اقرأ » إسهامات نيوتن في الفيزياء
منوعات

إسهامات نيوتن في الفيزياء

إسهامات نيوتن في الفيزياء

عن حياة اسحاق نيوتن

إسحاق نيوتن هو عالم رياضيات وفيزياء إنجليزي، ولد عام 1642 في مقاطعه لونكشنير شمال غرب انجلترا، توفي والده قبل ولادته بـ 3 أشهر، وعاش مع والدته حتى بلغ ثلاثة أعوام، حيث انتقل بعدها للعيش مع جدته بعد زواج والدته، و ارتاد مدرسة الملك في جرانتهام، حيث كان الطالب الأفضل فيها على الإطلاق، وأكمل دراسته الجامعية في كلية الثالوث في كامبريدج كطالب عامل؛ حيث كان يدفع رسوم جامعية أقل من بقية الطلاب مقابل أن يقوم ببعض الأعمال في الكلية. 

حصل نيوتن على درجته العلمية عام 1665 بعد اكتشاف نظرية ذات الحدين، وحقق العديد من الإنجازات في مجالات الرياضيات والبصريات والميكانيكا، ولكن إنجازاته وإسهاماته في مجال الفيزياء جعلت منه أحد أعظم علماء الفيزياء الذين مروا على تاريخ البشرية، حتى أن بعض استطلاعات الرأي وضعته في المرتبة الأولى في قائمة أفضل الفيزيائيين قبل ألبرت أينشتاين، وكان أيضًا أول عالم مميز نال شرف كبير في إنجلترا؛ مما ادى الى إطلاق لقب (السير) قبل اسمه، و توفي إسحاق نيوتن في إنجلترا عام 1727 عن عمر يناهز 83 عاماً.

أهم إنجازات وإسهامات نيوتن في الفيزياء

قوانين الحركة الثلاث

عام 1687 وبعد عام ونصف من العمل الدؤوب الكثيف والمتواصل، قام اسحاق نيوتن بنشر كتاب المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية، والتي تعرف غالبا بإسم Principia، حيث يعتبر الكتاب الأكثر نفوذاً في تاريخ الفيزياء، وربما في كل العلوم، حيث وضعه هذا الكتاب في صدارة قائمة علماء الفيزياء الأكثر تأثيراً في العالم، قام هذا الكتاب بوصف الأجسام المتحركة وصفا كمياً دقيقاً، من خلال ثلاثة قوانين أساسية، كما هو مفصل أدناه:

  • القانون الأول: “الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرّك يبقى متحركاً، مالم تؤثر عليه قوى ما”.
  • القانون الثاني: “إذا أثرت قوة على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً، يتناسب طردياً مع قوته وعكسياً مع كتلته”.
  • القانون الثالث: “لكل فعل رد فعل، مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه”.  

نظرية الجاذبية

ساعدت قوانين الحركة الأساسية الثلاث والموضحة في Principia على الوصول الى نظرية الجاذبية، حيث ينص قانون نيوتن للجاذبية الشاملة أن:” قوتا التجاذب بين جسمين ماديين تتناسب طردياً مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسياً مع مربع المسافة بين مركزيهما”، وساعدت هذه القوانين في توضيح كل حركة تحدث في الكون بما في ذلك مدارات الكواكب الاهليجية، كما فسر العلماء من خلالها كيف تبقى الكواكب في مداراتها في دورانها حول النجوم، بالإضافة إلى تفسير دوران الأقمار حول الكواكب، كما قام العلماء من خلال هذه النظرية بحساب كتلة كل كوكب، وحساب تسطيح الأرض عند القطبين والانتفاخ عند خط الاستواء، حيث من خلال هذه النظرية، عرف العلماء كيف يبقى الكون متوازناً، كما جمع السماء والأرض في معادلة واحدة كبيرة.

مقراب نيوتن

ساعد مقراب نيوتن علماء الفيزياء على تفسير حركة الكواكب والنجوم وتفسير العديد من الظواهر الفيزيائية الموجودة في الكون، حيث استطاع صنع أول مقراب عاكس عملي عام 1671، وذلك باستخدام مرآه تعمل كعدسة شيئية لتجاوز مشكلة تشتت الضوء إلى ألوان، كما صنع مراياه من خلال تركيبة خاصة لمادة عالية الإنعكاسية.

حساب التفاضل والتكامل

لا يخفى على أحد أهمية قوانين الرياضيات في تفسير الظواهر الفيزيائية، حيث تعتمد معظم النظريات والقوانين الفيزيائية بشكل عام في إثباتها وتحليلها على قوانين الرياضيات، ومن هنا ساهمت إنجازات إسحاق نيوتن في ابتكار حساب التفاضل والتكامل في عالم الفيزياء، حيث نشرها في مخطوطته عام 1666، علماً أنه حصل نزاع بين اسحاق نيوتن والعالم غوتفريد لايبنتس حول المكتشف الحقيقي لحساب التفاضل والتكامل، إلا أنه حسمت الجمعية الملكية في دراسة قدمتها عام 1704 أن اسحاق نيوتن هو المكتشف الحقيقي لحساب التفاضل والتكامل.