牛頓(最偉大的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家)

物理家，數(shù)學(xué)家——牛頓1643年1月4日—1727年3月31日英國(guó)萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力，全稱為“萬(wàn)有引力定律”（lawofuniversalgravitation），為物體間相互作用的一條定律，1687年為牛頓所發(fā)現(xiàn)。任何物體之間都有相互吸引力，這個(gè)力的大小與各個(gè)物體的質(zhì)量成正比例，而與它們之間的距離的平方成反比。如果用m1、m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，r表示它們間的距離，則物體間相互吸引力為F=（Gm1m2）/r2，G稱為萬(wàn)有引力常數(shù)也可簡(jiǎn)稱為引力常數(shù)。牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，簡(jiǎn)稱牛頓第一定律。又稱慣性定律、惰性定律。常見的完整表述：任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的常見表述是：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律的常見表述是：相互作用的兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。牛頓內(nèi)摩擦定律1、內(nèi)摩擦力正比于流層移動(dòng)的相對(duì)速度；2、內(nèi)摩擦力正比于流層間的接觸面積；3、內(nèi)摩擦力隨流體的物理性質(zhì)而改變；4、內(nèi)摩擦力與正壓力無關(guān)。三大基本守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律以及角動(dòng)量守恒定律一起成為現(xiàn)代物理學(xué)中的三大基本守恒定律。最初它們是牛頓定律的推論，但后來發(fā)現(xiàn)它們的適用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)廣于牛頓定律，是比牛頓定律更基礎(chǔ)的物理規(guī)律，是時(shí)空性質(zhì)的反映。動(dòng)量守恒定律一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。1.動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，也可用牛頓第三定律結(jié)合動(dòng)量定理推導(dǎo)出來。2.相互間有作用力的物體系稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的物體可以是兩個(gè)、三個(gè)或者更多，解決實(shí)際問題時(shí)要根據(jù)需要和求解問題的方便程度，合理地選擇系統(tǒng)。角動(dòng)量守恒定律角動(dòng)量守恒定律是物理學(xué)的普遍定律之一，反映質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系圍繞一點(diǎn)或一軸運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律；反映不受外力作用或所受諸外力對(duì)某定點(diǎn)（或定軸）的合力矩始終等于零的質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系圍繞該點(diǎn)（或軸）運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。角動(dòng)量守恒定律是對(duì)于質(zhì)點(diǎn)，角動(dòng)量定理可表述為質(zhì)點(diǎn)對(duì)固定點(diǎn)的角動(dòng)量對(duì)時(shí)間的微商，等于作用于該質(zhì)點(diǎn)上的力對(duì)該點(diǎn)的力矩。例如一個(gè)在有心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，始終受到一個(gè)通過力心的有心力作用，因有心力對(duì)力心的力矩為零，所以根據(jù)角動(dòng)量定理，該質(zhì)點(diǎn)對(duì)力心的角動(dòng)量守恒。因此，質(zhì)點(diǎn)軌跡是平面曲線，且質(zhì)點(diǎn)對(duì)力心的矢徑在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。如果把太陽(yáng)看成力心，行星看成質(zhì)點(diǎn)，則上述結(jié)論就是開普勒行星運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量原理圖三定律之一的開普勒第二定律。一個(gè)不受外力或外界場(chǎng)作用的質(zhì)點(diǎn)系，其質(zhì)點(diǎn)之間相互作用的內(nèi)力服從牛頓第三定律，因而質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力對(duì)任一點(diǎn)的主矩為零，從而導(dǎo)出質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量守恒。如質(zhì)點(diǎn)系受到的外力系對(duì)某一固定軸之矩的代數(shù)和為零，則質(zhì)點(diǎn)系對(duì)該軸的角動(dòng)量守恒。牛頓冷卻定律牛頓冷卻定律（Newton'slawofcooling)：溫度高于周圍環(huán)境的物體向周圍媒質(zhì)傳遞熱量逐漸冷卻時(shí)所遵循的規(guī)律。當(dāng)物體表面與周圍存在溫度差時(shí)，單位時(shí)間從單位面積散失的熱量與溫度差成正比，比例系數(shù)稱為熱傳遞系數(shù)。牛頓冷卻定律是牛頓在1701年用實(shí)驗(yàn)確定的，在強(qiáng)制對(duì)流時(shí)與實(shí)際符合較好，在自然對(duì)流時(shí)只在溫度差不太大時(shí)才成立。是傳熱學(xué)的基本定律之一，用于計(jì)算對(duì)流熱量的多少。牛頓色散實(shí)驗(yàn)牛頓所做的將太陽(yáng)光分解成各單色光及將各單色光復(fù)合成白光的光學(xué)實(shí)驗(yàn)。在牛頓之前，許多人曾演示過太陽(yáng)光通過棱鏡的色散現(xiàn)象，但解釋都不正確。牛頓改進(jìn)了他人的實(shí)驗(yàn)方法，做了一系列判決性實(shí)驗(yàn)，表明白光是由各單色光以一定比例的復(fù)合，不同色光有不同的折射性能，為顏色理論奠定了基礎(chǔ)。太陽(yáng)光通過三棱鏡后，經(jīng)過三棱鏡的2次折射，被分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光。依次排列，稱為光譜.紅光以外是紅外線，紫光外側(cè)是紫外線?？梢姽庵?，經(jīng)過三棱鏡折射時(shí)，紅光偏折最小，紫光偏折最大。反射望遠(yuǎn)鏡牛頓式望遠(yuǎn)鏡為反射式望遠(yuǎn)鏡的一種，也為迄今為止用的最廣泛的反射式望遠(yuǎn)鏡，第一架反射式望遠(yuǎn)鏡誕生于1668年。牛頓經(jīng)過多次磨制非球面的透鏡均告失敗后，決定采用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點(diǎn)前面放置了一個(gè)與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)過主鏡反射后的匯聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達(dá)目鏡。這種系統(tǒng)稱為牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡。它的球面鏡雖然會(huì)產(chǎn)生一定的象差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個(gè)巨大的成功。牛頓環(huán)牛頓環(huán)，又稱“牛頓圈”。在光學(xué)上，牛頓環(huán)是一個(gè)薄膜干涉現(xiàn)象。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的同心圓環(huán)。例如用一個(gè)曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸，在日光下或用白光照射時(shí)，可以看到接觸點(diǎn)為一暗點(diǎn)，其周圍為一些明暗相間的彩色圓環(huán)；而用單色光照射時(shí)，則表現(xiàn)為一些明暗相間的單色圓圈。這些圓圈的距離不等，隨離中心點(diǎn)的距離的增加而逐漸變窄。它們是由球面上和平面上反射的光線相互干涉而形成的干涉條紋。提出光的微粒說牛頓認(rèn)為光是由粒子或微粒組成的，并會(huì)因加速通過光密介質(zhì)而折射，但他也不得不將它們與波聯(lián)系起來，以解釋光的衍射現(xiàn)象。而其后世的物理學(xué)家們則更加偏愛以純粹的光波來解釋衍射現(xiàn)象?，F(xiàn)代的量子力學(xué)、光子以及波粒二象性的思想與牛頓對(duì)光的理解只有很小的相同點(diǎn)。牛頓-萊布尼茨公式牛頓-萊布尼茨公式（Newton-Leibnizformula），通常也被稱為微積分基本定理，揭示了定積分與被積函數(shù)的原函數(shù)或者不定積分之間的聯(lián)系。

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牛頓-萊布尼茨公式的內(nèi)容是一個(gè)連續(xù)函數(shù)在區(qū)間[a，b]上的定積分等于它的任意一個(gè)原函數(shù)在區(qū)間[a，b]上的增量。牛頓在1666年寫的《流數(shù)簡(jiǎn)論》中利用運(yùn)動(dòng)學(xué)描述了這一公式，

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1677年,萊布尼茨在一篇手稿中正式提出了這一公式。

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因?yàn)槎咦钤绨l(fā)現(xiàn)了這一公式，于是命名為牛頓-萊布尼茨公式。牛頓-萊布尼茨公式給定積分提供了一個(gè)有效而簡(jiǎn)便的計(jì)算方法，大大簡(jiǎn)化了定積分的計(jì)算過程。二項(xiàng)式定理二項(xiàng)式定理（英語(yǔ)：binomialtheorem），又稱牛頓二項(xiàng)式定理，由艾薩克·牛頓于1664年、1665年間提出。該定理給出兩個(gè)數(shù)之和的整數(shù)次冪諸如展開為類似項(xiàng)之和的恒等式。二項(xiàng)式定理可以推廣到任意實(shí)數(shù)次冪，即廣義二項(xiàng)式定理

牛頓迭代法多數(shù)方程不存在求根公式，因此求精確根非常困難，甚至不可解，從而尋找方程的近似根就顯得特別重要。方法使用函數(shù)

的泰勒級(jí)數(shù)的前面幾項(xiàng)來尋找方程

的根。牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大優(yōu)點(diǎn)是在方程

的單根附近具有平方收斂，而且該法還可以用來求方程的重根、復(fù)根，此時(shí)線性收斂，但是可通過一些方法變成超線性收斂。另外該方法廣泛用于計(jì)算機(jī)編程中。金本位在經(jīng)濟(jì)學(xué)上，牛頓提出金本位制度。金本位即金本位制（Goldstandard），金本位制就是以黃金為本位幣的貨幣制度。在金本位制下，每單位的貨幣價(jià)值等同于若干重量的黃金（即貨幣含金量）；當(dāng)不同國(guó)家使用金本位時(shí)，國(guó)家之間的匯率由它們各自貨幣的含金量之比——金平價(jià)來決定。金本位制于19世紀(jì)中期開始盛行。在歷史上，曾有過三種形式的金本位制：金幣、金塊本位制、金匯兌本位制。其中金幣本位制是最典型的形式，就狹義來說，金本位制即指該種貨幣制度。消除太陽(yáng)中心說他通過論證開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律與他的引力理論間的一致性，消除了對(duì)太陽(yáng)中心說，并推動(dòng)了科學(xué)革命。戊戌變法的輿論來源牛頓的萬(wàn)有引力傳入中國(guó)，康有為、梁?jiǎn)⒊妥T嗣同等人，從牛頓學(xué)說中尋找維新變法的根據(jù)。科學(xué)與神學(xué)牛頓活了80歲，但他40年用于科學(xué)研究，另外40年他居然沉迷于神學(xué)。他用許多“科學(xué)現(xiàn)象”來證明上帝的存在，甚至在研究地球有多少歲時(shí)，他居然用《圣經(jīng)》推算出6000年。這樣鮮明的對(duì)比，很難讓人們把這些事與這個(gè)科學(xué)巨人聯(lián)系起來。少年時(shí)代1648年，牛頓被送去讀書。少年時(shí)的牛頓并不是神童，他成績(jī)一般，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡(jiǎn)單機(jī)械模型制作方法的讀物，并從中受到啟發(fā)，自己動(dòng)手制作些奇奇怪怪的小玩意，如風(fēng)車、木鐘、折疊式提燈等等。傳說小牛頓把風(fēng)車的機(jī)械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，然后在輪子的前面放上一粒玉米，剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不斷地跑動(dòng)，于是輪子不停地轉(zhuǎn)動(dòng)；又一次他放風(fēng)箏時(shí)，在繩子上懸掛著小燈，夜間村人看去驚疑是彗星出現(xiàn)；他還制造了一個(gè)小水鐘。每天早晨，小水鐘會(huì)自動(dòng)滴水到他的臉上，催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻，尤其喜歡刻日晷，家里墻角、窗臺(tái)上到處安放著他刻畫的