Галилей Галилео (15. 02. 1564 -8. 01. 1642) Подготовил: Пахотин С. Студент: фак. математики IIIкурс Iгр. Преподаватель: Вернер. А. Л.
Оглавление: 1 Ранние годы l 2 Научные достижения l l 2. 1 Механика l 2. 2 Астрономия l 2. 3 Математика и Физика l 4 Литература
Ранние годы l Галилей родился в 1564 году в Пизе, Италия. В 18 лет он по наставлению отца поступил в Пизанский университет изучать медицину. В университете Галилей познакомился с Остилио Риччи и стал посещать его лекции по геометрии. Вскоре он был вынужден оставить учебу по финансовым причинам и вернуться во Флоренцию, так и не получив степень. Несмотря на это в 1589 году благодаря протекции своего патрона Гвидобальдо дель Монте Галилей вернулся в Пизанский университет в качестве преподавателя математики. Там он начал проводить самостоятельные исследования по механике и математике. В 1592 благодаря той же протекции он получил место в Падуанском университете, где он преподавал астрономию по «Альмагесту» Птолемея и геометрию по «Началам» Евклида. К падуанскому периоду (1592— 1610) относятся его многие наиболее значимые научные открытия.
Научные достижения: Механика Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. В частности, он заметил, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела, таким образом опровергая господствовавшее со времен Аристотеля мнение, что «скорость падения» пропорциональна весу тела. Существует легенда об эксперименте, в котором Галилей сбрасывал объекты разной массы с вершины Пизанской башни и позже описал их падение. Нес Галилей одной рукою Маленький шар из свинца, А сзади ядро другое Тащили три молодца. . . Ядра, различные весом, Сбросить решил Галилей. Какое из них, профессор, Может упасть скорей? Из стихотворения "Опыт Галилея" Е. Ефимовский
Как стало ясно позднее, результат опыта Галилея отражает, может быть, один из самых фундаментальных законов природы: равенство гравитационной и инертной масс. Действительно, тело вблизи поверхности Земли падает под действием силы тяготения, так что уравнение движения имеет вид: где m(i) – инертная масса тела, m(g) – гравитационная масса тела, MЕ – масса Земли, R – радиус Земли, G – гравитационая постоянная. Если m(i)=m(g), то ускорение тела не зависит от его массы и равно g=GMЕ /R 2 (ускорение свободного падения). Равенство инертной и гравитационной масс тела носит название принципа эквивалентности. Этот принцип лежит в основе построения теории тяготения (общей теории относительности) А. Эйнштейна – самой красивой из существующих физических теорий.
Астрономия l l l В 1609 Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. основанный на принципе сочетания между собой выпуклых и вогнутых стекол. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза.
l Наблюдения в телескоп показали, что Луна покрыта горами и изрыта кратерами, звёзды потеряли свои кажущиеся размеры, и впервые была постигнута их колоссальная удалённость, у Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника, Галилей открывает солнечные пятна и вращение Солнца. В том же 1610 году Галилей заметил фазы Венеры. Сделанные открытия несомненным образом доказывали шарообразность этой планеты, а так же и то, что она не обладает собственным светом и подобна Луне.
l Млечный путь распался на отдельные звёзды, стало видно громадное количество новых звёзд. Так подтверждалась смелая мысль Бруно о том, что звезд - солнц - бесконечное множество, а значит, просторы Вселенной безграничны и неисчерпаемы.
Математика и Физика l Ещё в период своего ученичества Галилей сделал важное открытие изохронизма качания маятника. Будучи в Пизанском соборе во время архиерейского богослужения Галилей обратил внимание на колебание люстры, не прекращавшееся долгое время. Считая удары своего пульса, так как часов тогда не существовало, он заметил, что на каждое своё колебание люстра употребляет одинаковое время. Как известно, в этом заключается один из законов движения маятника, строго справедливый для предельных , то есть бесконечно малых колебаний. Это было первое открытие Галилея. Он тот час же сообразил, что этим свойством колеблющегося тела можно воспользоваться для измерения времени. В 1633 году он применил это свойство мятника к устройству часов. При первом же своем знакомстве с Архимедом Галилей устроил гидростатические весы.
Вскоре, после своего переезда в Падую Галилей изобретает термометр, или термоскоп, хотя расширение тел от теплоты, на котором был основан этот прибор было уже известно, изучено членами Флорентийской академии.
Ещё через некоторое время Галилей занимается свойствами естественных магнитов и нашел средство увеличивать их силу, предавая им искусственные оправы. Примерно в это же время Галилей устроил известный чертёжный прибор – пропорциональный циркуль. Чтобы глубже проникнуть в математические законы и постичь истинный характер природы Галилей усовершенствовал и изобрел множество технических приборов – линзу, телескоп, микроскоп, магнит, воздушный термометр, барометр и др.
Галилей создал свою программу строительства естествознания на основе критики аристотелевской физики. Галилей опроверг перипатетическое (аристотелевское учение о естественных и насильственных движениях). Он показал, что если средой движения является не воздух, а вода, то некоторые тяжелые тела (скажем, бревно) становятся легкими, так как движутся вверх. Следовательно, движение тела вверх и вниз зависят от их удельного веса по отношению к среде, а не от их предназначения. Так же Галилей сформулировал закон постоянного ускорения для движения падающих тел – движения, совершенно независящего от веса или состава данных тел. Кроме этого он проанализировал метательное движение и пришел к идее инерции, хотя ещё не сформулированной точно, но сыгравшей в дальнейшем развитии естествознания огромную роль.
l l l Галилей разработал динамику – науку о движении тел под действием приложенных сил. Он сформулировал первые законы свободного падения тела, дал строгую формулировку понятий скорости и ускорения, осознал решающее значение свойства движения тел, в будущем названного инерцией. Тело находится либо в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится какого-либо внешнего воздействия. Очень ценна была высказанная им идея относительности движения. Она заключалась в следующем. Во всех инерциальных системах отсчета движение тел происходит по одинаковым законам. Инерциальными называются системы отсчета, движущиеся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. Из принципа относительности следует, что между покоем и движением – если оно равномерно и прямолинейно – нет никакой принципиальной разницы. Разница только в точке зрения…
l Зная все эти факты можно судить о том, насколько результативно Галео Галилей проводил исследования и наблюдения. Хотя Галилей и немало страдал из-за своих научных открытий, но эти достижения человечество использует до сих пор и благодарит за это!
Ссылки / материал l l l Кузнецов Б. Г. Галилео Галилей. М. , 1964 Миллионщиков М. Д. , Ишлинский А. Ю. и др. Галилей и современность. К 400 -летию со дня рождения великого итальянского ученого. М. , 1964 Шмутцер Э. Ш. В. Галилео Галилей. М. , 1987. Грушевицкая Т. Г. Садохин А. П. «Концепция современного естествознания» : учебное пособие – Москва. : высшая школа, 1998 г. Кокин А. В. «Концепция современного естествознания» : учебное пособие – Москва. : из-во Приор, 1998 г.