Tiểu sử Nhà Khoa học: Isaac Newton – Toán vi phân, quang học, kính viễn vọng và các Định luật Vật lý nổi tiếng khác

Giới thiệu

Ngài Isaac Newton đã đóng góp đáng kể cho lĩnh vực khoa học trong suốt cuộc đời của mình. Ông đã phát minh ra phép tính và nền tảng kiến thức về quang học. Nhưng công trình nghiên cứu quan trọng nhất của ông là về lực, và đặc biệt là Định luật Vạn vật hấp dẫn.

Cuộc sống của Isaac Newton

Sinh ra trong một gia đình nghèo ở Woolsthorpe, Anh, vào năm 1642, Isaac Newton theo học trường Trinity College ở Cambridge. Khác với những người nông dân khác trong làng, Newton có những tố chất của một nhà Khoa học, ông quan tâm đến toán học, quang học, vật lý và thiên văn học.

Sau khi tốt nghiệp, ông bắt đầu giảng dạy tại trường đại học, và được bổ nhiệm làm Chủ tịch Lucasian thứ hai tại đây. Ngày nay, chiếc ghế này được coi là vị trí học thuật nổi tiếng nhất thế giới. Năm 1689, Newton được bầu làm thành viên của quốc hội cho trường đại học. Năm 1703, ông được bầu làm chủ tịch Hội Hoàng gia, một nhóm các nhà khoa học còn tồn tại đến ngày nay. Ông được Nữ hoàng Anne phong tước Hiệp sĩ năm 1705. Ông không bao giờ kết hôn.

Newton qua đời năm 1727, ở tuổi 84. Sau khi ông qua đời, cơ thể ông được chuyển đến một nơi trong Tu viện Westminster. Trong quá trình khai quật, một lượng lớn thủy ngân đã được tìm thấy trong cơ thể ông, nhiều khả năng là do việc nghiên cứu thuật giả kim.

Công trình nghiên cứu của Newton

Truyền thuyết phổ biến kể về một quả táo rơi từ một cái cây trong vườn của ông, điều này đã đưa Newton đến với sự hiểu biết về các lực, đặc biệt là trọng lực. Cho dù tính xác thực của sự việc này có như thế nào, nhưng hình tượng cũng là động lực thôi thúc Newton đắm chìm trong các công trình nghiên cứu về trọng lực. Nhờ đó, ông phát triển ba định luật chuyển động cho vũ trụ.

Định luật Newton thứ nhất

Định luật đầu tiên mô tả cách các vật thể di chuyển với cùng một vận tốc, trừ khi một lực bên ngoài tác động lên nó. Một lực là thứ gây ra hoặc thay đổi chuyển động. Do đó, một vật nằm trên bàn vẫn nằm trên bàn cho đến khi một lực – lực đẩy của bàn tay hoặc trọng lực – tác động lên nó. Tương tự, một vật di chuyển với cùng tốc độ trừ khi nó tương tác với một lực khác, chẳng hạn như ma sát.

Định luật Newton thứ hai

Định luật chuyển động thứ hai của ông đưa ra một công thức tính toán cho cách các lực tương tác với nhau. Lực tác dụng lên một vật bằng khối lượng của vật đó nhân với gia tốc. (F = m.a)

Định luật Newton thứ ba

Định luật thứ ba của Newton cho rằng đối với mọi hành động trong tự nhiên, đều chịu một lực tác động có độ lớn tương đương theo chiều  Hay còn gọi là phản lực. Từ tất cả những điều này, Newton đã tính toán định luật vạn vật hấp dẫn. Ông phát hiện ra rằng khi hai vật thể di chuyển ra xa nhau, lực hấp dẫn giữa chúng giảm đi theo nghịch đảo của bình phương khoảng cách. Do đó, nếu các vật thể cách xa nhau gấp đôi, lực hấp dẫn chỉ mạnh bằng một phần tư; nếu chúng cách nhau ba lần, nó chỉ bằng một phần chín sức mạnh trước đó của nó.

Những định luật này đã giúp các nhà khoa học hiểu thêm về chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt trời và Mặt trăng quanh Trái đất.

Một nhà khoa học trong các ngành

Khi còn là sinh viên, Newton đã bị buộc phải nghỉ học hai năm khi bệnh dịch hạch hoành hành tại Trinity. Ở nhà, ông tiếp tục nghiên cứu quang học, sử dụng lăng kính để tách ánh sáng trắng và trở thành người đầu tiên cho rằng ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều loại tia, chứ không phải là một thực thể. Ông tiếp tục làm việc với ánh sáng và màu sắc trong vài năm tới, và công bố những phát hiện của mình trên tờ Opt Opticks vào năm 1704.

Băn khoăn trước những vấn đề với kính viễn vọng vào thời điểm đó, ông đã phát minh ra kính viễn vọng phản xạ, mài gương và tự chế tạo ống. Dựa vào gương chứ không phải ống kính, kính viễn vọng Newton thể hiện hình ảnh sắc nét hơn so với kính thiên văn khúc xạ vào thời điểm đó.

Các kỹ thuật hiện đại đã làm giảm các vấn đề do ống kính gây ra, nhưng các kính viễn vọng lớn như Kính thiên văn vũ trụ James Webb vẫn sử dụng hệ gương, tương tự như kính viễn vọng Newton thuở ban đầu.

Khi còn là sinh viên, Newton đã nghiên cứu các văn bản toán học tiên tiến nhất trong thời đại của mình. Trong thời gian gián đoạn, ông tiếp tục nghiên cứu toán học, đặt nền tảng cho phép tính vi phân và tích phân. Ông đã hợp nhất nhiều kỹ thuật mà trước đây được coi là riêng biệt, chẳng hạn như tìm diện tích, tiếp tuyến và độ dài của các đường cong. Ông đã viết De Methodis Serierum et Fluxionum vào năm 1671, nhưng không thể tìm được nhà xuất bản.

Newton cũng thiết lập một phương pháp khoa học gắn kết, được sử dụng trên các lĩnh vực. Những khám phá trước đây của khoa học khác nhau tùy thuộc vào lĩnh vực. Newton đã thiết lập một định dạng thiết lập cho thử nghiệm vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở công tỷ, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu!

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker