Надо Знать

добавить знаний



Жан Батист Жозеф Фурье \ 'является


Fourier.jpg

План:


Введение

Жан Батист Жозеф Фурье
Fourier.jpg
Родился 21 марта 1768
Осер, Франция
Умер 16 мая 1830
Париж Франция
Место жительства Париж
Гражданство Франция
Область научных интересов математика, физика
Заведение Политехническая школа
Известен благодаря: ряд Фурье, теплопроводность

Жан Батист Жозеф Фурье ( фр. Jean Baptiste Joseph Fourier * 21 марта 1768 - ? 16 мая 1830) - французский математик и физик, известен тем, что основал использования рядов Фурье для решения задач математической физики. В честь Фурье названы преобразования Фурье и основное уравнение теплопроводности - закон Фурье. Фурье считается первооткрывателем парникового эффекта.


1. Биография

Жан Батист Жозеф Фурье родился в городе Осер, в семье портного. Он остался круглым сиротой в восьмилетнем возрасте. Некая дама, "заметив в нем деревянные и нежность не по состоянию", позаботилась о нем, дав хорошую рекомендацию местному епископу. Тот направил мальчика в военную школу, которой тогда руководили бенедиктинцы конгрегации св. Марка. Жан Батист проходил обучение с удивительной легкостью и быстротой, а окончив школу, остался там преподавателем.

Фурье участвовал в революции и получил место в Высшей нормальной школе при ее образовании в 1794. В 1796 году возглавил кафедру математического анализа в знаменитой Политехнической школе, причем его лекции отличались отточенностью и изяществом стиля. "Они не были собраны, - с сожалением констатирует Франсуа Араго, биограф Фурье, и добавляет: - Тайна его преподавания состояла в искусном сочетании истин с интересными приложениями и малоизвестными историческими подробностями, почерпнутыми из оригинальных источников, ныне встречается довольно редко ".

В 1798 году Фурье вместе с Гаспаром Монжем и Бертолле принял участие в Египетской экспедиции Наполеона и пытался выработать рекомендации по совершенствованию земледелия и ирригационной техники Египта. Его дипломатический дар и умение устанавливать дружеские отношения с арабами помогли в ряде случаев избежать кровопролития. Фурье стал секретарем Египетского института, основанного Наполеоном во время кампании.

После поражения экспедиции и возвращении во Францию ​​Наполеон назначил Фурье префектом Изер. В Гренобле он занимался административной деятельностью и одновременно - теорией распространения тепла в твердом теле. После реставрации Бурбонов Фурье потерял свою должность.

1817 года Фурье был избран членом Французской академии наук, постоянным секретарем которого он стал в 1822 после смерти Деламбр. 1826 -го Фурье стал членом Французской академии. 1823 -м он был избран иностранным членом Лондонского королевского общества. Самая труд Фурье "Аналитическая теория тепла" (Th?orie analytique de la chaleur) была напечатана в 1822.

Последние годы Жана Фурье, избранное постоянным секретарем Парижской академии наук, прошли в бесконечных выступлениях. Американский исследователь Э. Т. Белл рассказывает, что Фурье стал нестерпимо разговорчивым и вместо того, чтобы продолжать исследования, развлекал публику хвастливыми рассказами о том, что он собирается сделать.

Видимо, его все чаще одолевали воспоминания о Египетскую экспедицию, потому что он стал утверждать, что самой полезной для здоровья является жара пустыни, как мумия закутывался в массу одежды и накаляло воздуха своих комнат до адской температуры. Скончался на 63-м году жизни - не исключено, что от болезни сердца. Похоронен на кладбище Пер-Лашез рядом с Шампольон.


2. Вклад в науку

Научно работу Фурье характеризовали трудолюбие и методичность. Решая задачу о распространении тепла он выходил из закона охлаждения тел Ньютона, по которой поток тепла между телами при теплообмене пропорционален разности их температур. Это предположение позволило Фурье записать уравнение:

\ Mathbf {q} = - k \ nabla T ,

где \ Mathbf {q} - Поток тепла, T - температура, а k - некоторый коэффициент пропорциональности. Это уравнение получило название закона Фурье.

Исходя из этого уравнения, Фурье получил дифференциальное уравнение теплопроводности и принялся искать его решение методом разделения переменных, задавая различные граничные условия. Всего интуиция ценится выше методичности - если путь выбран неверно, трудолюбие уйдет впустую. Фурье двинулся точно. Он стал представлять математические функции тригонометрическими рядами, которые впоследствии стали называть рядами Фурье.

Жан Фурье не был первооткрывателем идеи замены функции тригонометрическим рядом. Тригонометрические ряды впервые ввел Леонард Эйлер - в 1748 году. Формулы для вычисления коэффициентов ряда были известны Леонарду Эйлеру с 1777. Эйлер вывел путем почленного интегрирования, а опубликовал в 1798 году. Еще раньше, до петербургского математика, их указал Клеро ( 1757 год). Но тот и другой использовали их спорадически, от случая к случаю, а неуклонно нацеленный Фурье сделал их употребление системой. Он первым дал примеры разложения в тригонометрический ряд функций, которые на различных участках заданы различными аналитическими выражениями. "Большой математической поэмой" назвал труд Фурье лорд Кельвин.

Фурье считал, что любую функцию можно представить тригонометрическим рядом. В целом это утверждение неточно, и Фурье критиковали за отсутствие строгости. Вопрос о сходимости рядов Фурье оставалось значительной проблемой в математике протяжении 19 в. Первое строгое доказательство сходимости рядов, наложив условия на функцию, дал Дирихле в 1829.

Другим важным вкладом Фурье в физическую науку был анализ размерностей. Фурье отметил, что уравнения, которое описывает физический закон, должно иметь одинаковую размерность в правой и левой части, и этот факт можно использовать для получения качественных результатов.

Фурье считается первооткрывателем парникового эффекта. По его подсчетам количество солнечного тепла, которое получает Земля, недостаточна для объяснения температуры ее поверхности. Он проанализировал возможные источники дополнительного тепла, опубликовав свои результаты в 1824 [1] и 1827 [2] годах. Среди других причин дополнительного нагрева, Фурье назвал также явление аналогичное повышению температуры в ящике, покрытом стеклом, обнаружено экспериментально Орас-Бенедиктом де Соссюра. Фурье предположил, что газы в атмосфере образуют стабильный слой, аналогичный стеклу. Это объяснение неправильное, исходя из современного понимания эффекта, однако оно было шагом в нужном направлении.


3. Труда

  • Fourier, Joseph Rapport Sur Les tontines. - С. 26-43. - Paris: Memoirs of the Royal Academy of Sciences of the Institut de France, 1821.

См.. также


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам