Кудрявцев П.С. Курс історії фізики. Перші успіхи експериментальної фізики П з кудрявцями історія фізики

Навчальний посібник. - 2 видавництва, испр. та дод. - М.: Просвітництво, 1982 - 448 с.: Іл. Курс історії фізики призначений для студентів педагогічних інститутів. У ньому викладено історію світової фізики від давнини донині. Книжка складається з трьох частин. У першій висвітлено історію становлення фізичної науки, що закінчується Ньютоном. Остання, третя частина присвячена історії становлення квантової, релятивістської та ядерної фізики. Головна праця всього життя П.С. Кудрявцева – тритомна «Історія фізики»; її перший том з'явився 1948 р., третій — 1971 р. У ньому охоплено всю фізику — від давніх часів донині. Автор уперше спробував висвітлити матеріал із марксистських позицій; одночасно у книзі віддавалося належне російським фізикам, чиї роботи часто замовчувалися іноземними істориками. позитивні якості«Історії фізики» та багатстві включеного до неї матеріалу вона, звичайно, не могла бути навчальним посібникомза курсом історії фізики (хоча б через величезний обсяг). Тож у наступні роки П.С. Кудрявцев пише «Історію фізики та техніки» (спільно з І.Я. Конфедератовим), а потім 1974 - «Курс історії фізики» для студентів педагогічних інститутів. У цьому вся курсі П.С. Кудрявцев врахував недоліки та позитивні сторони своїх попередніх робіт та приблизно втричі скоротив матеріал, включений до «Історії фізики». Зміст (під спойлером).

Н.М. Малів. Павло Степанович Кудрявцев (1904-1975)
Виникнення фізики (від давнини до Ньютона)
Фізика давнини
Зародження наукових знань
Початковий етап античної науки
Виникнення атомістики
Арістотель
Атомістика в післяаристотелевську добу
Архімед
Фізика середньовіччя
Історичні зауваження
Досягнення науки середньовічного Сходу
Європейська середньовічна наука
Боротьба за геліоцентричну систему
Історичні зауваження
Наукова революція Коперника
Боротьба за геліоцентричну систему світу. Джордано Бруно. Кеплер
Галілей
Виникнення експериментального та математичного методів
Нова методологія та нова організація науки. Бекон та Декарт
Перші успіхи експериментальної фізики
Завершення боротьби за геліоцентричну систему
Подальші успіхи експериментальної фізики
Ньютон
Розвиток основних напрямів класичної фізики (XVIII-XIX ст.)
Завершення наукової революції у XVIII ст.
Історичні зауваження
Наука у Росії. М.В. Ломоносів
Механіка XVIII ст.
Молекулярна фізикаі теплота у XVIII столітті
Оптика
Електрика та магнетизм
Розвиток основних напрямів фізики у ХІХ ст.
Розвиток механіки у першій половині ХІХ століття
Розвиток хвильової оптики у першій половині ХІХ століття
Виникнення електродинаміки та її розвиток до Максвелла
Електромагнетизм
Виникнення та розвиток термодинаміки. Карно
Відкриття закону збереження та перетворення енергії
Створення лабораторій
Другий початок термодинаміки
Механічна теорія тепла та атомістика
Подальший розвитоктеплофізики та атомістики
Виникнення та розвиток теорії електромагнітного поля
Відкриття електромагнітних хвиль
Винахід радіо
Основні напрями наукової революції у фізиці XX ст.

Електродинаміка рухомих середовищ та електронна теорія
Теорія відносності Ейнштейна
Критика механіки Ньютона та геометрії Евкліда
Подальший розвиток теорії відносності
Виникнення атомної та ядерної фізики
Відкриття Рентгену
Відкриття радіоактивності
Відкриття П. та М. Кюрі
Відкриття квантів
Перший етап революції у фізиці
Відкриття радіоактивних перетворень. Ідея атомної енергії
Розвиток квантової теорії Ейнштейном
Ленінський аналіз "Новій революції в природознавстві"
Атом Резерфорда - Бора
Моделі атома до Бору
Відкриття атомного ядра
Атом Бора
Становлення радянської фізики
Історичні зауваження
Радіотехніка та радіофізика
Розвиток теоретичної фізики радянськими вченими
Розвиток інших напрямів радянської фізики
Виникнення квантової механіки
Проблеми теорії Бора
Ідеї ​​де Бройля
Виникнення квантової статистики
Відкриття спина
Механіка Гейзенберга та Шредінгера
Розвиток ядерної фізики у 1918-1938 роках.
Початок атомної енергетики. Відкриття ізотопів
Розщеплення ядра
Історія відкриття нейтрону
Історія відкриття нейтрону
Протонно-нейтронна модель ядра
Космічні промені. Відкриття позитрону
Прискорювачі
Штучна радіоактивність
Досліди Фермі
Теорія β-розпаду Фермі
Відкриття ядерної ізомерії
Поділ урану
Здійснення ланцюгової реакції поділу ядер
Література
Класики марксизму-ленінізму
Загальні твори з історії та методології фізики
Праці діячів фізичної науки
Біографії та монографії, присвячені окремим ученим

Навчальний посібник є курсом лекцій з історії фізики з найдавніших часів до наших днів. Завдання посібника – підготувати майбутніх вчителів до здійснення історичного підходу у викладанні фізики у школі. Тому значну увагу в ньому приділено історії відкриття фізичних законів та явищ, представлених у програмі
середньої школи. Докладно викладено також історію сучасної фізики, що дозволяє розширити світогляд майбутніх вчителів.
Для студентів вищих навчальних закладів.

ПРЕДМЕТ І МЕТОДИ ІСТОРІЇ ФІЗИКИ.
Приступаючи до вивчення будь-якої нової науки, необхідно передусім ясно уявляти: про що ця наука, яке місце вона посідає у загальнолюдському інтелектуальному багажі та якими методами оперує. У разі вивчення стає цілком усвідомленим, а застосування отриманих знань - найоптимальнішим. Максимально це стосується майбутніх педагогів, яким адресовано цей навчальний посібник.

Предмет історії фізики - процес виникнення та розвитку фізичної науки як єдиного цілого, як суспільного явища, що займає певне місце у житті людей і виконує в ній конкретну роль.

Історію фізики слід сприймати як синтез природничо і гуманітарного підходів до вивчення природи та суспільства. Перший характеризується точністю, обгрунтованістю, логічними зв'язками елементів. Гуманітарний підхід привносить у цю дисципліну потужний емоційний вплив, відчуття причетності до подій, характерні для всіх областей історичної науки. Саме тому вивчення історії фізики можна розглядати як один із головних напрямів гуманітаризації природничо-наукової освіти. Для більшості точних наук вивчення їх історії є найкращим способомреалізувати їхню гуманізацію.

ЗМІСТ
Передмова
Вступ
Лекція 1. Предмет та методи історії фізики
Частина 1. ФІЗИКА НА ПОЧАТКУ ШЛЯХУ
Лекція 2. Передісторія фізики. Антична наука
Біографії видатних учених античного періоду
лекція 3. Фізичні знанняСередньовіччя та епохи Відродження.
Біографії видатних учених Середньовіччя та епохи Відродження
Лекція 4. Наукова революція XVI-XVII ст
Біографії найбільших учених XVI-XVII ст.
Лекція 5. Галілео Галілей та його сучасники.
Формування основ наукового знання
Біографії найбільших вчених – сучасників Галілея
Лекція 6. Ньютон та його науковий метод
Частина 2. КЛАСИЧНА ФІЗИКА
Лекція 7. Розвиток класичної механіки
Біографії видатних учених-механіків
Лекція 8. Відкриття основних законів електромагнетизму
Біографії першовідкривачів законів електромагнетизму
Лекція 9. Дж. К. Максвелл та його електромагнітна теорія
Біографії найбільших учених, які працювали в галузі електромагнетизму
Лекція 10. Розвиток оптики XVII-XIX ст.
Біографії найбільших вчених-оптиків
Лекція 11. Експериментальні обґрунтування молекулярно-кінетичної теорії та виникнення статистичної фізики
Біографії видатних учених – дослідників теплоти
Лекція 12. Відкриття закону збереження та перетворення енергії
Біографії найбільших учених, творців термодинаміки та статистичної фізики
Частина 3. СУЧАСНА ФІЗИКА
Лекція 13. Наукова революція кінця XIX- початку XX ст
Біографії засновників квантової теорії
Лекція 14. Електродинаміка рухомих середовищ та електронна теорія. А. Ейнштейн
Біографії творців електронної теорії та теорії відносності
Лекція 15. Виникнення атомної та ядерної фізики
Біографії найбільших вчених - зачинателів ядерної фізики та квантової механіки
Лекція 16. Наука та суспільство. Нобелівські премії з фізики
Лауреати Нобелівської преміїпо фізиці
Лекція 17. Сучасна фізика. Історія фізичних відкриттів кінця XX ст
Лекція 18. Російська та радянська фізика
Висновок.

Безкоштовно завантажити електронну книгуу зручному форматі, дивитися та читати:
Скачати книгу Історія фізики, Ільїн В.А., 2003 - fileskachat.com, швидке та безкоштовне скачування.

Курс історії фізики призначено для студентів педагогічних інститутів. У ньому викладено історію світової фізики від давнини донині. Книжка складається з трьох частин. У першій висвітлено історію становлення фізичної науки, що закінчується Ньютоном. Остання, третина присвячена історії становлення квантової, релятивістської та ядерної фізики.

Кудрявцев Павло Степанович

Навч. посібник для студентів пед. ін-тов з фіз. спец. - 2 видавництва, испр. та дод. - М.: Просвітництво, 1982. - 448 с., іл

Павло Степанович Кудрявцев – один із відомих радянських фахівців з історії фізики – виріс у сім'ї сільських вчителів; батьки допомогли йому здобути середню освіту і з дитинства прищепили смак до науки та мистецтва.

Будучи студентом фізико-математичного факультету Московського державного університету, П. З. Кудрявцев виділявся серед товаришів виняткової пам'яттю, здатністю легко схоплювати нові ідеї, готовністю обговорювати в колективі, допомагаючи оточуючим засвоювати невідомий, іноді дуже складний матеріал. Живий, який захоплюється, П. С. Кудрявцев ділив свій час між фізикою, історією, театром та поезією. Він сам писав непогані вірші.

Після закінчення МДУ (1929 р.) П. С. Кудрявцев працював у педагогічних інститутах Горького та Орла; з 1946 до кончини він викладав у Тамбовському педагогічному інституті, в якому очолював кафедру теоретичної фізики. Там він організував курс історії фізики, розгорнув єдиний у країні музей з історії фізики, створив школу молодих істориків науки і досяг відкриття аспірантури з цієї дисципліни.

У 1944 р. за книгу про Ньютона йому було присуджено наукова ступінькандидата, а 1951 р. – за перший том «Історії фізики» – науковий ступінь доктора фізико-математичних наук.

Головна праця всього життя П. С. Кудрявцева – тритомна «Історія фізики»; її перший том з'явився 1948 р., третій - 1971 р. У ній була охоплена вся фізика - від давніх часів до наших днів. Автор уперше спробував висвітлити матеріал із марксистських позицій; одночасно у книзі віддавалося належне російським фізикам, чиї роботи часто замовчувалися іноземними істориками.

За багатьох позитивних якостей «Історії фізики» та багатстві включеного до неї матеріалу вона, звичайно, не могла бути навчальним посібником з курсу історії фізики (хоча б через величезний обсяг).

Тому в наступні роки П С Кудрявцев пише «Історію фізики та техніки» (спільно з І Я Конфедератовим), а потім 1974 р «Курс історії фізики» для студентів педагогічних інститутів У цьому курсі П С Кудрявцев врахував недоліки та позитивні сторони своїх попередніх робіт і приблизно роє скоротив матеріал, включений до «Історії фізики»

Працівникам педагогічних інститутів, шкіл, а також студентам і учням знайомі й інші праці П. С. Кудрявцева - книги про Торрічеллі, Фарадею і Максвелла, статті та виступи з питань історії фізики. Роботи П. С. Кудрявцева відомі за кордоном. членом-кореспондентом Міжнародної Академії з історії наук.

Все життя П С Кудрявцев ратував за введення історії фізики в учбові планифізичних факультетів педагогічних інститутів Сподіватимемося, що перевидання «Курсу історії фізики» стане поштовхом для втілення в життя заповітної мрії Павла Степановича.

Професор, доктор фізико-математичних наук Н Н Малов

В даний час є достатньо книг радянських та зарубіжних авторів, що викладають історію фізики від давнини до наших днів Проте видавництво «Просвіта» запропонувало автору написати однотомний курс, який міг би служити навчальним посібником з історії фізики для студентів педагогічних інститутів.

Головна труднощі у викладанні історії фізики полягає в диспропорції між її величезним матеріалом і кількістю годин, що відводяться на вивчення цього предмета. це часто пропонують, зосередити увагу на одній частині курсу, наприклад на історії сучасної фізики, то виходить спотворена, одностороння картина розвитку фізичної науки. Тим часом майбутньому вчителю необхідно мати досить повне уявлення про розвиток науки, починаючи з її виникнення і закінчуючи сучасним станом. Йому доводиться розповідати учням про Архімеда і Ейнштейна, про Ньютона і Резерфорда, про Ломоносова і Курчатова Ці відомості, принаймні в головних рисах, він повинен отримати з «Курсу історії фізики» Тому в книзі, що пропонується, дана картина розвитку фізики на всьому протязі її історії.

Книга складається з трьох частин У першій з них викладено історію становлення фізичної науки, починаючи з накопичення основних фізичних відомостей у процесі повсякденного досвіду та закінчуючи фізикою Ньютона.

У другій частині розглянуто історію розвитку основних напрямів класичної фізики у XVIII-XIX ст.

Остання, третина присвячена викладу провідних напрямів фізики XX в теорії відносності, теорії квантів, атомної та ядерної фізики.

У книзі досить повно розкрито історію формування основних фізичних ідей, наведено витяги із праць класиків фізичної науки, біографічні відомості.

Основне завдання будь-якої науки-відкрити закони, що діють у тій галузі, якою займається ця наука. Основне завдання історії науки полягає, таким чином, у тому, щоб знайти закони, що керують розвитком науки. Може здатися здавалося б, що таких законів немає. Не можна передбачати появу Архімедів. Ньютонів. Лобачевських, не можна керувати мисленням та творчістю вченого. Історія науки зовні представляється як наслідок неконтрольованої діяльності окремих геніальних мислителів, поведінка яких не можна уподібнювати поведінці якого-небудь каменю, що падає в полі тяжіння. Безперечно, що наука - продукт діяльності людей, до того ж найбільш складної та тонкої діяльності: пізнавальної, творчої. Проте розвиток науки відбувається у певних історичних умовах, які грають важливу, визначальну роль, і ці умови доступні науковому аналізу.

Історичний матеріалізм вперше уможливив наукове пізнання історичного розвиткулюдства відкрив реальну основу діяльності людей, у тому числі основу їх духовної діяльності. Такою реальною основою є спосіб виробництва матеріальних благ, необхідних існування кожної людини та всього людського суспільства. Саме процес продуктивної трудової діяльності відіграв вирішальну роль у виділенні людини зі стада тварин, у розвитку його пізнання та соціальних умов його буття. Енгельс писав у своїй роботі «Роль праці в процесі перетворення мавпи на людину»: «Найпрацю ставав від покоління до покоління більш різноманітним, більш досконалим, більш багатостороннім. До полювання та скотарства додалося землеробство, потім прядіння та ткацтво, обробка металів, гончарне ремесло, судноплавство. Поряд з торгівлею та ремеслами з'явилися, нарешті, мистецтво та наука; з племен розвинулися нації та держави». 1 Енгельс Ф. Діалектика природи. – Маркс К., Енгельс ф. Соч. 2-ге вид., т. 20, с. 493.)

Таким чином, саме виникнення науки стає можливим лише на певному ступені економічного розвитку, у країнах з розвиненим землеробством, з міською культурою, а надалі розвиток науки відповідає розвитку економіки.

Енгельс абсолютно чітко пише з цього приводу: «...вже від початку виникнення та розвиток наук обумовлено виробництвом». 1 Енгельс ф. Діалектика природи. - Маркс К., Енгельс Ф. Соч. 2-ге вид., т. 20, с. 493.)

Перші успіхи експериментальної фізики

Отже, приблизно з сорокових років XVI століття до сорокових років XVII століття (від Коперника до Галілея) відбувався складний революційний процес заміни середньовічного світогляду та науки новим світоглядом та новою наукою, що базується на досвіді та практиці. Була зроблена велика робота з обґрунтування та зміцнення геліоцентричної системи світу (Коперник, Бруно, Кеплер, Галілей), з критики перипатетичної методології та науки, з вироблення методологічних засаднової науки (Бекон, Галілей, Декарт). Успіх цього великого, надзвичайно важливого для розвитку всієї людської культури і суспільної свідомості справи визначився значною мірою досягнутими конкретними науковими та практичними результатами.

Успіхи експериментального та математичного методупозначилися насамперед у механіці Вже Леонардо да Вінчі по-новому підійшов до статичних та динамічних завдань механіки. XVI століття було століттям освоєння античної спадщини. Коммандіно (1509-1575) переклав праці Евкліда, Архімеда, Герона, Паппа Олександрійського. Учень Комман-діно, покровитель і друг Галілея, Гвідо Убальдо дель Монте (1545-1607) видав у 1577 р. твір за статикою, в якому виклав роботи древніх авторів і розвинув їх, вирішуючи завдання рівноваги косого важеля, не знаючи, що це завдання було вже вирішено Леонардо. Гвідо Убальдо ввів у науку термін «момент». Цей термін взагалі широко використовувався у XVI та на початку XVII ст., зокрема Галілеєм, проте в Убальдо він найбільш підходить до сучасного поняття «статичний момент сили». Гвідо Убальдо показує, що для рівноваги важеля важливі значення сил і довжини перпендикулярів, опущених з точки опори на лінії дії сил (вантажів).

Рис. 9. Титул книги Стевіна

Новий підхід до статичних проблем ми знаходимо у класичній праці «Початку статики» голландського інженера та математика Симона Стевіна (1548-1620), якому математика зобов'язана запровадженням десяткових дробів. Математичний підхід у Сте-вина поєднується з досвідом та технічною практикою. На титульному листі трактату Стевіна намальована похила площина, обвита ланцюгом, складеним із з'єднаних разом куль. Напис над малюнком каже: «Диво і не диво». Похила площина на малюнку зображена у вигляді прямокутного трикутникаіз горизонтальною гіпотенузою. Частина ланцюга, що обвиває гіпотенузу, має велику довжину і містить більша кількістькуль, ніж ті її ділянки, що прилягають до катетів. Більша частинамає більшу вагу, тому, здавалося б, що вага ланцюга, що належить до більшого катету, перетягне, і ланцюг почне рухатися. Але так як картина розподілу куль при цьому не змінюється, то рух має тривати вічно. Вічний рух Стевін вважає за неможливе, тому він вважає, що дія ваги куль на обох катетах однакова (нижня частина ролі не грає, вона абсолютно симетрична). Звідси він робить висновок, що сила, що скочує вантаж по похилій площині, у стільки ж разів менше ваги вантажу, у скільки разів висота площини менша за її довжину. Так було вирішено завдання, перед яким зупинилися Архімед, арабські та європейські механіки.

Але Стевін пішов ще далі. Він зрозумів векторний характер сили та вперше знайшов правило геометричного складання сил. Розглядаючи рівновагу ланцюга на трикутнику, Стевін уклав, що й три сили паралельні сторонам трикутника та його модулі пропорційні довжинам цих сторін, всі вони врівноважуються. У творі Стевіна міститься також принцип можливих переміщень у застосуванні до поліспасту: у скільки разів поліспаст дає виграш у силі, у стільки ж програє в дорозі, менший вантаж проходить більший шлях.

Особливо важливою є частина трактату Стевіна, присвячена гідростатиці. Для вивчення умов рівноваги важкої рідини Стевін користується принципом затвердіння – рівновага не порушиться, якщо частини врівноваженого тіла отримають додаткові зв'язки, затвердіють. Тому, виділивши подумки у масі важкої рідини, що у рівновазі, довільний обсяг, ми порушимо цієї рівноваги, вважаючи рідина у тому обсязі затверділої. Тоді вона представляє собою тіло, вага якого дорівнює вазі води обсягом цього тіла. Оскільки тіло знаходиться в рівновазі, на нього з боку навколишньої рідини діє сила, спрямована вгору, що дорівнює його вазі.

Оскільки рідина, що оточує тіло, залишається незмінною, якщо це тіло замінити будь-яким іншим тілом тієї ж форми і об'єму, то вона завжди діє на тіло з силою, що дорівнює вазі рідини в обсязі тіла.

Цей витончений доказ закону Архімеда увійшов до підручників.

Стевін доводить далі шляхом логічних міркувань та підтверджує експериментом, що ваговий тиск рідини на дно судини визначається площею дна та висотою рівня рідини і не залежить від форми судини. Значно пізніше цей гідростатичний парадокс був відкритий Паскалем, який не знав твори Стевіна, написаного мало поширеною голландською мовою.

Як практик-кораблебудівник Стевін розглядає умови плавання тіл, підраховує тиск рідини на бічні стінки, вирішуючи питання, важливі для кораблебудування.

Отже, Стевін як відновив результати Архімеда, а й розвинув їх. З нього починається новий етапв історії статики та гідростатики.

Майже одночасно зі Стевіном і незалежно від нього питання статики та гідростатики вирішував Галілей. Він також знайшов закон рівноваги тіл на похилій площині, яку вивчив дуже докладно. Похила площина зіграла важливу рольу механічних дослідженнях Галілея. До цього ми ще повернемося під час обговорення динаміки Галілея.

Галілей відновив у простішій і зміненій формі архімедівський доказ закону важеля. Він обгрунтував його заново, спираючись сутнісно на принцип можливих переміщень (за допомогою цього не сформульованого ним ще у явній формі принципу Галілей обґрунтував і закон похилої площини).

Обговоренню закону Архімеда і умов плавання тіл присвячено твір Галілея, що вийшов у 1612 р. «Міркування про тіла, що перебувають у воді». І цей твір Галілея нероздільно пов'язаний з його боротьбою за нову світогляд і нову фізику. Він писав: «Я вирішив написати справжнє міркування, у якому сподіваюся показати, що часто розходжуся з Аристотелем у поглядах не з забаганки і тому, що не читав його чи зрозумів, але з переконливих доказів». У цьому творі він пише і про свої нові дослідження супутників Юпітера, і про відкриті їм сонячні плями, спостерігаючи які він вивів, що Сонце повільно обертається навколо своєї осі.

Переходячи до основної теми твору, Галілей полемізує з перипатетиками, які вважають, що плавання тіл визначається насамперед формою тіла. Оригінальний підхід Галілея до обґрунтування закону Архімеда та теорії плавання тел. Він розглядає поведінку тіла в рідині в обмеженому обсязі і ставить питання про вагу рідини, здатної утримати тіло заданої ваги. Питання Галілея обговорювалося на сторінках радянських науково-популярних журналів. Йому присвячувалися сторінки фундаментальних монографій з гідростатики та механіки)

Головна нагорода Галілея в обґрунтуванні динаміки. До того, що вже було сказано з цього питання, нам залишається додати небагато, але це має істотне значення. Галілею належить фундаментальне відкриття незалежності прискорення вільного падіннявід маси тіла, яке він знайшов, спростовуючи думку Аристотеля, швидкість падіння тіл пропорційна їх масі. Галілей показав, що ця швидкість однакова всім тіл, якщо відволіктися від опору повітря, і пропорційна часу падіння, пройдений ж у вільному падінні шлях пропорційний квадрату часу.

Відкривши закони рівноприскореного руху, Галілей одночасно відкрив закон незалежності дії сили. Справді, якщо сила тяжіння, діючи на тіло, що спочиває, повідомляє йому за першу секунду певну швидкість, тобто змінює швидкість від нуля до деякого кінцевого значення (9,8 м/с), то в наступну секунду, діючи вже на Тіло, що рухається, вона змінить його швидкість на ту ж саму величину і т. д. Це і відображається законом пропорційності швидкості падіння часу падіння. Але Галілей не обмежився цим і, розглядаючи рушійство тіла, кинутого горизонтально, наполегливо підкреслював незалежність швидкості падіння від повідомленої тілу при киданні горизонтальної швидкості: «Чи не чудова річ, - каже Сагредо в «Діалозі»,- що в той самий малий час, який потрібно для вертикального падіння на землю з висоти якихось сто ліктів, ядро, силою пороху викинуте з гармати, пройде чотириста, тисячу, чотири тисячі, десять тисяч ліктів, так що при всіх горизонтально спрямованих пострілах залишиться в повітрі однаковий час».

Галілей визначає і траєкторію горизонтально покинутого тіла. У «Діалозі» він вважає її помилково дугою кола У «Бесідах» він виправляє свою помилку і вважає, що траєкторія руху тіла параболічна.

Закони вільного падіння Галілей перевіряє на похилій площині Він встановлює важливий факт, що швидкість падіння не залежить від довжини, а залежить лише від висоти похилої площини. Далі він з'ясовує, що тіло, що скатилося по похилій площині з певної висоти, підніметься на ту ж висоту без тертя. Тому і маятник, відведений убік, пройшовши через положення рівноваги, підніметься на ту саму висоту незалежно від форми шляху. Таким чином, Галілей по суті відкрив консервативний характер поля тяжіння. Що ж до часу падіння, воно відповідно до законами рівноприскореного руху пропорційно кореню квадратному з довжини площини. Порівнюючи часи скочування тіла по дузі кола і по хорді, що стягує її, Галілей знаходить, що тіло скочується швидше по колу Він вважає також, що час скочування не залежить від довжини дуги, тобто дуга кола ізохронна. Це твердження Галілея справедливе лише малих дуг, але мало дуже важливого значення. Відкриття ізохронності коливань кругового маятника Галілей використовував для вимірювання проміжків часу та сконструював годинник із маятником. Конструкцію свого годинника він не встиг опублікувати. Вона була опублікована після його смерті, коли маятниковий годинник вже був запатентований Гюйгенсом.

Винахід маятникового годинника мало величезне наукове та практичне значення, і Галілей чуйно зрозумів значення свого відкриття. Гюйгенс виправив помилку Галілея, показавши, що ізохронною є циклоїда, і використав у своїх годинниках циклоїдальний маятник. Але теоретично правильний циклоїдальний маятник практично виявився незручним, і практики перейшли до галилеївського, кругового маятника, який і досі застосовується у годиннику.

Ще за життя Галілея Еванджеліста Торрічеллі (1608-1647) звернув на себе його увагу своїм твором, у якому вирішив завдання про рух тіла, кинутого з початковою швидкістю під кутом до горизонту. Торрічеллі визначив траєкторію польоту (вона виявилася параболою), обчислив висоту та дальність польоту, показавши, що при заданій початковій швидкості найбільша дальність досягається при напрямку швидкості під кутом 45° до горизонту. Торрічеллі розробив метод побудови щодо параболи. Завдання знаходження дотичних до кривих призвело до виникнення диференціального обчислення. Галілей запросив Торрічеллі до себе і зробив його своїм учнем та наступником.

Ім'я Торрічеллі назавжди увійшло в історію фізики як ім'я людини, яка вперше довела існування атмосферного тиску і отримала «торрічеллієву порожнечу». Ще Галілей повідомляв про спостереження флорентійських колодязів, що вода не витягується насосом на висоту деякого певного значення, що становить трохи більше Юм. Галілей уклав звідси, що арістотелівська «страх порожнечі» не перевищує деякого вимірюваного значення.

Торрічеллі пішов далі і показав, що в природі може існувати порожнеча Виходячи з уявлення, що ми живемо на дні повітряного океану, що надає на нас тиск, він запропонував Вівіані (1622-3703) виміряти цей тиск за допомогою запаяної трубки, заповненої ртуттю При перекиданні трубки У посудину з ртуттю ртуть з неї виливалася не повністю, а зупинялася на певній висоті, так що в трубці над ртуттю утворювався порожній простір. Вага стовпа ртуті вимірює тиск атмосфери. Так був сконструйований перший у світі барометр.

Відкриття Торрічеллі викликало величезний резонанс Впала ще одна догма перипатетичної фізики. Декарт відразу ж запропонував ідею вимірювання атмосферного тиску на різних висотах Ця ідея була реалізована французьким матемагіком, фізиком і філософом Паскалем Блезом Паскалем (1623-1662) - чудовим математиком, відомим своїми результатами в геометрії, теорії числа, теорії ймовірностей і т. д., увійшов в історію фізики як автор закону Паскаля про всебічну рівномірну передачу тиску рідини, закону сполучених судин і теорії гідравлічного преса із висотою. Цілком ясно, що «боязнь порожнечі», яку ще в 1644 р. визнавав Паскаль, суперечила цьому результату, як і встановленому ще Торрічеллі факту зміни висоти ртутного стовпа в залежності від стану погоди. З досвіду Торрічеллі народилася наукова метеорологія. повітряних насосів, відкриття закону пружності газів і винаходу пароатмосферних машин, що започаткував розвиток теплотехніки. Отже, досягнення науки стали служити техніці Поряд із механікою почала розвиватися оптика. Тут практика випередила теорію. Голландські майстри очок збудували першу оптичну трубу, не знаючи закону заломлення світла. Цього закону не знали Галілей та Кеплер, хоча Кеплер правильно креслив хід променів у лінзах та системах лінз. Закон заломлення знайшов голландський математик Віллеброрд Снел-Ліус (1580-1626). Однак він його не опублікував. Вперше опублікував і обґрунтував цей закон за допомогою моделі частинок, що змінюють швидкість руху при переході з одного середовища в інше, Декарт у своїй «Діоптриці» в 1637 р. Ця книга, що є одним із додатків до «Міркування про метод», характерна своїм зв'язком з практикою. Декарт відправляється від практики виготовлення оптичного скла та дзеркал і приходить до цієї практики. Він шукає засоби уникнути недосконалості скла та дзеркал, засоби усунення сферичної аберації. З цією метою він досліджує різні форми відбиваючих і заломлюючих поверхонь: еліптичну, параболічну і т.д.

Зв'язок із практикою, з оптичним виробництвом взагалі й у оптики XVII в. Найбільші вчені цієї епохи, починаючи з Галілея, самі виготовляли оптичні прилади, обробляли поверхню скла, вивчали та вдосконалювали досвід практиків. Ступінь обробки поверхонь лінз, виготовлених Торрічеллі, була настільки досконала, що сучасні дослідники припускають, що Торрічеллі володів інтерференційним методом перевірки якості поверхонь. Голландський філософ Спіноза видобував кошти для існування виготовленням оптичного скла. Інший голландець – Левенгук – виготовляв чудові мікроскопи та став засновником мікробіології. Ньютон, сучасник Снелліуса і Левенгука, був винахідником телескопа і власноруч, з незвичайним терпінням шліфуючи та обробляючи поверхні, виготовляв їх. В оптиці фізика йшла пліч-о-пліч з технікою, і цей зв'язок не поривається до теперішнього часу.

Іншим важливим досягненням Декарта в оптиці була теорія веселки. Він правильно побудував хід променів у дощовій краплі, вказав, що перша, яскрава дуга виходить після дворазового заломлення та одного відображення у краплі, друга дуга – після дворазового заломлення та дворазового відбиття. Відкрите Кеплером явище повного внутрішнього відбиття використовується, таким чином, у декартівській теорії веселки. Проте причин райдужних кольорів Декарт не досліджував. Попередник Декарта у дослідженні веселки, який помер у в'язниці інквізиції Домініс відтворив кольори веселки у скляних кулях, заповнених водою (1611).

Початок дослідження в галузі електрики і магнетизму було покладено книгою лікаря англійської королеви Єлизавети Вільяма Гільберта (1540-1603) «Про магніт, магнітні тіла і про великий магніт - Землі, нова фізіологія», що вийшла в 1600 р. Гільберт стрілки в компасі. Її кінець не «тягнеться» до небесного полюса (як думали до Гільберта), а притягується полюсами земного магніту. Стрілка знаходиться під впливом земного магнетизму, магнітного поля землі, як ми пояснюємо тепер.

Гільберт підтвердив свою ідею моделлю земного магніту, виточивши з магнітного залізняку кулю, яку він назвав «террелою», тобто «земелькою». Виготовивши маленьку стрілку, він демонстрував її спосіб та зміну кута способу з широтою. Магнітне відмінювання на своїй терелі Гільберт продемонструвати не міг, оскільки полюси його терели були для нього і географічними полюсами.

Далі Гільберт відкрив посилення магнітної дії залізним якорем, яке правильно пояснило намагніченням заліза. Він встановив, що намагнічення заліза та сталі відбувається і на відстані від магніту (магнітна індукція).

Йому вдалося намагнітити залізні дроти магнітним полем Землі. Гільберт зазначив, що сталь, на відміну від заліза, зберігає магнітні властивості після видалення магніту. Він уточнив спостереження Перегріна, показавши, що при розламуванні магніту завжди виходять магніти з двома полюсами і, таким чином, поділ двох магнітних полюсів неможливий.

Великий крок уперед зробив Гільберт і вивчення електричних явищ. Експериментуючи з різними каменями та речовинами, він встановив, що, крім бурштину, властивість притягувати легкі предмети після натирання набуває ряду інших тіл (алмаз, сапфір, аметист, гірський кришталь, сірка, смола тощо), які він назвав електричними, тобто подібними до бурштину. Усі інші тіла, насамперед метали, які виявляли такі властивості, Гільберт назвав «неелектричними». Так у науку увійшов термін «електрика», і так було започатковано систематичне вивчення електричних явищ. Гільберт досліджував питання подібність магнітних і електричних явищ і дійшов висновку, що це явища глибоко різні і пов'язані між собою. Цей висновок тримався у науці понад двісті років, поки Ерстед не відкрив магнітне поле електричного струму.

«Я віддаю найбільшу хвалу і заздрю ​​цьому авторові», - писав Галілей у «Діалозі» про книгу Гільберта. «Він здається мені гідним найбільшої похвали також за багато зроблених ним нових і достовірних спостережень, ...і я не сумніваюся, що з часом ця нова наука буде вдосконалюватися шляхом нових спостережень і особливо шляхом правильних і необхідних доказів. Але від цього не має зменшуватись слава першого спостерігача».

Нам залишилося додати кілька слів щодо вивчення теплових явищ. Теплота та холод в арістотелівській фізиці були одними з первинних якостей і тому подальшому аналізу не підлягали. Звичайно, уявлення про «ступінь нагрітості» чи холоду існували й раніше, люди відзначали і сильний холод, і сильну спеку. Але лише у XVII ст. почалися спроби визначення температури об'єктивнішими показниками, ніж людські відчуття. Один із перших термометрів, точніше, термоскопів був виготовлений Галілеєм. Дослідження теплових явищ після смерті Галілея продовжували флорентійські академіки. З'явилися нові форми термометрів. Ньютон виготовив термометр із лляною олією.

Однак термометрія міцно стала на ноги лише у XVIII ст., коли навчилися виготовляти термометри з постійними точками. У всякому разі, в епоху Галілея намітився науковий підхід до вивчення теплових явищ. Були зроблені перші спроби побудувати теорлю теплоти. Цікаво, що Бекон вирішив застосувати свій метод саме для дослідження теплоти.

Зібравши велику кількість відомостей, у тому числі й неперевірених фактів, розташувавши їх у придуманій ним таблиці «Позитивних інстанцій» та «Негативних інстанцій», він все ж таки дійшов правильного висновку, що теплота є формою руху найдрібніших частинок.