ISACCO NEWTON

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ISACCO NEWTON

Messaggioda eraclide2017 » 19/05/2018, 21:22

Isaac Newton (1642 – 1727 d.c.), fisico ed astronomo inglese, nacque il giorno di Natale (giuliano) dell' anno della morte di G. Galilei! fu il sommo artefice della meccanica celeste; a seguito delle dimisisoni dell'astronomo I. Barrow, ottenne la cattedra Lucasiana di matematica a Cambridge dove insegnò matematica, sviluppò la matematica occorrente per la sua teoria (il calcolo infinitesimale; in realtà sembra che il fondatore del calcolo infinitesimale fu Fermat come afferma S. Laplace ma altri autori riportano che i fondamenti del calcolo infinitesimale sono da attribuire a Leibniz).
Per quanto riguarda l'astronomia egli elaborò la teoria della gravitazione universale (nei Principia) con cui calcolò la rivoluzione dei pianeti attorno alla loro stella; la legge dice che due corpi si attraggono con una forza proporzionale alla loro massa ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza :

F = G * m1 * m2/(d*d)

dove G è la costante gravitazionale pari a 6,672 * (N * )/
dove Kg sono chilogrammi massa.
La legge della gravitazione universale include in se le 3 leggi di Keplero. La legge venne modificata da A. Einstein con la teoria della graitazione universale.
Newton fu il primo scienziato che applicò una matematica (differenziale) superiore alla fisica.
Newton fra l'altro scoprì:
- l'appiattimento della Terra ai poli a causa della sua rotazione
- le maree sono dovute all'attrazione del Sole e della Luna
- il movimento retrogrado dei nodi lunari è dovuto all'attrazione del Sole
- la precessione degli equinozi è dovuta all'attrazione del Sole e Luna sullo sferoide Terra!

Newton ammise l'esistenza dell'etere che fu cassata alla fine del XIX secolo da A. Einstein.
Riguardo la legge della gravitazione, Newton arrivò ad essa grazie ai lavori di G. Galilei sulla caduta dei gravi e le 3 leggi di Keplero in special modo la 3a legge: (/ ) = k, le distanze medie dei pianeti dal Sole elevate al cubo sono proporzionali ai tempi di rivoluzione al quadrato.
Dalla legge di gravitazione si può ricavare che l'accelerazione della forza centrifuga é uguale a:

a = (4 * π * π * s) /(T*T)

quindi la 3a legge di Keplero (1618).
dove s è lo spazio percorso a causa della forza centrifuga nel periodo di rivoluzione T
La formula deriva dalla legge di caduta dei gravi di Galileo:

a = 2 * s/(t *t)

Dalle formule di cui sopra si ricava facilmente che:

a = 4 * π * π * k *(1/)

quindi a è proporzionale all'inverso della distanza del pianeta dal Sole.


Newton e altri * del suo tempo si posero il problema del perché esistesse quella legge della natura ** ma non seppero dare risposta; è vero che fecero l'equivalenza fra le leggi dell'elettricità e magnetismo con la gravitazione ma non ne uscirono.
In realtà bisognò attendere il genio di J.C. Maxwell e le sue equazioni sul campo elettromagnetico per definire il campo in fisica e meglio A. Einstein che dimostrò l'esistenza del campo gravitazionale da cui deriva in realtà la legge di Newton.

Newton scrisse molti libri fra cui è famoso il suo trattato di ottica.
Il telescopio riflettore oggi in uso, detto "Newtoniano" è il telescopio costruito da Newton nel 1668 (vedere figura seguente che espone il principio di funzionameno). E' necessario chiarire che già Galileo ed in special modo Sagredo avevano ipotizzato lo schema ottico di un telescopio a specchi o riflettore. Anzi sembra che l'italiano C. Caravaggi avesse già costruito un telescopio riflettore.
Il problema dei telescopi a specchio riflettevano poca luce in quanto lo specchio di vetro con superficie ricoperta di allumino sarebbe arrivato sul sul mercato solo secoli dopo. Gli specchi erano di un alega in stagno e rame.
Comunque il vero costruttore di un telescopio riflettore con caratteristiche interessanti fu J. Hadley (specchio parabolico da 15 cm). Hadley è titolato come inventore dell'ottante nautico predecessore del sestante.
Il telescopio gregoriano fu progettato da James Gregory (1660 ca.) prima del telescopio Newtoniano. Esso ha uno specchio primario concavo di forma parabolica, un secondario ellittico cavo che riflette la luce verso il primario (luce che passa attraverso un foro come nel Cassegrain).
Le diatribe con gli scienziati del suo tempo furono:
- lo scontro con Leibniz fu notevole, sembra a causa di un trattato di matematica scritto da Newton e passato a sua insaputa da Collins a Leibniz. I due si batterono per avere il primato sulla prima applicazione del calcolo infinitesimale. La Royal Accademy diede ragione a Newton.
Ad oggi sembra che i due ci giunsero indipendentemente ma il calcolo differenziale di Leibniz era più potente ed accurato (anche ispirato da una analisi nuova).

- la diatriba con Hooke fu ancor più grave. La diatriba nacque dal fatto che Hooke ritenesse che per primo aveva formulato l'idea che la forza gravitazionale fosse inversamente proporzionale al quadrato della distanza fra i 2 corpi (in realtà nel corso della storia fu accennata da altri come: Aristotele in merito al motore primo, A. Borelli, ecc.).
Sembra che effettivamente Hooke precedette di qualche anno Newton ma non seppe dare spiegazioni plausibili o formule, mentre Newton diede la spiegazione alle leggi di Keplero (contenute nella legge della gravitazione) e elaborò la formula nei "Principia".
Anche Halley, Huygens e Wren supponevano che la forza fosse inversamente proporzionale alla distanza, anzi Huygens pubblicò la formula per calcolare la forza centrifuga.
Nel 1684, Halley convinse Newton a pubblicare i "Principia" e a proprie spese finanziò la stampa.

* Cartesio a suo tempo aveva proposto la teoria dei vortici


** la legge funzionava da 5 miliardi di anni ed era contenuta nel "serbatoio del mondo delle idee" di Platone! quindi possiamo affermare che Newton la "estrasse" dal mondo platonico delle idee.




Nota:
delle volte in matematica, fisica e astronomia (es: sistema copernicano! mentre il sistema è di Aristarco di Samo) è necessario fare delle precisazioni. \\In merito ai principi della dinamica bisogna assolutamente specificare che il I principio è da attribuire a G. Galilei, il II principio a Newton (nella letteratura anglosassone delle volte si trova che il I principio è attribuito a Newton! cosa molto grave)
Il I principio afferma che un corpo che si muove a v = costante continua il suo movimento a v = cost nello spazio, da questo principio derivano i sistemi inerziali (in tali sistemi le leggi della fisica sono invariabili cosa non vera nei sistemi non inerziali come dimostrato da Einstein nella teoria della relatività).
Il II principio o legge d'inerzia è: F = m * a
dove F è la forza che accelera un corpo di massa m (la F si misura in Newton circa 100 gr.)
Dalla stessa formula si può calcolare il peso:
P = m * g
sulla Terra è g= 9,81 m/.
Il III principio: ad una azione corrisponde una reazione uguale e contraria è da attribuire indirettamente a Newton.





Nota 1: Il riflettore “Scmidt - Cassegrain" (ideato da B. V. Schmidt 1879 – 1935, un ottico e astronomo tedesco) è composto da uno specchio sferico con un foro al suo centro e da uno specchietto secondario convesso asferico (in genere un ellissoide di forma convessa) che rinvia i raggi riflessi del primario all'interno del foro, qui vengono raccolti dall'oculare per ingrandire l'immagine, ma a differenza del "Cassegrain" è dotato di una lastra di vetro detta correttrice, di forma asferica sulle due facce, posta all'estremità anteriore del telescopio; la lastra correttrice compensa l’aberrazione sferica dello specchio primario.



Nota 2: Il telescopio riflettore "Maksutov" (nel 1941 il russo D.D. Maksutov ed indipendentemente l’olandese Bouwers scoprirono che la superficie asferica dello Schmidt può essere sostituita con un menisco concavo, concentrico allo specchio sferico) è composto da una combinazione di specchi e lenti; sulla parte frontale presenta una lente a forma di menisco concavo di potenza debolmente negativa che corregge le aberrazioni ottiche dello specchio primario di forma sferica. Al fine di minimizzare le aberrazioni i raggi di curvatura delle due superfici del menisco sono diversi.
Una variante del telescopio “Maksutov” detta “Maksutov – Cassegrain” o “Maksutov – Gregory” (nell'anno 1956, l’Ing. John Gregory progettò questa soluzione con un menisco sferico e con uno specchio primario (asferico) avente un rapporto d’apertura (f/2,5) ed uno specchietto secondario sferico (ottenuto depositando uno strato di alluminio all’interno del menisco).
Il secondario convesso moltiplica la focale dello specchio primario più volte (6), facendo convergere la luce sul piano focale oltre il foro dello specchio primario.

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