Isaac Newton (1642-1727) was een Britse natuurkundige, wiskundige en astronoom die grote wetenschappelijke bijdragen leverde. Hij wordt beschouwd als een van de grote genieën in de wereldgeschiedenis.
Newton blonk uit op het gebied van natuurkunde, wiskunde, optica en astronomie. Zijn ontdekkingen veranderden de manier om het universum te kennen en te begrijpen. Enkele van de belangrijkste ontdekkingen zijn: de bewegingswetten, de wet van universele gravitatie en de kleurentheorie.
Newton maakte deel uit van de wetenschappelijke revolutie die in de Renaissance begon met de studies en ontdekkingen van de astronoom Nicolás Copernicus. Dit zette zijn evolutie voort met de bijdragen van Johannes Kepler, Galileo Galilei; en dan met Isaac Newton. In de 20e eeuw gebruikte Albert Einstein veel van zijn theorieën om grote ontdekkingen te doen.
- Het kan u helpen: Wetenschappelijke revoluties
- Newton's bewegingswetten
De bewegingswetten werden geformuleerd door Isaac Newton in zijn werk: Philosophiæ naturalis principia mathematica (1687). Deze wetten legden de basis voor een revolutionair begrip van de klassieke mechanica, de tak van de fysica die het gedrag bestudeert van lichamen in rust of bewegend met lage snelheden (vergeleken met de snelheid van het licht).
De wetten leggen uit hoe elke beweging van een lichaam onderhevig is aan drie hoofdwetten:
- Eerste wet: Wet van inertie. Ieder lichaam blijft in zijn rusttoestand tenzij een andere kracht er druk op uitoefent. Bijvoorbeeld: Als een voertuig wordt gestopt terwijl de motor is uitgeschakeld, blijft het stilstaan tenzij iets het beweegt.
- Tweede wet: Fundamenteel principe van dynamiek. De kracht die op een lichaam wordt uitgeoefend, is evenredig met de versnelling die het zal hebben. Bijvoorbeeld: Als een persoon een bal trapt, gaat de bal verder naarmate er meer kracht op de trap wordt uitgeoefend.
- Derde wet: Wet van actie en reactie. Wanneer een bepaalde kracht op een object wordt uitgeoefend (met of zonder beweging), oefent het dezelfde hoeveelheid kracht uit op het eerste. Bijvoorbeeld: SAls een persoon per ongeluk tegen een muur botst, oefent de muur dezelfde kracht uit op de persoon als de persoon op de muur.
- Wet van de zwaartekracht
De wet van de zwaartekracht werd voorgesteld door Newton en beschrijft de gravitatie-interactie tussen verschillende lichamen met massa. Newton was gebaseerd op zijn bewegingswetten om te beargumenteren dat de zwaartekracht (intensiteit waarmee twee lichamen elkaar aantrekken) gerelateerd is aan: de afstand tussen deze twee lichamen en de massa van elk van die lichamen. Daarom is de zwaartekracht evenredig met het product van de massa's gedeeld door de afstand tussen hen in het kwadraat.
- Corpusculaire aard van licht
Door zich in de optica te wagen, toonde Newton aan dat licht niet bestaat uit golven (zoals werd aangenomen) maar uit deeltjes (die hij bloedlichaampjes noemde) die met grote snelheid en in een rechte lijn vanuit het lichaam dat licht uitzendt, worden geworpen. Deze theorie werd door Newton in zijn werk blootgelegd: Opticks waarin hij breking, weerkaatsing en verstrooiing van licht bestudeert.
Zijn theorie werd echter in diskrediet gebracht ten gunste van de golftheorie van licht. Pas in de 20e eeuw (met de vooruitgang in de kwantummechanica) was het mogelijk om het fenomeen licht in sommige gevallen als een deeltje en in andere gevallen als een golf te verklaren.
- Theorie van kleur
De regenboog was een van de grootste raadsels van Newtons tijdgenoten. Deze wetenschapper ontdekte dat het licht dat van de zon kwam als wit licht uiteenviel in verschillende kleuren die de regenboog vormden.
Hij controleerde het met een prisma in een donkere kamer. Hij liet een lichtstraal met een bepaalde helling door een gat gaan. Dit drong door een van de vlakken van het prisma en werd verdeeld in gekleurde stralen met verschillende hoeken.
Newton gebruikte ook wat de schijf van Newton wordt genoemd, een cirkel met sectoren die rood, oranje, geel, groen, cyaan, blauw en paars zijn geverfd. Door de schijf met hoge snelheid te laten draaien, combineren de kleuren zich tot wit.
- Newtoniaanse telescoop
In 1668 introduceerde Newton zijn spiegeltelescoop die zowel concave als convexe spiegels gebruikte. Tot die tijd gebruikten wetenschappers refractietelescopen, die prisma's en lenzen combineerden om het beeld te vergroten om op grote afstand te observeren.
Hoewel hij niet de eerste was die met dit type telescoop werkte, wordt hij gecrediteerd voor het perfectioneren van het instrument en het gebruik van parabolische spiegels.
- Vorm van de aarde
Tot dan, en dankzij de bijdragen en ontdekkingen van Nicolás Copernicus en Galileo Galilei, werd aangenomen dat de aarde een perfecte bol was.
Gebaseerd op het feit dat de aarde om zijn eigen as draait en de wet van de zwaartekracht, gebruikte Newton wiskunde en nam de afstand van verschillende punten op de aarde naar het midden. Hij ontdekte dat deze metingen verschilden (de diameter van de evenaar is langer dan de diameter van pool tot pool) en ontdekte de ovale vorm van de aarde.
- Snelheid van geluid
In 1687 publiceerde Newton zijn theorie van geluid in: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, waar het stelt dat de geluidssnelheid niet afhangt van de intensiteit of frequentie, maar van de fysieke eigenschappen van de vloeistof waardoor het reist. Bijvoorbeeld: Als geluid onder water wordt uitgezonden, zal het met een andere snelheid reizen dan wanneer het in de lucht wordt uitgezonden.
- Wet van thermische convectie
Deze wet, die momenteel bekend staat als de wet van afkoeling van Newton, stelt dat het warmteverlies dat een lichaam ervaart evenredig is met het temperatuurverschil tussen dat lichaam en zijn omgeving.
Bijvoorbeeld: OFEen kopje heet water koelt bij een kamertemperatuur van 10 ° sneller af dan bij een kamertemperatuur van 32 °.
- Berekening
Newton hield zich bezig met de oneindig kleine calculus. Hij noemde deze berekeningsfluxies (wat we tegenwoordig derivaten noemen), een hulpmiddel dat helpt bij het berekenen van banen en curven. In het begin van 1665 ontdekte hij de binominale stelling en ontwikkelde hij de principes van differentiaal- en integraalrekening.
Hoewel Newton de eerste was die deze ontdekkingen deed, was het de Duitse wiskundige Gottfried Leibniz die, nadat hij de calculus zelf had ontdekt, zijn ontdekkingen vóór Newton publiceerde. Dit leverde hen een geschil op dat niet ophield tot de dood van Newton in 1727.
- Getijden
In zijn werk: Philosophiae Naturalis Principia MathematicaNewton legde de werking van de getijden uit zoals we die vandaag kennen. Hij ontdekte dat de verandering in de getijden het gevolg is van de zwaartekracht die door de zon en de maan op aarde wordt uitgeoefend.
- Ga verder met: Bijdragen van Galileo Galilei
