Теория Галилео Галилея

Галиле;о Галиле;й (итал. Galileo Galilei; 15 февраля 1564, Пиза — 8 января 1642, Арчетри) — итальянский физик, механик, астроном, философ, математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени.

Он одним из первых использовал телескоп для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей — основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики].

При жизни был известен как активный сторонник гелиоцентрической системы мира, что привело Галилея к серьёзному конфликту с католической церковью.

МЕХАНИКА ГАЛИЛЕЯ


Механика

Физика и механика в те годы изучались на основе работ Аристотеля, в которых содержались метафизические дискуссии о «первопричинах» природных процессов.

В частности, Аристотель утверждал:

Скорость падения пропорциональна массе тела.
Движение происходит, когда действует «мотивирующая причина» (сила), и прекращается при отсутствии силы.
Находясь в университете Падуи, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. В частности, он отметил, что ускорение силы тяжести не зависит от массы тела, опровергнув тем самым первое утверждение Аристотеля.

В своих книгах Галилей сформулировал правильные законы падения: скорость увеличивается пропорционально времени, а путь увеличивается пропорционально квадрату времени. В соответствии со своим научным методом он немедленно представил экспериментальные доказательства, подтверждающие открытые им законы. Кроме того, Галилей также рассмотрел обобщенную задачу: исследовать поведение падающего тела с ненулевой горизонтальной начальной скоростью. Он правильно предположил, что полет такого тела будет суперпозицией (суперпозицией) двух «простых движений»: равномерного горизонтального инерционного движения и одинаково ускоренного вертикального падения. Галилей доказал, что указанное, как и любое тело, брошенное под углом к ;;горизонту, летит вдоль параболы. В истории науки это первая решаемая динамическая проблема. В заключение исследования Галилей доказал, что максимальная дальность заброшенного тела достигается при угле поворота 45 ° (Тарталья ранее высказывал это предположение, но он не мог строго его обосновать). На основе своей модели Галилей (все еще в Венеции) составил первые артиллерийские таблицы.

Галилей также опроверг второй закон Аристотеля, сформулировав первый закон механики (закон инерции): при отсутствии внешних сил тело либо отдыхает, либо движется равномерно. То, что мы называем инерцией, Галилей поэтически назвал «неразрушимо запечатленным движением». Правда, он допускал свободное движение не только по прямой, но и по кругу.

Галилей является одним из основателей принципа относительности в классической механике, который также был впоследствии назван в его честь. В «Диалоге о двух системах мира» Галилей сформулировал принцип относительности следующим образом: «Для объектов, захваченных равномерным движением, эта последняя как бы не существует и оказывает влияние только на вещи, которые не участвуют в этом.»

Эти открытия Галилея, среди прочего, позволили ему опровергнуть многие аргументы противников гелиоцентрической системы мира, которые утверждали, что вращение Земли заметно повлияет на явления, происходящие на ее поверхности. Например, по мнению геоцентристов, поверхность вращающейся Земли при падении любого тела уходила бы из-под этого тела, сдвигаясь на десятки или даже сотни метров. Галилей уверенно предсказал: «Любые эксперименты, которые должны показывать больше против вращения Земли, будут бесполезными».

Галилей опубликовал исследование колебаний маятника и заявил, что период колебаний не зависит от их амплитуды (это примерно верно для малых амплитуд). Он также обнаружил, что периоды колебаний маятника связаны как квадратные корни его длины. Результаты Галилея привлекли внимание Гюйгенса, который изобрел часы с маятниковым регулятором (1657); с этого момента появилась возможность точных измерений в экспериментальной физике.

Многие из аргументов Галилея являются набросками открытий намного позже, чем физические законы. Например, в «Диалоге» он сообщает, что вертикальная скорость шарика, катящегося по поверхности сложной местности, зависит только от его текущей высоты, и иллюстрирует этот факт несколькими мысленными экспериментами. Теперь мы сформулируем этот вывод как закон сохранения энергии в области гравитации. Точно так же он объясняет (теоретически незатухающий) колебание маятника. В статике Галилей ввел фундаментальную концепцию момента силы.

Астрономия

В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклой линзой и вогнутым окуляром. Труба дала приблизительно трехкратное увеличение. Вскоре он смог построить телескоп, дав увеличение в 32 раза. Следует отметить, что термин телескоп был введен в науку Галилеем (термин был предложен ему Федерико Цези, основателем «Академии деи Линчей»). Ряд телескопических открытий Галилея способствовал установлению гелиоцентрической системы мира, которую Галилей активно продвигал, и опровержению взглядов геоцентрических Аристотеля и Птолемея.

Галилей провел первые телескопические наблюдения небесных тел 7 января 1610 года. Эти наблюдения показали, что Луна, как и Земля, имеет сложный рельеф - покрытый горами и кратерами. Галилей объяснил пепельный свет Луны, известный с древних времен, как результат солнечного света, отраженного от Земли, входящей в наш естественный спутник. Все это опровергало учение Аристотеля о противопоставлении «земного» и «небесного»: Земля стала телом по существу той же природы, что и небесные тела, и это, в свою очередь, послужило косвенным аргументом в пользу Коперника. Система: если другие планеты движутся, то естественно предположим, что Земля движется. Галилей также обнаружил колебания Луны и довольно точно оценил высоту лунных гор. Юпитер открыл свои собственные луны - четыре луны. Таким образом, Галилей опроверг один из аргументов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, потому что вокруг него вращается Луна. Действительно, Юпитер, очевидно, должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической системе).

Полтора года наблюдений позволили Галилею оценить период обращения этих спутников (1612), хотя приемлемая точность оценки была достигнута только в эпоху Ньютона. Галилей предложил использовать наблюдения затмений лун Юпитера, чтобы решить наиболее важную проблему определения долготы в море. Сам он не мог разработать реализацию такого подхода, хотя он работал над ним до конца своей жизни; Кассини был первым, кто добился успеха (1681), однако из-за трудности наблюдения за морем метод Галилея использовался главным образом для наземных экспедиций, а после изобретения морского хронометра (середина 18-го века) проблема была закрыта.

Галилей также обнаружил солнечные пятна. Существование пятен и их постоянная изменчивость опровергли тезис Аристотеля о совершенстве небес. По результатам своих наблюдений Галилей пришел к выводу, что Солнце вращается вокруг своей оси, оценил период этого вращения и положение оси Солнца.

Галилей обнаружил, что Венера меняет фазы. С одной стороны, это доказало, что оно сияет отраженным светом Солнца (о котором не было ясности в астрономии предыдущего периода). С другой стороны, порядок изменения фазы соответствовал гелиоцентрической системе: в теории Птолемея Венера как «нижняя» планета всегда была ближе к Земле, чем Солнце, и «полная вера» была невозможна.

Галилей также отметил странные «придатки» на Сатурне, но слабость телескопа и вращение кольца, которое скрывало его от наблюдателя Земли, препятствовали раскрытию кольца. Спустя полвека кольцо Сатурна было обнаружено и описано Гюйгенсом, который имел в своем распоряжении 92-кратный телескоп.

Галилей показал, что при наблюдении через телескоп планеты видны как диски, видимые размеры которых в различных конфигурациях изменяются в соотношении, которое следует из теории Коперника. Однако диаметр звезд при наблюдениях с помощью телескопа не увеличивается. Это опровергло оценки видимого и реального размера звезд, которые использовались некоторыми астрономами в качестве аргумента против гелиоцентрической системы.

Млечный Путь, который выглядит как непрерывное сияние невооруженным глазом, распался на отдельные звезды (что подтвердило догадку Демокрита), и огромное количество ранее неизвестных звезд стало видимым.

В «Диалоге о двух системах мира» Галилей подробно объяснил (устами персонажа Сальвиати), почему он предпочитает систему Коперника, а не Птолемея

Артём, спасибо.


Может хоть так Сергей Сазонов № 5 от меня отстанет? кстати, в театр ходят одни такие люди, видимо у меня действительно нет признаков, но при этом обижать людей, если им  в паспорте прописали диагноз - некрасиво.

Я с ними общалась - и в принципе ничего плохого в них не вижу.

Может быть, какая-то степень отчаянья, что всем нам не везёт с работой.

Большинству. Артём, спасибо я про Лену См. иногда такие люди работают.


Да вот Алексею Серебрякову читать отзывы таких людей, и ждать мой. Артём, спасибо - надеюсь Алексею не надоест Эйнштейн - Аникина видимо последнее что взбесил Ферри, но мне Сильва Кальмана тоже резко разонравилась. Примё образом Сильвы - и им надоедает, но я надеюсь, что успею посмотреть любимого артиста Алексея Серебрякова в роли Эйнштейна.


Артём, спс - понравиться Людмиле Солод у Сергея Сазонова № 5 нет никаких шансов.
 

  Артём, да Сергея Сазонова № 5 Ярослав опередил...