Isaac Newton là một trong số ít những cái tên sẽ mãi mãi được lưu danh trong lịch sử vật lý. Sau đây là mười công trình nổi tiếng nhất của Newton đã làm thay đổi thế giới sau này.
Ba định luật về chuyển động của Newton
Ba định luật về chuyển động được Newton giới thiệu vào năm 1687 trong tác phẩm Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên lý toán học trong triết học tự nhiên). 3 định luật của ông đã đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển của cơ học cổ điển (còn gọi là cơ học Newton) trong thời gian sau này.
3 định luật của ông được miêu tả ngắn gọn như sau:
Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
Gia tốc của 1 vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỷ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.
Kính thiên văn phản xạ
Trước Newton, kính thiên văn tiêu chuẩn cũng cho phép khả năng phóng đại, nhưng có nhược điểm là sự khúc xạ khi sử dụng thấu kính thủy tinh có thể thay đổi hướng của các màu sắc khác nhau ở các góc độ khác nhau. Điều này gây ra "màu sắc sai", mờ, hoặc mất nét xung quanh các vật thể được quan sát qua kính thiên văn.
Sau nhiều lần mày mò và thử nghiệm, bao gồm cả việc mài các thấu kính của chính mình, Newton đã tìm ra giải pháp. Ông đã thay thế thấu kính khúc xạ bằng kính phản xạ, bao gồm một gương lớn, lõm để hiển thị hình ảnh chính và một kính phản xạ nhỏ hơn, phẳng hơn, để hiển thị hình ảnh cho mắt.
"Kính thiên văn phản xạ" mới của Newton có độ phóng đại, rõ nét hơn các phiên bản trước. Vì sử dụng gương nhỏ để đưa hình ảnh đến mắt, Newton chế tạo một kính thiên văn nhỏ hơn, thực tế hơn nhiều. Mô hình đầu tiên được chế tạo vào năm 1668, kích thước chỉ 6 inch, nhỏ hơn 10 lần so với các kính thiên văn khác cùng thời nhưng có thể phóng đại vật thể lên 40 lần. Kính thiên văn phản xạ này được Isaac Newton đem tặng cho Hiệp hội Hoàng gia Anh.
Xác định cầu vồng có 7 màu
Thông qua phân tích quang phổ của ánh sáng Isaac Newton là người đầu tiên giúp chúng ta hiểu và xác định được, cầu vồng trên bầu trời có 7 màu sắc khác nhau. Thực tế, ông bắt đầu nghiên cứu về ánh sáng và màu sắc từ khi chưa tạo ra kính thiên văn phản xạ.
Các nhà khoa học trước Newton, chủ yếu tuân theo các lý thuyết cổ xưa về màu sắc. Họ cho rằng, tất cả các màu đều bắt nguồn từ ánh sáng (trắng) và bóng tối (đen). Một số người thậm chí còn tin rằng, màu sắc của cầu vồng được hình thành bởi nước mưa với các tia sáng trên bầu trời.
Newton đã thực hiện loạt các thí nghiệm để phản bác lại các quan điểm đó. Trong căn phòng tối, ông hướng ánh sáng trắng qua lăng kính pha lê trên tường. Kết quả, phân tách thành 7 màu mà ngày nay chúng ta gọi là quang phổ màu (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím).
Định luật vạn vật hấp dẫn và phép tính vi phân, tích phân
Chuyện kể rằng, khi Newton đang ngồi dưới gốc cây táo trong trang trại thì bị quả táo rơi xuống trúng đầu. Từ đây, định luật vạn vận hấp dẫn của Newton ra đời và nó là cơ sở của cơ học cổ điển cho đến khi có thuyết tương đối của Albert Einstein.
Để giải thích các lý thuyết về lực hấp dẫn và chuyển động, Newton tiếp tục tạo ra một dạng toán chuyên biệt mới, gọi là vi phân, tích phân. Điều này có ý nghĩa to lớn đối với các nhà toán học, kỹ sư và nhà khoa học suốt nhiều thế kỷ.
