Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • Zespół Szkół w Korszach • ID grupy: • 96/38_MP_G2 • Kompetencja: • Matematyka i przyroda • Temat projektowy: • Newton górą • Semestr/rok szkolny: • Semestr III 2010/2011

3. NEWTON GÓRĄ

4. KIM BYŁ? • Isaac Newton – (ur. 4 stycznia 1643, zm. 31 marca 1727) angielski fizyk, matematyk, astronom, filozof, historyk, badacz Biblii i alchemik.

5. DZIECIŃSTWO Rodzina Newtonów należała do średnio zamożnych. Ojciec Izaaka był farmerem. Niestety zmarł przed jego narodzinami. Matka przez trzy lata wychowywała chłopca samotnie, po czym powtórnie wyszła za mąż. Miała ona nadzieję, że młody Isaak pomoże jej w pracach gospodarskich. Chłopiec jednak nie interesował się w ogóle gospodarstwem, nie wyrażał nawet chęci jakiejkolwiek nauki w tym kierunku. Dlatego zadecydowano o powrocie chłopca do szkoły, żeby mógł odpowiednio przygotować się do studiów. Stało się to za sprawą wuja chłopca.

6. STUDIA W roku 1661 Isaac podjął studia na uniwersytecie w Cambridge, które ukończył w 1665 roku. Po zakończeniu studiów pragnął pozostać na uniwersytecie, niestety z powodu zarazy uczelnia została zamknięta. Młody Isaac wrócił wtedy w rodzinne strony. Nie zaprzestał jednak zajmowania się nauką. Prowadził obserwacje i badania dotyczące m.in. grawitacji. Analizom poddawał również światło.

7. Osiągnięcia Naukowe Izaak Newton przez całe życie dociekał, jak zbudowany jest i jak funkcjonuje świat. Obserwował, prowadził eksperymenty, budował przyrządy, wykonywał obliczenia, dowodził twierdzeń. Jako pierwszy opisał matematycznie zjawisko pływów morskich. Ogłosił teorię pochodzenia gwiazd. Przyczynił się do rozwoju rachunku różniczkowego i całkowitego.

8. Issac Newton ustanowił 3 zasady dynamiki: • Jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub działające siły równoważą się, to ciało to pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. 2. Jeżeli na ciało działa niezrównoważona siła, to ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym (lub opóźnionym) z przyspieszeniem (lub opóźnieniem) wprost proporcjonalnym do działającej siły zgodnie z nią skierowanym oraz odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała. 3. Jeżeli ciało A działa na ciało B siłą F, to ciało B działa na ciało A taką samą co do wartości siłą -F, lecz zwróconą przeciwnie.

9. PRAWO POWSZECHNEGO CIĄŻENIA Prawo powszechnego ciążenia Newtona głosi, że każdy obiekt we wszechświecie przyciąga każdy inny obiekt z siłą, która jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami

10. ORBITY PLANETARNE Największym dziełem Newtona jest niewątpliwie "PhilosophiaeNaturalis Principia mathematica". To opracowanie zawierała teorię grawitacji oraz prawa ruchu. Dzieło to zostało opublikowane dzięki namowom Edmunda Halleya. Zapoznał się on z praca Newtona i zauważył, że uczony udowodnił coś bardzo ważnego, mianowicie sposób wyjaśnienia istoty orbit planetarnych.

11. ŚWIATŁO Głosił, że światło ma naturę korpuskularną, czyli że składa się z cząstek. Był pierwszym, który zdał sobie sprawę, że widmo barw obserwowane podczas padania białego światła na pryzmat jest cechą padającego światła, a nie pryzmatu, jak głosił 400 lat wcześniej Roger Bacon.

12. Rozszczepianie światła…Na czym polega: Kto odkrył rozszczepianie światła: Na czym polega: • Mimo że od dawna znane były ludziom barwy tęczy, dopiero rozszczepienie światła przez pryzmat przybliżyło ich poznanie. Było to zasługą badań prowadzonych przez Izaaka Newtona, który w 1666 roku jako pierwszy odkrył, że światło słoneczne stanowi mieszaninę świateł o określonych barwach, a co więcej, że powstałe wiązki barwnych świateł występują w danych proporcjach i nie ulegają już dalszemu rozszczepieniu, np. przez drugi pryzmat. Wcześniej uważano, że samo rozszczepienie światła tworzy barwy, a nie, że oddziela barwy tworzące światło białe. • Światło białe przechodzące przez pryzmat ulega rozproszeniu - dyspersji na składniki barwne:  od czerwonego (o największej długości fali) do fioletowego (o najmniejszej długości fali).Barwną wstęgę światła białego otrzymano podczas rozszczepienia światła białego. Widmo światła białego jest widmem ciągłym. • Barwy widma światła białego: • fioletowa 0,4-0,45μm • niebieska 0,45-0,49μm • zielona 0,49-0,56μm • żółta 0,56-0,59μm • pomarańczowa 0,59-0,61μm • czerwona 0,61-0,70μm • Prędkośćświatłatwpróżnito 299 792 458 m/s

13. Pierwsza zasada dynamiki

14. Zasady dynamiki sformułował Izaak Newton, jeden z najwybitniejszych fizyków na świecie. W sumie jest ich trzy. Pierwsza z nich brzmi: Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły się równoważą, to ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

15. W tej zasadzie chodzi o to, że kiedy np. leci spadochroniarz albo jedzie samochód i nie działa na niego żadna siła lub ich siła wypadkowa wynosi zero, to samochód czy też spadochroniarz będzie poruszał się z tą sama prędkością i w tą samą stronę co do tej pory.

16. II ZASADA DYNAMIKI

17. Jeżeli na ciało działa stała, niezrównoważona siła, to porusza się ono ruchem jednostajnieprzyspieszonym lub opóźnionym.

18. II zasada dynamiki jest zapisywana najczęściej wzorem: F-siła jednostka [N] m- masa jednostka [kg] a – przyspieszenie[ m/s2]

19. II zasada dynamiki Newtona mówi nam o efekcie działania siły na swobodne ciało. Siła nadaje ciału przyspieszenie, czyli zmienia prędkość ciała. W zwykłej postaci II zasadę dynamiki formułuje się dla układów inercjalnych. Oznacza to, że w pełnym brzmieniu można by tę zasadę podać jako: W układach inercjalnych przyspieszenie nadawane przez jakaś siłę jest wprost proporcjonalne do wartości tej siły, a odwrotnie proporcjonalne do masy ciała.

21. III zasada dynamiki

22. Treść Jeżeli ciało A działa na ciało B pewną siłą F1, to ciało B działa na ciało A z siłą F2 o tej samej wartości, kierunku ale o przeciwnym zwrocie.

24. wyjaśnienie Jeżeli ktoś musi działać siłą 50 N w celu podniesienia ciężarka, to wynika stąd, że siła podnosząca ciężarek (skierowana do góry) musi być równa co do wartości sile nacisku ciężarka (skierowanej do dołu) na ręce osoby podnoszącej - owa siła nacisku ciężarka na ręce osoby go podnoszącej wynosi też dokładnie 50 N . Teraz poszukamy przeciwnej do niej siły wynikającej z III zasady dynamiki. Łatwo zauważyć, że siła działająca ze strony powierzchni na leżący na niej klocek (siła podtrzymująca klocek przed spadkiem) jest równa sile, jaką ten klocek działa na tę powierzchnię (jest to siła obciążająca powierzchnię - siła nacisku na powierzchnię).

25. Ziemia przyciąga spadający kamień siłą . Ale kamień przyciąga Ziemię z siłą o takiej samej wartości

26. Przykłady zastosowań Lot rakiety, strzał z pistoletu, karabinu pływanie żabką Odbicie piłki od ściany

27. Prawo powszechnego ciążenia

28. Wartość sił wzajemnego przyciągania się ciał posiadających masę jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas tych ciał (oznacza to ze im większe masy posiadają ciała tym większa będzie wartość sił).

29. Newtona znamy jako twórcę trzech zasad dynamiki opisujących przyczynę stanów kinematycznych jakim mogą sie znajdować się ciała oraz wzajemnie oddziaływań między nimi. Jedną z przyczyn powstania trzeciej Zasady Dynamiki Newtona było zjawisko przyciąganiaprzez Ziemię wszystkich ciał znajdujących się na niej lub jej otoczeniu.

30. Newtona interesowało czy z takim rodzajem oddziaływania mamy do czynienia również we wszechświecie . Analizując teorie Kopernika o Układzie Słonecznym, Newton doszedł do wniosku ze przyczyną zakrzywienia toru ruchu planet jest działanie siły o charakterze siły dośrodkowej która swoje źródło ma w Słońcu.

31. To odkrycie upewniło Newtona w tym, że każde dwa ciała posiadające masę wzajemnie się przyciągają .

32. Treść prawa powszechnego ciążenia • Kazde dwa ciała posiadające masę przyciągają się wzajemnie siłami o wartości wprost proporcjonalnej do iloczynu mas tych ciał i odwrotnie proporcjonalnej do kwadratu odległości między nimi.

33. Oddziaływanie ciał posiadających masę to oddziaływania grawitacyjne .Siły wzajemnego przyciągania się mas nazywać będziemy zatem siłami grawitacji.

34. Rodzaje oddziaływań

35. GRAWITACYJNE • maja podstawowe znaczenie w ruchach planet, gwiazd i galaktyk, a także w takich zjawiskach ziemskich jak spadek swobodny.

36. ELEKTROMAGNETYCZNE • odgrywa podstawową rolę w takich zjawiskach jak: procesy emisji i absorpcji światła, sprężystość, tarcie, występuje miedzy ładunkami elektrycznymi i momentami magnetycznymi. Wyrazem oddziaływania elektromagnetycznego jest np. prawo Coulomba.

37. JĄDROWE • powoduje wiązanie nukleonów w trwale układy – jadra atomowe oraz jest odpowiedzialne za reakcje miedzy cząstkami elementarnymi oraz wiele ich rozpadów, oddziaływanie to jest krótko zasięgowe, rozciąga się na odległość rzędu 10-15 m. Uczestniczą w nim bariony i mezony; oddziaływanie barionów polega na wzajemnym wysyłaniu i pochłanianiu mezonów. 

38. SŁABE • Przenoszone jest za pomocą jednej z trzech masywnych cząstek : bozonów naładowanych (W+ i W-) oraz bozonu neutralnego (Z0). Jest odpowiedzialne za rozpad beta i związaną z nimradioaktywność oraz za rozpad np. mionu i cząstek dziwnych.

39. Izaak Newton ŚWIATŁO

40. W połowie XVII wieku panował pogląd, że światło jest bezbarwne, a barwy widzimy dzięki temu, że światło w jakiś sposób wydobywa je z przedmiotów i przekazuje oku. Natomiast Izaak Newton uważał, że światło białe, słoneczne jest mieszaniną wielu barw - jest kolorowe. Ogólny pogląd

41. Twierdzenie Newtona • Zdaniem Newtona jednobarwne promienie światła otrzymane przez rozszczepienie w pryzmacie są czymś w rodzaju atomów świetlnych, których nie można już ani rozdzielić, ani w żaden sposób zmienić.

42. Wykazał to przeprowadzając experimentumcrucis– eksperyment rozstrzygający. W doświadczeniu tym wiązka światła wychodząca z pierwszego pryzmatu przechodziła kolejno przez dwa małe otwory oddalone od siebie tak, że światło wychodzące z drugiego otworu biegło w ustalonym i dobrze określonym kierunku. Światło to padało na drugi pryzmat. Obracając pierwszym pryzmatem mógł zmieniać barwę światła przepuszczanego przez układ. W ten sposób mając pewność, że kąt padania promieni jest stały, obserwował na ekranie promienie załamywane przez drugi pryzmat. Doświadczenie potwierdzało, że każdy wydzielony rodzaj promieni nie rozszczepia się dalej ani nie zmienia barwy podczas przejścia przez drugi pryzmat. Załamanie w drugim pryzmacie zachodzi zaś tak samo jak w pierwszym. Jak to zrobił ?

43. Ale .. • Newton nie tylko wykazał, że światło białe można rozłożyć na barwy składowe, ale też przeprowadził doświadczenie odwrotne. Z wielobarwnej tęczy powstałej przez pryzmat zsyntetyzował z powrotem światło białe. W tym celu umieścił w oknie kawałek tektury i przez wyciętą w niej szczelinę przepuścił promień światła słonecznego. Światło przeniknęło przez pryzmat i na ścianie pojawiło się spektrum. Przepuścił całe wychodzące z pierwszego pryzmatu światło przez ustawiony w pobliżu drugi pryzmat.

44. Rozszczepienie światła

45. Pragnąc zapewnić swoim odkryciom pełną wiarygodność Newton przeprowadził doświadczenie symulujące zjawisko powstawania tęczy. Wyciął z tektury niewielkie koło o średnicy 10 cm i podzielił jego powierzchnię na siedem różnych wycinków i pomalował je tak, by odpowiadały siedmiu widzialnym pasmom tęczy. „Nie do wiary!”

46. Newton twierdził, że białe światło jest mieszaniną wszystkich barw widma, choć twierdzenie to przeczyło całej tradycji liczącej dwa tysiące lat oraz zdrowemu rozsądkowi, uważającemu biel za najczystszą, najdoskonalszą i prostą barwę, z której w miarę słabnięcia otrzymuje się kolor czerwony i kolejno inne coraz ciemniejsze kolory. Rozszczepienie białego światła słonecznego przy załamaniu wyjaśnia zdaniem Newtona nie tylko tęczowe barwy w pryzmatach, ale również barwy samej tęczy. A to ciekawe!

47. Teleskop zwierciadlany • Na podstawie badań przeprowadzonych z pryzmatami Newton wywnioskował również, że każdy teleskop soczewkowy będzie posiadał wadę polegającą na rozszczepieniu światła (aberracja chromatyczna). Aby uniknąć tego problemu zaprojektował własny typ teleskopu wykorzystujący zwierciadło zamiast soczewki znany później jako teleskop Newtona (teleskop zwierciadlany).

48. TELESKOP ZWIERCIEDLANY

49. Dopiero w 1705 r. Newton postawił wprost pytanie, czy światło nie składa się z cząstek. Nigdy jednak nie sformułował tej hipotezy jako jedynej możliwej do przyjęcia. [...]

50. Isaac Netwoni alchemia