物理学家简介牛顿演示教学.ppt
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1、物理学家简介牛顿牛顿的第一任教授伊萨克牛顿的第一任教授伊萨克牛顿的第一任教授伊萨克牛顿的第一任教授伊萨克巴罗是个博学多才的学者。这位学巴罗是个博学多才的学者。这位学巴罗是个博学多才的学者。这位学巴罗是个博学多才的学者。这位学者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识,包括计算曲线图形面积的方法,全部于是将自己的数学知识,包括计算曲线图形面积的方法,全部于是将自己的数学知识,包括计算曲线图形面积的方法,全
2、部于是将自己的数学知识,包括计算曲线图形面积的方法,全部传授给牛顿,并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。传授给牛顿,并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。传授给牛顿,并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。传授给牛顿,并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。后来,牛顿在回忆时说道:后来,牛顿在回忆时说道:后来,牛顿在回忆时说道:后来,牛顿在回忆时说道:“巴罗博士当时讲授关于运动巴罗博士当时讲授关于运动巴罗博士当时讲授关于运动巴罗博士当时讲授关于运动学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的
3、问题。学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”当时,牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几当时,牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几当时,牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几当时,牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里德的几何原本、笛卡儿的几何学、沃利斯的无穷里德的几何原本、笛卡儿的几何学、沃利斯的无穷里德的几何原本、笛卡儿的几何学、沃利斯的无穷里德的几何原本、笛卡儿的几何学、沃利斯的无穷算术、巴罗的数学讲义及韦达等许多数学家的著作。其算术、巴罗的数学讲义及韦达等许多数学家的著作。其算术、巴罗的数学讲义及韦达等许多数学家的著作。其算术、巴罗的数学讲义
4、及韦达等许多数学家的著作。其中,对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的几何学和沃利中,对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的几何学和沃利中,对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的几何学和沃利中,对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的几何学和沃利斯的无穷算术,它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿斯的无穷算术,它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿斯的无穷算术,它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿斯的无穷算术,它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿解析几何与微积分。解析几何与微积分。解析几何与微积分。解析几何与微积分。1664166416641664年,牛顿被选为巴罗的助手,第二年,牛顿被选为巴罗的助手,第二年,牛顿被选为巴
5、罗的助手,第二年,牛顿被选为巴罗的助手,第二年,剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。年,剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。年,剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。年,剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。正当牛顿准备留校继续深造时,严重的鼠疫席卷了英国,正当牛顿准备留校继续深造时,严重的鼠疫席卷了英国,正当牛顿准备留校继续深造时,严重的鼠疫席卷了英国,正当牛顿准备留校继续深造时,严重的鼠疫席卷了英国,剑桥大学因此而关闭,牛顿离校返乡。家乡安静的环境使得他剑桥大学因此而关闭,牛顿离校返乡。家乡安静的环境使得他剑桥大学因此而关闭,牛顿离校返乡。家乡安
6、静的环境使得他剑桥大学因此而关闭,牛顿离校返乡。家乡安静的环境使得他的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为其藩篱。这短暂的时光成为的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为其藩篱。这短暂的时光成为的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为其藩篱。这短暂的时光成为的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为其藩篱。这短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月,牛顿科学生涯中的黄金岁月,牛顿科学生涯中的黄金岁月,牛顿科学生涯中的黄金岁月,他的三大成就:微积分、万有引力、光他的三大成就:微积分、万有引力、光他的三大成就:微积分、万有引力、光他的三大成就:微积分、万有引力、光学分析的思想就是在这时孕育成形的。学分析的思想就是在这时孕育成形的。学分析的
7、思想就是在这时孕育成形的。学分析的思想就是在这时孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图。一生大多数科学创造的蓝图。一生大多数科学创造的蓝图。一生大多数科学创造的蓝图。怪异的牛顿怪异的牛顿怪异的牛顿怪异的牛顿1667166716671667年复活节后不久,牛顿返回到年复活节后不久,牛顿返回到年复活节后不久,牛顿返回到年复活节后不久,牛顿返回到剑桥大学,剑桥大学,剑桥大学,剑桥大学,10101010月被选为三一学院初级院月被选为三一学院初级院月被选为三一学院初级院月
8、被选为三一学院初级院委,翌年获得硕士学位,同时成为高级委,翌年获得硕士学位,同时成为高级委,翌年获得硕士学位,同时成为高级委,翌年获得硕士学位,同时成为高级院委。院委。院委。院委。1669166916691669年,巴罗为了提携牛顿而辞年,巴罗为了提携牛顿而辞年,巴罗为了提携牛顿而辞年,巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职,去了教授之职,去了教授之职,去了教授之职,26262626岁的牛顿晋升为数学岁的牛顿晋升为数学岁的牛顿晋升为数学岁的牛顿晋升为数学教授。巴罗让贤,在科学史上一直被传教授。巴罗让贤,在科学史上一直被传教授。巴罗让贤,在科学史上一直被传教授。巴罗让贤,在科学史上一直被传为佳话。为佳
9、话。为佳话。为佳话。牛顿并不善于教学,他在讲授新近发现的微积分时,学生牛顿并不善于教学,他在讲授新近发现的微积分时,学生牛顿并不善于教学,他在讲授新近发现的微积分时,学生牛顿并不善于教学,他在讲授新近发现的微积分时,学生都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力,他却远远超过了都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力,他却远远超过了都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力,他却远远超过了都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力,他却远远超过了常人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他常人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他常人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他常
10、人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。他曾经高价买下了一个棱镜,并把它作为科学研究的工具,用它他曾经高价买下了一个棱镜,并把它作为科学研究的工具,用它他曾经高价买下了一个棱镜,并把它作为科学研究的工具,用它他曾经高价买下了一个棱镜,并把它作为科学研究的工具,用它试验了白光分解为的有颜色的光。开始,他并不愿意发表他的观试验了白光分解为的有颜色的光。开始,他并不愿意发表他的观试验了白光分解为的有
11、颜色的光。开始,他并不愿意发表他的观试验了白光分解为的有颜色的光。开始,他并不愿意发表他的观察所得,他的发现都只是一种个人的消遣,为的是使自己在寂静察所得,他的发现都只是一种个人的消遣,为的是使自己在寂静察所得,他的发现都只是一种个人的消遣,为的是使自己在寂静察所得,他的发现都只是一种个人的消遣,为的是使自己在寂静的书斋中解闷。他独自遨游于自己所创造的超级世界里。后来,的书斋中解闷。他独自遨游于自己所创造的超级世界里。后来,的书斋中解闷。他独自遨游于自己所创造的超级世界里。后来,的书斋中解闷。他独自遨游于自己所创造的超级世界里。后来,在好友哈雷的竭力劝说下,才勉强同意出版他的手稿,才有划时在好
12、友哈雷的竭力劝说下,才勉强同意出版他的手稿,才有划时在好友哈雷的竭力劝说下,才勉强同意出版他的手稿,才有划时在好友哈雷的竭力劝说下,才勉强同意出版他的手稿,才有划时代巨著自然哲学的数学原理的问世。代巨著自然哲学的数学原理的问世。代巨著自然哲学的数学原理的问世。代巨著自然哲学的数学原理的问世。作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有
13、一次,他在向带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,
14、离他而去。牛顿也因此终生未娶。硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因此终生未娶。硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因此终生未娶。硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因此终生未娶。牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事,结果作出了科学史牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事,结果作出了科学史牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事,结果作出了科学史牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事,结果作出了科学史上一个个重要的发现。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,上一个个重要的发现。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,上一个个重要的发现。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,上一个个重要的
15、发现。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然想到一个问题,便独自进了内室,想到一个问题,便独自进了内室,想到一个问题,便独自进了内室,想到一个问题,便独
16、自进了内室,朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,出来后,发现了盘子里的骨头,以为自出来后,发现了盘子里的骨头,以为自出来后,发现了盘子里的骨头,以为自出来后,发现了盘子里的骨头,以为自己已经吃过了,便转身又进了内室,继己
17、已经吃过了,便转身又进了内室,继己已经吃过了,便转身又进了内室,继己已经吃过了,便转身又进了内室,继续研究他的问题。续研究他的问题。续研究他的问题。续研究他的问题。伟大的成就伟大的成就伟大的成就伟大的成就在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理。据牛数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理。据牛数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理。据牛数学生涯中的第一项创造性成果就是发
18、现了二项式定理。据牛顿本人回忆,他是在顿本人回忆,他是在顿本人回忆,他是在顿本人回忆,他是在1664166416641664年和年和年和年和1665166516651665年间的冬天,在研读沃利斯年间的冬天,在研读沃利斯年间的冬天,在研读沃利斯年间的冬天,在研读沃利斯博士的无穷算术并试图修改他的求圆面积的级数时发现这博士的无穷算术并试图修改他的求圆面积的级数时发现这博士的无穷算术并试图修改他的求圆面积的级数时发现这博士的无穷算术并试图修改他的求圆面积的级数时发现这一定理的。一定理的。一定理的。一定理的。微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题,微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。
19、牛顿为解决运动问题,微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题,微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题,才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为 流数术流数术流数术流数术 。它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、。它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、。它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、。它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等
20、,在牛顿前已经瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前已经瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前已经瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前已经得到人们的研究了。得到人们的研究了。得到人们的研究了。得到人们的研究了。但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的
21、各种技巧统努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统一为两类普通的算法一为两类普通的算法一为两类普通的算法一为两类普通的算法微分和积分,并确立了这两类运算的微分和积分,并确立了这两类运算的微分和积分,并确立了这两类运算的微分和积分,并确立了这两类运算的互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。学发展提供了最有
22、效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。1707170717071707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为普遍算年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为普遍算年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为普遍算年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为普遍算术。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类术。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类术。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类术。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本
23、运算,用大量问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利
24、用方程他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即系数确定方程根之幂的和数,即系数确定方程根之幂的和数,即系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式牛顿幂和公式牛顿幂和公式牛顿幂和公式”。牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736173617361736年出版的年出版的年出版的年出版的解析几何中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆
25、)解析几何中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)解析几何中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)解析几何中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多研究成果总结成专论三次曲线枚举,于研究成果总结成专论三次曲线枚举,于研究成果总结成专论三次曲线枚举,于研究成果总结成专论三次曲线枚举,于1704170417041704年发表。此外,年发表。此外,年发表。此外,年发表。此外,他
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