Isaac Newton (1642-1727) était un physicien, mathématicien, astronome britannique qui a fait de grandes contributions scientifiques. Il est considéré comme l'un des grands génies de l'histoire du monde.
Newton excellait dans le domaine de la physique, des mathématiques, de l'optique et de l'astronomie. Ses découvertes ont changé la façon de connaître et de comprendre l'univers. Parmi ses principales découvertes figurent: les lois du mouvement, la loi de la gravitation universelle et la théorie de la couleur.
Newton faisait partie de la révolution scientifique qui a commencé à la Renaissance avec les études et les découvertes de l'astronome Nicolás Copernicus. Cela a continué son évolution avec les contributions de Johannes Kepler, Galileo Galilei; puis avec Isaac Newton. Au 20e siècle, Albert Einstein a utilisé plusieurs de ses théories pour développer de grandes découvertes.
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- Les lois du mouvement de Newton
Les lois du mouvement ont été formulées par Isaac Newton dans son travail: Philosophiæ naturalis principia mathematica (1687). Ces lois ont jeté les bases d'une compréhension révolutionnaire de la mécanique classique, la branche de la physique qui étudie le comportement des corps au repos ou se déplaçant à faible vitesse (par rapport à la vitesse de la lumière).
Les lois expliquent comment tout mouvement d'un corps est soumis à trois lois principales:
- Première loi: Loi d'inertie. Chaque corps reste dans son état de repos à moins qu'une autre force n'exerce une pression sur lui. Par exemple: Si un véhicule est arrêté avec le moteur éteint, il restera arrêté à moins que quelque chose ne le déplace.
- Deuxième loi: Principe fondamental de la dynamique. La force exercée sur un corps est proportionnelle à l'accélération qu'il aura. Par exemple: Si une personne frappe un ballon, le ballon ira plus loin, plus la force sera appliquée au coup de pied.
- Troisième loi: Loi d'action et de réaction. Lorsqu'une certaine force est exercée sur un objet (avec ou sans mouvement), elle exerce la même force sur le premier. Par exemple: SSi une personne entre accidentellement en collision avec un mur, le mur exerce la même force sur la personne que la personne exercée sur le mur.
- Loi de la gravité
La loi de la gravité a été proposée par Newton et décrit l'interaction gravitationnelle entre différents corps de masse. Newton s'est basé sur ses lois du mouvement pour affirmer que la force gravitationnelle (intensité avec laquelle deux corps s'attirent) est liée à: la distance entre ces deux corps et la masse de chacun de ces corps. Par conséquent, la force gravitationnelle est proportionnelle au produit des masses divisé par la distance entre elles au carré.
- Nature corpusculaire de la lumière
En s'aventurant dans le domaine de l'optique, Newton a démontré que la lumière n'est pas composée d'ondes (comme on le croyait) mais de particules (qu'il appelait corpuscules) lancées à grande vitesse et en ligne droite depuis le corps qui émet de la lumière. Cette théorie a été exposée par Newton dans son travail: Opticks dans lequel il étudie la réfraction, la réflexion et la diffusion de la lumière.
Cependant, sa théorie a été discréditée en faveur de la théorie des ondes de la lumière. Ce n'est qu'au XXe siècle (avec les progrès de la mécanique quantique) qu'il a été possible d'expliquer le phénomène de la lumière comme une particule, dans certains cas, et comme une onde, dans d'autres cas.
- Théorie de la couleur
L'arc-en-ciel était l'une des plus grandes énigmes des contemporains de Newton. Ce scientifique a découvert que la lumière qui provenait du soleil sous forme de lumière blanche se décomposait en différentes couleurs formant l'arc-en-ciel.
Il l'a vérifié à l'aide d'un prisme dans une pièce sombre. Il laissa passer un faisceau de lumière à une certaine inclinaison à travers un trou. Celui-ci pénétrait à travers l'une des faces du prisme et était divisé en rayons colorés avec des angles différents.
Newton a également utilisé ce qu'on appelle le disque de Newton, un cercle avec des secteurs peints en rouge, orange, jaune, vert, cyan, bleu et violet. En faisant tourner le disque à grande vitesse, les couleurs se combinent pour former du blanc.
- Télescope newtonien
En 1668, Newton a présenté son télescope réfléchissant qui utilisait à la fois des miroirs concaves et convexes. Jusque-là, les scientifiques utilisaient des télescopes réfractants, qui combinaient des prismes et des lentilles pour pouvoir agrandir l'image pour observer à grande distance.
Bien qu'il n'ait pas été le premier à travailler avec ce type de télescope, on lui attribue le perfectionnement de l'instrument et l'utilisation de miroirs paraboliques.
- Forme de la terre
Jusque-là, et grâce aux contributions et aux découvertes de Nicolas Copernic et Galileo Galilei, on croyait que la Terre était une sphère parfaite.
Sur la base du fait que la terre tourne sur son propre axe et la loi de la gravité, Newton a utilisé les mathématiques et a pris la distance de différents points de la terre à son centre. Il a constaté que ces mesures différaient (le diamètre de l'équateur est plus long que le diamètre d'un pôle à l'autre) et a découvert la forme ovale de la Terre.
- Vitesse du son
En 1687, Newton publia sa théorie du son dans: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, où il déclare que la vitesse du son ne dépend pas de son intensité ou de sa fréquence, mais des propriétés physiques du fluide à travers lequel il se déplace. Par exemple: Si le son est émis sous l'eau, il se déplacera à une vitesse différente de celle émise dans l'air.
- Loi de la convection thermique
Actuellement connue sous le nom de loi du refroidissement de Newton, cette loi stipule que la perte de chaleur subie par un corps est proportionnelle à la différence de température qui existe entre ce corps et son environnement.
Par exemple: OUUne tasse d'eau chaude refroidira plus rapidement à une température ambiante de 10 ° qu'à une température ambiante de 32 °.
- Calcul
Newton a essayé le calcul infinitésimal. Il a appelé ce calcul des fluxions (ce que nous appelons aujourd'hui des dérivées), un outil qui aide à calculer les orbites et les courbes. Au début de 1665, il découvrit le théorème binomial et développa les principes du calcul différentiel et intégral.
Bien que Newton ait été le premier à faire ces découvertes, c'est le mathématicien allemand Gottfried Leibniz qui, ayant découvert le calcul par lui-même, a publié ses découvertes avant Newton. Cela leur a valu une dispute qui n'a cessé jusqu'à la mort de Newton en 1727.
- Les marées
Dans son travail: Philosophiae Naturalis Principia MathematicaNewton a expliqué le fonctionnement des marées telles que nous les connaissons aujourd'hui. Il a découvert que le changement des marées est dû aux forces gravitationnelles exercées par le Soleil et la Lune sur la Terre.
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