2. Schemat
prezentacji
• Krzywa wieża – historia
• Galileusz
• Krzywa wieża a Galileusz
• Galileusz – wynalazki
• Teleskop
• Galileusz – odkrycia astronomiczne
• Droga Mleczna
• Fazy Wenus
• Galileuszowe księżyce Jowisza
• Teoria Kopernika
• Pierścienie Saturna
• Ruch wahadłowy
• Grawitacyjna zasada Galileusza
3. Schemat prezentacji
• Zasada względności
• Termometr
• Zasada bezwładności
• „Gwiezdny posłaniec”
• „Dialogi o dwóch systemach świata: Ptolemeuszowym i Kopernikowym”
• Religia
• Kościół
• Starość Galileusza
• Rozmowy i dowodzenia matematyczne z zakresu dwóch umiejętności
• Podsumowanie życia Galileusza
• Śmierć Galileusza
• Rehabilitacja Kościoła
4. Krzywa wieża -
historia
Jedną z najdziwniejszych
budowli na świecie jest 850-
letnia dzwonnica katedry we
włoskim mieście, znana jako
krzywa wieża w Pizie.
5. Krzywa wieża –
historia
• Została zaprojektowana przez Guglielmo i
Bonanno Pisano. Budowę rozpoczęto w 1174
roku, prowadzono ją w trzech etapach,
przedzielonymi długimi przerwami. Cała budowa
trwała 199 lat. Budowę ukończono w 1372 roku.
6. Krzywa wieża –
historia
• Krzywa wieża jest zbudowana z
białego marmuru i liczy niecałe 55
metrów wysokości. W 1987 roku
została wpisana na listę światowego
dziedzictwa UNESCO. Rocznie
odwiedzą ją około 10 milionów
turystów.
7. Galileusz
• Galileusz (Galileo Galilei) - urodził się
w 1564 roku w Pizie we Włoszech,
zmarł w 1642 roku w Arcetri. Był
włoskim uczonym: astronomem,
astrologiem, matematykiem, fizykiem,
filozofem i inżynierem-wynalazcą,
pionieriem nowożytnej fizyki i
astronomii oraz popularyzatorem tych
nauk.
8. Krzywa wieża a
Galileusz
• Zgodnie z legendą Galileusz robił
eksperymenty na krzywej wieży w
Pizie, ze szczytu zrzucał kule o różnej
wadze aby sprawdzić która z nich
spadnie pierwsza, co nie jest prawdą,
Galileusz nie zrzucał przedmiotów z
dzwonnicy, ale przeprowadzał inne
doświadczenia, które pomogły mu
stwierdzić, że kule półkilogramowa i
pięciokilogramowa spadłyby na ziemię
w tej samej chwili.
9. Krzywa wieża a
Galileusz
• Eksperyment z kulami badał ruch
swobodnego upadku ciał. Udowodnił
on, że przyśpieszenie swobodnego
upadku ciał nie zależy od ich masy, co
było sprzeczne z ówczesną wiedzą na
temat ruchu ciał niebieskich.
10. Galileusz - wynalazki
• Galileusz był jednym z najważniejszych
naukowców swoich czasów i jego wynalazki i
odkrycia przyczyniły się do rewolucji naukowej w
XVII wieku. O to niektóre z jego najważniejszych
wynalazków i odkryć:
• Teleskop
• Satelity Jowisza
• Zasada względności
• Ruch wahadłowy
• Termometr (termoskop)
• Grawitacyjna zasada Galileusza
• Książki (np. „Gwiezdny Posłaniec”)
11. Galileusz - teleskop
• Pierwszy teleskop pojawił się w Holandii i
został skonstruowany na początku XVII wieku
przez Hansa Lipperheya, a wkrótce potem
przez Galileusza.
12. Teleskop – historia
• W 1609 roku Galileusz dowiedział się o istnieniu nowego
przyrządu. Urządzenie te nazywało się teleskop. Teleskop służy
do obserwacji odległych obiektów poprzez zbieranie
promieniowania elektromagnetycznego.
13. Teleskop – historia
• Galileusz szybko ulepszył istniejący teleskop łącząc dwie
soczewki, dzięki czemu uzyskał powiększenie zbliżone
dzisiejszym lornetkom, czyli około piętnastokrotne przybliżenie.
14. Teleskop -
zastosowanie
• Za pomocą teleskopu można było znacznie
wcześniej niż gołym okiem dostrzec statki
powracające do portu. Służył również do
obserwacji nieba, naszego księżyca, planet czy
innych gwiazd znajdujących się na niebie.
15. Teleskop – odkrycia
• Dzięki teleskopowi Galileusz zdał sobie sprawę że Księżyc nie
jest idealnie gładki i okrągły, były na nim góry i kratery. Gdy
Galileusz skierował teleskop w stronę planet, lepiej widział ich
ruchy i odkrył, że Jowisz ma księżyce, tak jak Ziemia. Z kolei na
Saturnie zobaczył dwie duże plamy, które nie przypominały
księżyców, nazwał je pierścieniami. Na Słońcu dostrzegł ciemnie
plamy. Zauważył również, że Droga Mleczna składa się z tysięcy
pojedynczych gwiazd.
16. Galileusz – odkrycia
astonomiczne
• Droga Mleczna – jest skupiskiem wielu gwiazd.
• Fazy Wenus – dowodzące, że ta planeta obiega
Słońce, a nie Ziemię.
• Księżyce Jowisza – cztery największe, zwane
Galileuszowymi.
• Pierścienie Saturna – choć nie zidentyfikował ich
poprawnie.
17. Droga Mleczna
• Galileusz był jednym z pierwszych naukowców, którzy uważali,
że Droga Mleczna, czyli nasza galaktyka, składa się z miliardów
gwiazd. W XVII wieku, gdy Galileusz żył, naukowcy uważali, że
Droga Mleczna to jedynie pas rozproszonych gwiazd na niebie.
18. Droga Mleczna
• Galileusz używając swojego teleskopu, zdołał zauważyć, że
Droga Mleczna ma kształt spiralny i że składa się z setek tysięcy
gwiazd. Jednym z jego odkryć było także to, że niektóre mgławice
nie są tylko chmurami gazu, ale też skupiskami gwiazd, które są
oddalone od nas na ogromne odległości.
19. Fazy Wenus
• Jesienią 1610 roku odkrył fazy Wenus. Galileusz stwierdził, że w
największym odchyleniu kątowym Wenus jest w „kwadrze”, a
potem zbliżając się do Słońca, dochodzi do „pełni”, aby następnie
poprzez drugą „kwadrę” dojść do „nowiu”.
20. Fazy Wenus
• Dodatkowo Wenus wydawała się Galileuszowi najmniejsza, gdy
było widać całą jej tarczę, natomiast gdy miała kształt sierpa, była
czterokrotnie większa. Zjawiska te są niezbitym dowodem na to,
że Wenus okrąża Słońce, co samo przez się stanowiło silny
argument za słusznością teorii Kopernika.
21. Fazy Wenus
• Gdyby Wenus nie obiegała Słońca, ale jak chciał tego
Ptolemeusz, krążyła po epicyklu między Słońcem a Ziemią, to
mogłaby być widoczna na niebie co najwyżej jako sierp, nie
mogąc nigdy osiągnąć nawet fazy „kwadry”.
22. Galileuszowe księżyce
Jowisza
• Cztery największe księżyce Jowisza odkryte przez Galileusza w
styczniu 1610 roku to Io, Europa, Kallisto oraz Ganimedes.
Obserwacje, które dowiodły istnienie pierwszych obiektów
orbitujących inne ciało niebieskie Układu Słonecznego niż Ziemia.
To zdjęcie, autor: Nieznany autor, licencja: CC BY-NC-ND
23. Galileuszowe księżyce
Jowisza
• Księżyce noszą nazwy (w kolejności od planety): Io, Europa,
Ganimedes i Kallisto. Zostały one zaproponowane przez Mariusa.
Galileusz nazwał je „gwiazdami medycejskimi”, na część rodu
Medyceuszy. Dziś używane nazywy pochodzą od kochanek (i
kochanka) Zeusa. Na podstawie obserwacji Galileusz uznał, że
księżyce krążą wokół Jowisza. Wspierało to heliocentryczną teorię
Kopernika.
24. Galileuszowe
księżyce
Jowisza
• Księżyce Galileuszowe pozostają
wobec siebie w rezonansie orbitalnym
(4:2:1). Na cztery obiegi Io wokół
Jowisza przypadają dwa obiegi Europy
i jeden Ganimedesa. Dodatkowo
Kallisto znajduje się w rezonansie (3:7)
z Ganimedesem.
25. Teoria
Kopernika
• Teoria Kopernika czyli heliocentryzm
lub kopernikanizm – teoria budowy
Układu Słonecznego, w której Słońce
jest w centrum, a wszystkie planety –
łącznie z Ziemią – je obiegają.
26. Pierścienie
Saturna
• Galileusz był jednym z pierwszych
astronomów, którzy zaobserwowali
pierścienie Saturna. Galileusz
zaobserwował, że Saturn wydaje się
mieć dwa „uszy” po bokach planety.
Wkrótce potem zaczął zauważać coraz
więcej szczegółów, w tym, że „uszy”
składają się z wielu mniejszych
obiektów, które krążą wokół Saturna w
formie pierścieni.
27. Ruch
wahadłowy
• Galileusz zabłysnął między innymi z
badania ruchu wahadłowego, czyli
ruchu swobodnego pod wpływem siły
grawitacji. Podczas swoich badań
Galileusz odkrył, że ruch wahadłowy
jest ruchem periodycznym, czyli
powtarzającym się w regularnych
odstępach czasu.
28. Ruch wahadłowy
• W 1581 roku Galileusz zbadał prawa ruchu wahadła,
obserwując wahania lampy zawieszonej na długim sznurze.
Stwierdził, że okres wahadła zależy tylko od długości wahadła i nie
zależy od masy ciężarka wahadła.
29. Grawitacyjna
zasada Galileusza
• Grawitacyjna zasada Galileusza
(inaczej zwana prawem swobodnego
spadania ciał w polu grawitacyjnym) –
zasada odkryta przez Galileusza w
1602 roku. Głosi, że w jednorodnym
polu grawitacyjnym przy braku innych
sił (takich jak tarcie), wszystkie ciała
spadają z jednakowym
przyśpieszeniem. Zasada ta nie jest
spełniona w przypadku istnienia np.
oporu powietrza i dlatego piórko spada
wolniej niż metalowa kula.
30. Zasada
względności
• Zasada względności głosi, że prawa
fizyki w dwóch inercjalnych układach
odniesienia są takie same. Zasada
mówi zatem, że niezależnie od tego,
jaki układ inercjalny przyjmiemy,
zawsze otrzymamy taki sam rodzaj
ruchu.
31. Termometr
• W 1606-1607 roku Galileusz
skonstruował termometr zwany
termoskopem, wykorzystujący
rozszerzalność cieplną substancji.
Termometry oparte na pomyśle
Galileusza można obecnie kupić w
supermarketach jako gadżety.
32. Zasada
bezwładności
• Zasada bezwładności Galileusza,
znana również jako pierwszą zasadą
dynamiki Newtona, mówi ona, że ciało
pozostaje w spoczynku lub porusza się
ruchem jednostajnym prostoliniowym,
jeśli nie działa na nie żadna siła lub gdy
działające siły się równoważą.
Natomiast jeżeli ciało działa
nierównoważona siła, to ciało zaczyna
przyśpieszać w kierunku tej siły, a
przyśpieszenie jest proporcjonalne do
wartości tej siły i odwrotnie
proporcjonalne do masy ciała.
33. Zasada
bezwładności
• Zasada ta została sformułowana przez
Galileusza w XVI wieku, a następnie rozszerzona i
uogólniona przez Isaaca Newtona w XVII wieku,
co stało się podstawą do opracowania trzech
zasad dynamiki, na których opiera się
współczesna mechanika klasyczna. Zasada
bezwładności Galileusza jest kluczowa w fizyce,
ponieważ opisuje podstawowe zjawiska
zachodzące w ruchu ciał i pozwala na
opracowanie matematycznych modeli ruchu.
34. „Gwiezdny
Posłaniec”
• „Gwiezdny Posłaniec” (wł. „Sidereus
Nuncius”) to dzieło Galileusza
opublikowane w 1610 roku, w którym
opisał swoje odkrycia astronomiczne
dokonane za pomocą pierwszych
teleskopów. Galileusz opisał m.in.
obserwację Księżyca, planet Układu
Słonecznego oraz Drogi Mlecznej.
„Gwiezdny Posłaniec” zapoczątkował
nowoczesną astronomię i stał się
początkiem rewolucji naukowej.
35. „Dialogi o dwóch systemach
świata: Ptolemeuszowym i
Kopernikowym”
• Była to ujęta w formie rozmowy rozprawa
popularnonaukowa. Podzielona została na 4
rozdziały, odpowiadające czterem dniom dysputy, z
których każdy był poświęcony innemu tematowi.
36. „Dialogi o dwóch systemach
świata: Ptolemeuszowym i
Kopernikowym”
• W pierwszym dniu umówione zostały zjawiska
ziemskie i niebieskie, w drugim – dzienny obrót
Ziemi, w trzecim – roczny ruch Ziemi dookoła
Słońca, a w czwartym – teoria przypływów.
Wywody trzech pierwszych rozdziałów były trafne,
natomiast teoria przypływów okazała się błędna.
37. „Dialogi o dwóch systemach
świata: Ptolemeuszowym i
Kopernikowym”
• „Dialogi o dwóch systemach świata”
to jedno z najważniejszych dzieł
Galileusza opublikowane w lutym w
1632 roku. W książce Galileusz
przedstawia argumenty za modelem
heliocentrycznym, czyli teorią
Kopernika, w której Ziemia i inne
planety krążą wokół Słońca.
Jednocześnie krytykował on model
geocentryczny, czyli teorię
Ptolemeusza, w której Ziemia była
uważana za centrum wszechświata, a
Słońce i Księżyc krążą wokół niej.
38. „Dialogi o dwóch systemach
świata: Ptolemeuszowym i
Kopernikowym”
• Galileusz bardzo się starał, by jego dzieło
uzyskało oficjalną aprobatę Kościoła. Pojechał on
do Florencji i mimo wszystko wydał książkę
drukiem. Gdy przeczytali ją wysocy dostojnicy
kościelni z Rzymu, nie byli zadowoleni i wezwali
wiekowego już Galileusza do siebie. Odszukano
kopię zakazu, zabraniającego Galileuszowi
nauczać o systemie kopernikańskim. Po
trwającym trzy miesiące „procesie” zmuszono go,
aby przyznał się, że jego dzieło zawiera błędy i
wydał je z próżności.
39. Religia
• Galileusz był dobrym katolikiem, ale uważał też, że religia
to kwestia moralności i wiary, a obserwowalny, fizyczny
świat to domena nauki. Twierdził, że Biblia uczy nas, jak
dostać się do nieba, nie jak ono funkcjonuje. Z tego powodu
wszedł w konflikt z Kościołem zdecydowanie broniącym się
przed tymi, którzy ośmielili się kwestionować jego doktryny
lub autorytet.
40. Kościół
• Kościół zaczął kontrolować książki, te których nie akceptowali,
umieszczali na liście zwanej Index librorum prohibitorum (Indeks
ksiąg zakazanych). Galileusz miał wysoko postawionych
znajomych (w tym książąt, biskupów, kardynałów, a nawet
papieża), więc poparło go wielu duchownych. Inni jednak nie
zamierzali dopuścić do tego, by jego idee podważały ich nauki,
mające wielowiekową tradycję.
41. Kościół
• Zgodnie z oficjalnym stanowiskiem Kościoła katolickiego
koncepcje Kopernika (z którymi zgadzał się Galileusz) przydawały
się do obliczenia ruchów planet, ale nie odzwierciedlały
rzeczywistości. Gdyby powiem okazały się prawdziwe, zbyt wiele
ustępów Biblii sprawiałoby problemy i wymagało ponownego
przemyślenia i nowej interpretacji.
To zdjęcie, autor: Nieznany autor, licencja: CC BY
42. Kościół
• Galileusz chciał się podzielić swoimi odkryciami
astronomicznymi. W 1615 roku pojechał do Rzymu w nadziei, że
uzyska pozwolenie Kościoła, by mógł uczyć tego, co odkrył. Wiele
osób, nawet sam papież, sympatyzowało z nim, ale zakaz pisania
i nauczania o kopernikańskim układzie heliocentrycznym
utrzymano.
43. Kościół
• Galileusz nie poddał się i ponownie udał się do Rzymu w 1624 i
1630 roku, aby zorientować się, jakie są nastroje towarzyszą
rewolucyjnym naukom, choć coraz bardziej się starzał i
niedomagał. Był przekonany, że dopóki będzie przedstawiał
koncepcję Kopernika jako ewentualność, pozostanie bezpieczny.
44. Starość
Galileusza
• Kościół nie był w stanie zmusić
Galileusza do zmiany poglądów na
naturę świata. Sąd złożony z
duchownych uznał go za człowieka
wyjątkowego i umieścił jedynie w
areszcie domowym (mógł zostać
wtrącony do więzienia). Pierwszy
areszt domowy odbywał się w Sienie,
nie był zbyt ścisły – Galileusz jako
dusza towarzystwa brał udział w
licznych przyjęciach.
45. Starość
Galileusza
• Kościół nalegał, aby uczony wrócił do
swojego domu pod Florencją, gdzie
dokładnie sprawdzano, kto go
odwiedza. Wkrótce potem zmarła córka
Galileusza, z którą utrzymywał bliskie
stosunki, więc ostatnie lata naukowiec
spędził w samotności. Kontynuował on
jednak swoją pracę – nadal zajmował
się spadającymi obiektami i siłami
wywołującymi ruchy, które możemy
obserwować na co dzień wokół nas.
46. „Rozmowy i dowodzenia
matematyczne z zakresu
dwóch umiejętności”
• „Rozmowy i dowodzenia
matematyczne z zakresu dwóch
umiejętności” książka powstała w 1638
roku jest podstawą nowożytnej fizyki.
Ponownie Galileusz badał
przyśpieszenie spadających ciał i
wykorzystywał matematykę, aby
pokazać że przyśpieszenie można
zmierzyć.
47. „Rozmowy i dowodzenia
matematyczne z zakresu
dwóch umiejętności”
• Galileusz zaprezentował też nowy
sposób myślenia o torach lotu obiektów
wystrzelonych w powietrze (takich jak
kule armatnie) i pokazał, jak
przewidzieć, gdzie spadną. Wraz z
ukazaniem się tego dzieła do fizyki
zostało wprowadzone pojęcie siły
działającej na obiekt i wprawiającej go
w pewien rodzaj ruchu.
48. Podsumowanie
życia Galileusza
• Galileusz walczył o naukę, która
posługując się własną terminologią,
potrafi wyjaśnić, jak funkcjonuje świat.
Niektóre z jego rewolucyjnych idei
zostały później odrzucone, ponieważ
były błędne lub nie w pełni tłumaczyły
określone zjawiska.
49. Śmierć
Galileusza
• W listopadzie 1641 roku Galileusz
zaczął gorączkować, zmarł 8 stycznia
1642 roku, prawdopodobnie w wyniku
zawału serca i zapalenia płuc.
Znajdywali się przy nim syn Vincenzo i
jego uczniowie – Viviani i Evangelista
Torricelli.
50. Rehabilitacja Kościoła
• Kościół Katolicki w 1992 roku oficjalnie zrehabilitował
Galileusza. Największą szkodę dla rozwoju nauki było wpisanie
dzieł Kopernika i Galileusza do indeksu ksiąg zakazanych.
Spowolniło to rozwój nauki.