiirkonnas. Newtoni valgusteooria mõjutas füüsika arengut terve sajandi jooksul.
Spektroskoop.
1 – sisenemispilu; 2 – kollimaatori lääts; 3 – prisma; 4 – koondav lääts; 5 – fotoplaat
4. Gravitatsiooniseadus
1665. aastal, 23-aastasena, kui Newton oli kätte saanud just oma bakalauruse kraadi, suleti Cambridge’i ülikool ettevaatusabinõuna Inglismaad hõivanud suure katku vastu. Newton naases ema juurde, kus ta töötas kaks aastat, mis tema enda sõnul olid kõige loomingulisemad aastad tema elus. Sel ajal sündisid gravitatsiooniseaduse alged ning samuti jätkas töid infinitesimaalarvutuse alal, mis olid tulevaste avastuste võtmeks matemaatikas. Kes siis ei oleks kuulnud legendi puu all istuvast Newtonist ja talle pähe kukkuvast õunast, mis arvatavasti viis teda gravitatsiooniseaduse loomiseni. Kehade liikumise uurimine aitas Newtonit kaasa gravitatsiooniseaduse väljatöötamise juurde. Ta arvas, et kahe massi omava keha vahel mõjub mingi jõud ning uuris gravitatsiooni, kehade liikumist ning andmeid, mis oli saadud, jälgides Kuu liikumist ümber Maa. Kuu pöörleb ringi mööda, kuid ainuke seletus sellele, mis jõud teda orbiidil hoiab on, et Kuule mõjub Maa külgetõmbejõud. Newton tõestas, et mateerial on kaks omadust: inerts ja külgetõmbejõud, mis mõlemad on seotud massiga, ning uuris Kuu faase , et oma arvutuste õigsust kontrollida. Ta märkas, et vaatlusandmed ei ole ühtsed arvutustega ning peitis oma seaduse sahtlisse pikkadeks aastateks. Hiljem Newton avastas, et hoopis vaatluse aluseks olnud arvud olid olnud valed. Maa ümbermõõdu arvutamise tulemusena saadud arvud sobisid teooriaga suurepäraselt.
Tegelikult ei teata üldse, kuidas Newton oma kuulsate seadusteni jõudis. Ta ei avaldanud oma mõttekäike pea kunagi. Nendes mängis suurt osa äkilised mõttesähvatused ja intuitsioon. Arvestades veel seda, et Newton oli üpris salatsev ja ettevaatlik inimene, kahtles ta kaua, enne kui ta oma avastused avalikkuse ette tõi. Newton oli avanud tee teistele maailma mõistmiseks. Peagi märgati gravitatsiooniseaduse laialdasi kasutusvõimalusi: võimaldas ennustada kehade liikumist Maal, hiljem ka aatomite ja taevakehade liikumist, kuid see juhtus alles pärast Newtoni surma.

Seadused
5.1. Mehaanika põhiseadused
Newtoni 1. seadus: Kui vastastikmõju kehale puudub, siis on keha kas paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Seda seadust nimetatakse ka inertsiseaduseks, kes formuleeris selle esimesena Galilei 1632. aastal.
Newtoni 2. seadus: Keha kiirendus on võrdeline kehale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline keha massiga.
a on keha kiirendus, mille määramiseks on vaja teada kehale mõjuvat jõudu (F) ja massi (m).
Newtoni 3. seadus: Kaks keha mõjuvad teineteistele võrdvastupidise jõuga. Kui kehale mõjub jõud, siis kuskil peab tingimata leiduma mingi teine keha, millele mõjub samasugune , kuid vastupidine jõud.
F = − F
5.2. Optika põhiseadused
1. Valgus levib sirgjooneliselt.
2. Valguskiired on sõltumatud: iga kiir levib ruumis nii, nagu poleks teisi olemas.
3. Valgus peegeldumisel tasaselt pinnalt on langev kiir, peegeldunud kiir ja langemispunkti tõmmatud pinnanormaal ühes tasandis . Langemisnurk võrdub peegeldumisnurgaga.
4. 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 .

Usulised vaated
Newtoni elus oli tähtsalt kohal religioon . Olles sügavalt usklik ning veendunud, et kõik universumis tuleneb Jumalast, töötas Newton paljude usuküsimuste kallal, tehes poolteist miljonit sõna sisaldavaid erudeeritud, tihtipeale kirglikke märkmeid. Neid märkmeid võib lugeda kokku 4000-5000 trükileheküljeks – seegi annab tunnistust tema geniaalsusest – tohutust töövõimest.
Kui Newton oli astunud Cambridge’i ülikooli professoritekogu liikmeks, oleks ta end pidanud laskma pühitseda preestriks, kuid seda ta ei teinud, sest oli saanud kuningalt Charles’ilt eriloa hakata matemaatika õppetooli hoidjaks. Ta hakkas kirjutama kirikuisade ajalugu, luges kõiki kättesaadavaid autoreid, õppis heebrea keelt, huvitus Taaveti raamatust, kust lootis leida võtme apokalüpsise ettekuulutuste mõistmiseks, ja kogus tohutu teadmustööga viiskümmend viis käsikirja, et teha kindlaks tõeliselt autentne tekst. Ta soovis sellele suurele maailma saladusele vastust leida. Ta uskus, et suudab avastada puhtad tõed, mille tema kaasaja mõtlejad on ära moonutanud. Kartes süüdistusi ketserluses, ei avaldanud ta neil teemadel midagi. Ta seadis kahtluse alla püha kolmainsuse dogma (püsiv õpetuslause ainujumala püsimine kolmel kujul), pidades seda võltsinguks. Ta süüdistas kirikut, et see on esimeste kristlaste sõnumi unustanud, ja tahtis tõestada, et katoliiklus on ebausk ning Kristus pole muud kui Jumala saadetud ingel .
Egoistlik ja umbusklik Newton muutus väiklaseks oma eelisõiguste tõttu. Nimelt ta ei nõustnud, et keegi on temast ees. See tekitas palju probleeme, sest ta ei avalikustanud oma töid, kuid oli siiski tõdemusel, et eelisõigus on sellel, kellel esimesena oli idee, isegi kui too sellest mitte kellelegi ei rääkinud. Ta üritas selgeks teha, et tema on loonud infinitesimaalarvutuse, mitte Leibnitz, kuigi selle idee peale tulid mõlemad üksteisest sõltumatult, kuid ajastus oli peaaegu sama. Newton oli pahatahtlik , ta kirjutas Leibnitzi vastu pamflette ehk naeruvääristavaid päevakajalisi kirjutisi ning lasi Kuninglikul Seltsil nimetada tüli lahendamiseks komitee, kuid lubas sellesse vaid oma pooldajaid . Ta kirjutas laimukirju ning paljud arvasid, et Newton on oma mõistuse kaotanud.
1705. aastal sai temast sir Newton – esimene teadlane , kellele langes osaks niisugune au. Teda valiti Kuningliku Seltsi presidendiks, milleks ta jäi elu lõpuni. Ta suri 20. märtsil 1727. aastalt, mil ta maeti suure pidulikkusega Westminister Abbeysse, kuhu maetakse vaid kõige autoriteetsemad isiksused.
Kasutatud kirjandus
Tekst:
http://www.newton.ac.uk/newtlife.html
http://et.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
http://www.maths.tcd.ie/pub/HistMath/People/Newton/RouseBall/RB_Newton.html
http://inventors.about.com/library/inventors/blnewton.ht m
http://www.annaabi.com/materjal-39780-isaac-newton
“Newton” (Suuri mõtlejaid), autor Boriss Kuznetsov, 1988.a.
Pildid:
http://gardenofpraise.com/ibdnewt.ht m
http://www.makefive.com/categories/debate/history/all-time-greatest-visionaries/isaac-newton
10