ДКР 11

ТОМАС ЮНГ

           "Кожен може зробити те, що можуть зробити інші"

 1793 опублікував роботу по фізіологічній оптиці « Спостереження над процесом зору » , в якій розробив теорію акомодації ока
 1795 р. отримав ступінь доктора медицини.
 1800 р. сформулював принцип суперпозиції хвиль, пояснивши інтерференцію світла . Самий термін « інтерференція » був введений у науку Юнгом.

Хвильова теорія світла вперше була сформульована Юнгом на Бекеровській лекції «Теорія світла і кольору » , опублікованій в 1801 р. Сутність хвильової теорії світла Юнг стисло висловлює таким реченням : « Випромінюване світло складається з хвилеподібних рухів світлоносного ефіру ». Таким чином , все багатство фарб природи було зведено Юнгом до коливального руху ефіру , а відмінність квітів - до різних частотах цих коливань .

Юнг вперше свідомо визначив довжини світлових хвиль і таким чином поклав початок спектрометрії . Йому було вже відомо про існування невидимих ​​, інфрачервоних променів ( « теплових » ) , відкритих Вільямом Гершелем в 1800 р. , і ультрафіолетових ( « хімічних » ) променів , відкритих Іоганном Ріттером і Вільямом Волластоном в 1801 р. Досліджуючи ці невидимі промені , Юнг показав , спроектувавши кільця Ньютона на папір , просочену ляпісом , що для ультрафіолетових променів також справедливий принцип інтерференції .

Крім хвильової оптики , ім'я Юнга у фізиці зв'язується з важливою константою теорії пружності , так званого « модуля Юнга » , і теорією кольорового зору , заснованої на припущенні в сітчастої оболонці ока трьох сортів чутливих волокон , що відповідають трьом основним квітам. Юнг одним з перших ввів у фізику термін « енергія» ; займався також виміром розмірів молекул і натягу на поверхні рідини. Його основна праця - «Лекції з натуральної філософії» - вийшла в 1807 р. в двох томах.

У його творах розглядаються питання механіки , оптики , акустики , теплоти , фізіологічної оптики , технології , кораблебудування , астрономії , навігації , геофізики , медицини , філології , ботаніки , зоології та ін. Їм було написано близько 60 статей для «Британської енциклопедії».




ЛЛОЙД ХЕМФРІ

Ллойд Хемфрі ( 16.04.1800-17.01.1881 ) - ірландський фізик , член Ірландської АН , президент в 1846-51 . Народився в Дубліні. Закінчив Дублінський університет ( 1819). де працював (з 1831 - професор , з 1867 - президент). Роботи відносяться до механіки, оптики , земному магнетизму . Запропонував метод отримання інтерференційної картини від одного дзеркала , показавши , що оптична інтерференція може бути отримана , якщо змусити інтерферувати від дзеркала пряме світло і відбитий ( 1837). Відкрив ( 1832 ) явище конічної рефракції , передбачене У. Гамільтоном . Член Лондонського і Единбурзького королівського товариств.



ФРЕНЕЛЬ ОГЮСТЕН ЖАН

Відкриття Френеля та його математична дедукція базувалася на експериментальній роботі Томаса Юнга, що дозволило поширити хвильову теорію світла на більш широкий клас оптичних явищ. В 1817 році Юнг запропонував невелику поперечну компоненту до світла, при цьому зберігаючи домінуючий вклад повздовжньої компоненти. Френель в 1821 зміг за допомогою математичних методів довести, що поляризація може бути тільки в тому випадку, якщо світло є повністю поперечне, без повздовжньої вібрації. Френель запропонував гіпотезу захвату ефіру  для пояснення чисельних астрономічних спостережень.


ІСААК НЬЮТОН

"Якщо я бачив далі інших, то тому, що стояв на плечах гігантів""Досвід — це не те, що відбувається з вами, це те, що ви робите з тим, що відбувається з вами"

«При вивченні наук приклади корисніші правил»

Ньютон сформулював основні закони класичної механіки, відкрив закон всесвітнього тяжіння, дисперсію світла, розвив корпускулярну теорію світла, розробив (незалежно від Готфріда Лейбніца) диференціальне та інтеґральне числення.

Узагальнивши результати досліджень в області механіки своїх попередників і своїх власних, Ньютон написав фундаментальну працю «Математичні начала натуральної філософії» («Начала», лат. Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica), видану 1687 року.Ньютон створив фізичну картину світу, що тривалий час панувала в науці (ньютонівська теорія простору і часу). Простір і час він вважав абсолютними, постулюючи це у своїх «Началах». З таким розумінням простору і часу тісно пов'язана його ідея дальнодії — миттєвої передачі дії від одного тіла до іншого на відстань через порожній простір без допомоги матерії. Ньютонівська теорія дальнодії та його схема світу панували до початку 20 ст.

Ньютон встановив закон опору й основний закон внутрішнього тертя в рідинах і газах, дав формулу для швидкості поширення звукових хвиль.1666 року за допомогою тригранної скляної призми він розклав біле світло на 7 кольорів (у спектр), тим самим довівши його складність (явищедисперсії), відкрив хроматичну аберацію. Намагаючись уникнути аберації в телескопах, у 1668 і 1671 роках він сконструював телескоп — рефлектор оригінальної системи — дзеркальний, де замість лінзи використовувалося увігнуте сферичне дзеркало (телескоп Ньютона). Ньютон досліджував інтерференцію і дифракцію світла. Вивчаючи колір тонких пластинок, відкрив так звані кільця Ньютона, встановив закономірності в їхньому розміщенні, висловив думку про періодичність світлового процесу. Він намагався пояснити подвійне променезаломлення і близько підійшов до відкриття явища поляризації. Ньютон вважав світло потоком корпускул — корпускулярна теорія світла (але на різних етапах розглядав можливість існування і хвильових властивостей світла, зокрема 1675 року намагався створити компромісну корпускулярно-хвильову теорію світла). Свої оптичні дослідження він виклав у «Оптиці» (1704).

ЙОЗЕФ ФРАУНГОФЕР

Крім удосконалень, введених Фраунгофером у виготовлення оптичного скла і особливо великих ахроматичних об’єктивів, крім винайдених нимгеліометра і окулярних мікрометрів, Фраунгофер залишив два класичних наукових дослідження. В мемуарах «Bestimmung d. Brechungs und d. Farbenzerstreuungs-Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf d. Vervollkommung achromatischer Fernröhre» («Denkschrif. München. Acad.», Т. V, 1814—1815) Фраунгофер згадує вперше про постійні лінії сонячного спектра (згодом названих фраунгоферовими лініями (див.Спектральний аналіз), дає докладний малюнок сонячного спектра і вказує на використання цих ліній при визначенні показників заломлення оптичних середовищ. В іншому творі «Neue Modification d. Lichts durch gegenseitig e Einwirkung und Beugung d. Strahlen und Gesetzte derselben» («Denksch. München. Acad.», т. VIII, 1821—1822) Фраунгофер описав явища в оптичній дифракційної решітці і її застосування до визначення довжини світлових хвиль. За досягнення у науці і техніці Фраунгоферу поставлений в Мюнхені пам’ятник.

Його ім’ям названо наукове-дослідне Товариство Фраунгофера, до складу якого входить інститутів Фраунгоферський інститут інтегральних схем, розробник алгоритму MP3.

БАРОН РЕЛЕЙ ІІІ

У 1868 р. Стретт створив наукову лабораторію в своїй родовій садибі в Терлінг - Плейс , Уітхем ( Ессекс ) , де зайнявся важливими його явищами випромінювання. В результаті цих досліджень він опублікував статті по акустиці і оптиці , завоювавши репутацію авторитетного фахівця в цих галузях науки. У 1871 р. він вивів співвідношення між інтенсивністю розсіювання світла дуже малими частинками і довжиною його хвилі ( відоме як закон розсіяння світла Релея ) , яке пояснює , чому небо блакитне , а захід червоний.

 У 1894 Релей спільно з У.Рамзаем відкрив новий хімічний елемент - аргон , визначив його властивості , встановив місце в періодичній системі елементів . За цю роботу в 1904 був удостоєний Нобелівської премії з фізики. Відкриття аргону сприяло відкриттю Рамзаем гелію та інших благородних газів.

Ампер Андре Марі

Ампер Андре Марі

Андре-Марі Ампер (фр. Andre Marie Ampere).

Роки життя: 22 січня 1775 - 10 червня 1836.

Знаменитий французький фізик, математик і натураліст.

Член Паризької Академії наук. Член багатьох академій наук, зокрема іноземний почесний член Петербурзької Академії наук (1830).

Джеймс Максвелл назвав Ампера «Ньютоном електрики».

Ампер Андре Марі народився 22 січня 1775 р. в родині ліонського комерсанта. Батько його мав гарну бібліотеку, і ще чотирнадцятирічним хлопчиком Ампер прочитав з великим захопленням всі 20 томів знаменитої «Енциклопедії» Дідро і Даламбера. Коли бібліотека батька була вичерпана, Ампер став їздити в міську бібліотеку, щоб вивчати праці великих вчених. Протягом декількох тижнів він опанував латинську мову, щоб читати твори в оригіналі. (Згодом він досконало оволодів грецькою та італійською мовами.) Ампер захоплено вивчав математику і природні науки за працями Ейлера, Бернуллі та інших учених.

З 1803 р. Ампера призначають викладачем Ліонського ліцею.

Наукові схильності Ампера виявилися рано. У 13 років він представив Ліонській академії твір про квадратуру круга, вважаючи, що знайшов рішення старовинного завдання про побудову квадрата, рівного за площею колу. У 1802 р. Ампер публікує роботу з теорії ймовірностей «Міркування про математичну теорію гри», після чого в 1804 р. йому було запропоновано місце, правда, поки репетитора, в Політехнічній школі Парижа. У 1807 р. він став її професором.

Життя Ампера була важким, його весь час переслідували нещастя: страта батька, втрата першої дружини, невдалий другий шлюб, невдале життя сина і т. д.

Працюючи викладачем, Ампер не кинув заняття математикою, і в 1814 р. за ряд цікавих робіт був обраний членом Паризької академії наук. З 1820 р., з того пам'ятного засідання академії 4 вересня, Ампер посилено зайнявся електрикою, розробивши її новий розділ - електродинаміку. І те, що зробив Ампер, викликає у нас захоплення, а те, як він зумів це зробити, - подив.

З величезним нетерпінням Ампер дочекався засідання 11 вересня, на якому Apaгo, зібравши нескладну установку, продемонстрував досвід Ерстеда. Так, вчені своїми очима побачили, що електрика і магнетизм взаємодіють одна з одним.

Схвильований Ампер стрімголов біжить до слюсаря, щоб замовити необхідні прилади, поставити їх вдома і терміново все щойно побачене виконати своїми руками. Поки слюсар виконував замовлення, Ампер сам спорудив невеликий лабораторний стіл. У його розпорядженні опинився спочатку невеликий вольтів стовп. Вчений переконується, що магнітна стрілка, піднесена до проводу, повертається, якщо ланцюг замкнутий. Якщо ж ланцюг розімкнути, то ефект повністю зникає. Отже, магнітні явища супроводжують не статичну, а вольтовско-гальванічну напругу, причому величина магнітного дії залежить від інтенсивності руху електрики. Для виміру цієї інтенсивності Ампер вперше у світі вводить поняття сили струму. Не випадково, що одиниця сили струму - ампер - увічнила цей факт.

На наступному засіданні академії, 18 вересня 1820-го, хоча до цього часу частина приладів ще не була готова, Ампер вирішив виступити і розповісти про те, що йому вже ясно, і про те, що і за допомогою яких приладів треба ще перевірити. Ампер закінчив свій виступ наступними словами: «Я описав прилади, які я маю намір побудувати, і серед інших гальванічні (тобто такі, що обтікаються струмом) спіралі і завитки. Я висловлюю думку, що останні повинні виробляти у всіх випадках такий же ефект, як магніти, ... і зведу тим самим всі магнітні явища до чисто електричних ефектів ». Воістину пророчі слова. А впевнений тон Ампера, яким вони були висловлені, змушує думати про те, що основні контури його вчення, що зводять магнетизм до круговим струмів, стали йому зрозумілі протягом одного-двох тижнів.

І ось 19 вересня Ампер поспішає зі своїми помічниками виявити передбачуваний ефект, а він вперто не спостерігається. Знову досліди і знову безрезультатні. Адже 25 вересня Ампер повинен продемонструвати все те, про що стверджував на минулому засіданні академії. Не втрачаючи впевненості, шукав він причину невдач, вирішивши, нарешті, що виною всьому є слабкість батарей. З великими труднощами діставши потужніший вольтів стовп, Ампер з фанатичною наполегливістю знову взявся за досліди. І досліди один за одним почали підтверджувати його припущення. Більш того, два прямих провідника, по яких протікав електричний струм, притягувалися і відштовхувалися, як магніти. І коли 25 вересні 45-річний Ампер знову піднявся на кафедру академії, він вже міг довести свої погляди, висловлені тиждень тому. Він демонструє взаємодію не тільки спіралеподібних струмів, але й прямих. Він формулює нікому досі не відомий закон: «Два електричних струми притягуються, коли вони йдуть паралельно в одному напрямку; вони відштовхуються, коли йдуть у протилежних напрямках». Ще не встигає пройти здивування аудиторії, як Ампер продовжує: «Всі явища, які показують взаємодію струму і магніту, відкриті Ерстед, входять як приватний випадок до законів тяжіння електричних струмів». Так було зроблено нове велике відкриття. Цікаво відзначити, що на цьому ж засіданні Apaгo розповів, як йому вдалося намагнітити швейну голку, пропускаючи через неї струм. Ампер тут же зауважив, що намагнічування можна значно підсилити, якщо взяти провід у вигляді спіралі, як це робив він, і вкласти всередину голку. Отже, нічого не підозрюючи Ампер винайшов електромагніт! Але він не придав цьому великого значення, не оцінив його зауваження і Араго. А честь відкриття електромагніту дісталася англійському фізику Вільяму Стерджену в 1825 р.

Робота Ампера над створенням електродинаміки тривала аж до 1826 р., коли вийшов у світ його основний, узагальнювальний всі досліди труд під назвою «Теорія електродинамічних явищ, виведена з досвіду». У цій роботі Ампером була розроблена не тільки якісна теорія, але і кількісний закон для сили взаємодії струмів. Це один з основних законів електродинаміки, з якого випливає цілий ряд наслідків. Багато фізиків відзначали універсальність формули Ампера, проникливість її автора. Мабуть, найбільш ємну і точну характеристику відкриттів Ампера дав основоположник теорії електромагнітного поля Д. Максвелл: «Дослідження Ампера, в яких він встановив закони механічної взаємодії електричних струмів, належать до числа найбільш блискучих робіт, які були проведені будь-коли в науці. Теорія і досвід в повній силі і закінченості вилилися відразу з голови цього «Ньютона електрики». Його твір завершений за формою, недосяжний за точністю висловів та в кінцевому рахунку призводить до однієї формули, з якої можна вивести всі явища, представлені електрикою, і яка назавжди залишиться основною формулою електродинаміки». Важко уявити собі більш високу оцінку, ніж та, яку дав англійський фізик своєму французькому колезі.

Але важке життя великого французького вченого не стало легше незважаючи на його популярність. Він і раніше був змушений витрачати свої останні гроші на покупку необхідного устаткування. За три-чотири місяці, закинувши роботи з електродинаміки, Ампер інспектував училища далеких департаментів, перевіряючи ненависні для нього витрати на крейду, чорнило, меблі, контролюючи знання учнів з різних предметів. Він мучився від свого безсилля, від необхідності витрачати дорогоцінний час на абсолютно дріб'язкові заняття, посильні для будь-якого інспектора. Після повернення до Парижа з нього вимагали звіти, паперові циркуляри. Чиновникам Франції, мабуть, приносило задоволення «ставити на місце» вченого, цього «дивного» Ампера - хай не зазнається. А він був надзвичайно, до хворобливості скромний. І коли його праці були оцінені належним чином, «Ньютона електрики» вже не було в живих. Він помер в Марселі у 1836 р. по дорозі на південь, де сподівався поправити своє нікуди не придатне здоров'я. У 1869 р. прах Ампера з Марселя був перевезений в Париж на Монмартрське кладовище. На його надгробному пам'ятнику викарбувані слова: «Він був так само добрий і так само простий, як і великий».

Ф. М. Дягілєв. З історії фізики і життя її творців.

Карл Фрідріх Гаусс

Карл Фрідріх Гаусс: біографія. Реферат

Народження та дитинство К. Ф. Гаусса. Наукові надбання Гаусса. Творчість Гаусса

Карл Фрідріх Гаусс народився 30 квітня 1777 р. у Брауншвейгу – одному з німецьких князівств, які на той час ще не були об'єднані в єдину централізовану державу. Батько Карла спочатку працював слюсарем, а згодом став садівником, суміщаючи це заняття з обов'язками рахівника в торговельній конторі якогось купця.

Він був людиною суворою, навіть грубою. Мати Карла була дочкою каменяра; від природи вона була жінкою розумною, розважливою, доброю і веселою. Карл був її єдиною дитиною, і вона безмежно та щиро любила його. Син відповідав їй такою самою гарячою любов'ю. Від матері він успадкував розважливість і м'яку вдачу.

Читати і писати Карл навчився сам: йому досить було знати лише кілька букв, підказаних матір'ю, щоб цілком оволодіти технікою читання.

Вже в ранньому дитинстві у хлопчика виявились особливі здібності до математики. Пізніше він сам жартома говорив: "Я навчився рахувати раніше, ніж розмовляти". Розповідають про такий випадок. Якось до батька Карла зібралися товариші по роботі, щоб розподілити зароблені за тиждень гроші. Тут же був і трирічний Карл. Коли батько закінчив розрахунки, які він проводив уголос, щоб усі чули їх, і оголосив наслідки, Карл вигукнув: "Татку, ти помилився!" Присутні були вражені заявою малої дитини, але батько підрахував усе спочатку. Коли він назвав нову цифру (а раніше він справді зробив помилку), Карл радісно вигукнув: "Тепер правильно!"

У 1784 р. Карла віддали до народної школи. Перші два роки навчання він нічим не відзначався серед товаришів, його виняткові здібності до арифметики виявилися у третьому класі. Якось учитель дав учням досить складне завдання з арифметики: відшукати суму деякої кількості натуральних послідовних чисел. Учитель вважав, що учні досить довго шукатимуть відповідь. Але через кілька хвилин Карл розв'язав задачу.Коли вчитель проглянув розв'язання, то побачив, що малий Гаусс винайшов спосіб скороченого знаходження суми членів арифметичної прогресії. Щасливий випадок звів Гаусса з першим у навчанні учнем цієї самої школи – Бартельсом; вони подружилися, бо обидва були закохані в математику. За порадою товариша Карл почав вивчати твори великих 

Після чотирирічного навчання в школі Гаусс перейшов до гімназії відразу в другий клас. Тут, у гімназії, яскраво виявились інші його здібності – з дивовижною швидкістю і успішністю він оволодів стародавніми мовами — грецькою і латинською. Талановитого юнака представили герцогу Брауншвейгському, який надалі піклувався про його виховання.

По закінченні гімназії Гаусс у 1792 р. вступив до так званої Каролінської колегії. Тут він продовжував успішно вивчати стародавні мови, а разом з тим систематично і поглиблено студіював математичні дисципліни. На цей період припадає його ознайомлення з творами таких видатних математиків, як Ейлер, Лагранж і особливо Ньютон. Епохальний твір Ньютона "Математичні начала натуральної філософії" справив на Гаусса глибоке враження і запалив у ньому той невгасимий потяг до математичних досліджень, який тривав усе його життя.

З 1795 р. Гаусс – студент Геттінгенського університету. Він охоче відвідує лекції з філософії і математики. В цей час він починає свої математичні дослідження. На цей ранній період його творчої діяльності (йому було всього 18 років) припадають такі відкриття й праці: у 1795 р. він винайшов так званий "Метод найменших квадратів"; у 1796 р. розв'язав класичну задачу про поділ кола, з якої випливала побудова правильного 17-кутника, і написав велику й важливу працю "Арифметичні дослідження", яка була надрукована у 1801 р.

Як відомо, ще за часів Евкліда (III ст. до н. е.) задача про поділ кола була предметом досліджень багатьох учених, причому ще тоді було доведено, що за допомогою циркуля і лінійки можна побудувати правильні многокутники, число сторін яких дорівнює: 3×2n, 4×2n, 5×2n, 15×2n,, де n – будь-яке ціле число натурального ряду.

К. Гаусс довів, що за допомогою циркуля та лінійки можна побудувати такий правильний п-кутник, число сторін якого виражається формулою п=22r+1, де r – довільне ціле число або нуль. Якщо r=0, то п=3; r=1, то п=5, r=2, то п=17.

Побудови трикутника і п'ятикутника були відомі ще давнім грекам, але Гаусс першим здійснив побудову правильного 17-кутника.

Дослідження Гаусса про поділ кола мали велике значення не лише для розв'язання цієї складної задачі. Мабуть, ще важливішим було те, що тут він заклав основи загальної теорії так званих алгебраїчних рівнянь, тобто рівнянь виду де коефіцієнти рівняння – комплексні числа.

Дуже важливе значення має доведена Гауссом у 1799 р. основна теорема алгебри про існування кореня алгебраїчного рівняння. На основі цієї теореми доведено таку властивість рівнянь: "Алгебраїчне рівняння має стільки коренів дійсних чи комплексних, скільки одиниць у показнику його степеня". За працю, в якій доведено ці теореми, Гаусс дістав звання приват-доцента.

У першій частині праці "Арифметичні дослідження" Гаусс глибоко проаналізував питання про так звані "квадратичні лишки" і вперше довів важливу теорему з теорії чисел, яку він назвав "золотою теоремою" про "квадратичний закон взаємності". Можна без перебільшень сказати, що теорія чисел, як наука, почала своє справжнє існування саме з досліджень Гаусса. "Арифметичні дослідження" Гаусса в математичній науці створили цілу епоху, а Гаусс був визнаний найбільшим математиком світу.

У 1807 р. йому було надано звання екстраординарного, а пізніше й ординарного професора Геттінгенського університету. В той же час його було призначено директором Геттінгенської обсерваторії.

В галузі астрономії Гаусс працював близько 20 років. У 1801 р. італійський астроном Піацці відкрив між орбітами Марса і Юпітера маленьку планету, яку він назвав Церерою. Спостерігав він цю планету протягом 40 днів, але Церера швидко наближалася до Сонця і зникла в його яскравих променях. Намагання Піацці відшукати її знову виявилися марними. Гаусс зацікавився цим явищем і, вивчивши матеріали спостережень Піацці, установив, що для визначення орбіти Церери досить трьох її спостережень.

Після чого треба було розв'язати рівняння 8-го степеня, з чим Гаусс блискуче справився: орбіта планети була обчислена і сама Церера знайдена. Таким самим способом Гаусс обчислив орбіту іншої малої планети — Паллади. У 1810 р. французький астрономічний інститут за розв'язання задачі про рух Паллади присудив йому золоту медаль. У цей період учений написав і свою фундаментальну працю "Теорія руху небесних тіл, які обертаються навколо Сонця по конічних перерізах" (1809 р.).

Важливі праці створив Гаусс і з аналізу нескінченно малих величин.

Гаусс цікавився і геометрією. Окремі питання, як, наприклад, найважливіша проблема геометрії – проблема V постулату Евкліда – привертали його особливу увагу. У своїх міркуваннях він ішов шляхами, схожими па ті, які проробив Лобачевський, але не опублікував жодної сторінки.

У листі до математика Бесселя Гаусс писав: "Певне, я ще не скоро зможу обробити свої широкі дослідження з цього приводу так, щоб їх можна було опублікувати. Можливо, навіть, що я не зважуся на це протягом усього мого життя, тому що боюсь крику беотійців, який піднімається, коли я висловлюю свої погляди".

Гаусс ознайомився з результатами досліджень Лобачевського за невеликою брошурою "Геометричні дослідження з теорії паралельних ліній", написаною німецькою мовою і виданою у 1840 р. Він зацікавився цією працею і в свої 62 роки вирішив вивчити російську мову, щоб мати можливість читати твори Лобачевського в оригіналі. У листах до своїх друзів Гаусс з великою похвалою говорив про досягнення Лобачевського. Він писав, що праця Лобачевського містить основи тієї геометрії, яка могла б бути і була б цілком послідовною, якби геометрія Евкліда не була правильною. Він писав також, що вже 54 роки (з 1792 р.) має такі самі переконання. Самому Лобачевському Гаусс власноручно написав листа, в якому повідомив російського вченого, що його обрали членом-кореспондентом Геттінгенського математичного вченого товариства.

1830-1840 роки Гаусс присвятив теоретичній фізиці. Його дослідження в цій галузі значною мірою були результатом тісного спілкування і сумісної наукової роботи з В. Вебером.

Разом з Вебером Гаусс створив абсолютну систему електромагнітних одиниць і сконструював у 1833 перший в Німеччині електромагнітний телеграф. Йому належить створення загальної теорії магнетизму, основ теорії потенціалу і багато ін. Отже, важко зазначити таку галузь теоретичної чи прикладної математики, в яку б Гаусс не вніс істотного вкладу.

Через надзвичайно велику вимогливість до себе багато досліджень визначного математика залишилося за життя його неопублікованими (нариси, незакінчені праці, листування з друзями). Цю наукову спадщину Гаусса дуже ретельно опрацьовували в Геттінгенському вченому товаристві. В результаті було видано 11 томів творів Гаусса. Дуже цікавими із спадщини вченого є його щоденник і дослідження з неевклідової геометрії й теорії еліптичних функцій.

Зокрема, з опублікованих матеріалів видно, що Гаусс прийшов до думки про можливість існування поряд з евклідовою геометрією неевклідової в 1818. Проте побоювання, що ідеї неевклідової геометрії не зрозуміють у математичному світі, і, можливо, недостатнє усвідомлення їх наукової важливості були причиною того, що Гаусс їх далі не розробляв і нічого за життя з цих питань не опублікував. Коли опублікував неевклідову геометрію М. І. Лобачевський, Гаусс поставився до цього з великою увагою і запропонував обрати Лобачевського членом-кореспондентом Геттінгенського вченого товариства, але власної оцінки великому відкриттю Лобачевського по суті не дав.

В архівах Гаусса знайдено матеріали із своєрідною теорією еліптичних функцій. Проте заслуга в її розробці й опублікуванні належите К. Якобі і Н. Абелю.

Слід зазначити, що вже сучасники Гаусса розуміли його велич, про що свідчить напис на медалі, викарбуваній на честь Гаусса, - "Король математиків". У 1880 в Брауншвейгу Гауссу поставили бронзову статую.

У 1827 р. Гаусс опублікував велику працю "Загальні дослідження про криві поверхні", зміст якої стосується диференціальної геометрії.

Значні відкриття належать Гауссу і в галузі фізики. Він дослідив і встановив ряд нових законів у теорії рідин, теорії, магнетизму тощо. Наслідком важливих розробок були такі праці: "Про один важливий закон механіки" (1820), "Загальні початки теорії рівноваги рідин" (1832), "Загальна теорія земного магнетизму" (1838).

У 1832 р. Гаусс опублікував важливу статтю "Про абсолютне вимірювання магнітних величин". Він і конструював прилад для вимірювання магнітних величин (магнітометр), виконав перше обчислення положення південного магнітного полюса Землі, яке дало дуже мале відхилення від справжнього положення. Гаусс винайшов електромагнітний спосіб зв'язку (1834).

Не менш успішно він працював і в галузі геодезії. У 1836 р. Гауссу запропонували провести геодезичні вимірювання території Ганноверського королівства. Після проведення підготовчих робіт учений особисто розпочав вимірювання. Працював він над цим 14 років. Він виготовив новий вимірювальний прилад – геліотроп, що діяв за допомогою сонячних променів. Разом з тим практика вимірювань спонукала Гаусса до теоретичних досліджень. Наслідком їх були важливі теоретичні праці, які стали основою дальшого розвитку геодезії.

Характерними рисами досліджень Гаусса є надзвичайна їх різнобічність і органічний зв'язок у них між теоретичною і прикладною математикою. Праці Гаусса мали великий вплив на весь дальший розвиток вищої алгебри, теорії чисел, диференціальної геометрії, класичної теорії електрики і магнетизму, геодезії, теоретичної астрономії. У багатьох галузях математики Гаусс активно сприяв підвищенню вимог до логічної чіткості доведень.

"Арифметичні дослідження" - перший великий твір Гаусса, присвячений окремим питанням теорії чисел і вищої алгебри. Постановка і розробка цих питань Гауссом визначили дальший розвиток цих дисциплін. Гаусс докладно розвинув тут теорію квадратичних лишків, уперше довів квадратичний закон взаємності – одну з центральних теорем теорії чисел. У цьому творі він по-новому докладно розробив теорію квадратичних форм, яку раніше побудував Лагранж, виклав теорію поділу кола, яка багато в чому була прообразом теорії Галуа.

Гаусс розробив загальні методи розв'язання рівнянь виду хn-1=0, а також встановив зв'язок між цими рівняннями і побудовою правильних многокутників, а саме: знайшов усі такі значення n, для яких. правильний n-кутник можна побудувати циркулем і лінійкою, зокрема розв'язав у радикалах рівняння х17-1=0 і побудував правильний 17-кутник за допомогою циркуля і лінійки. Це було першим після старогрецьких геометрів значним кроком уперед у цьому питанні. Одночасно Гаусс склав величезні таблиці простих чисел, квадратичних лишків і нелишків, значень усіх дробів виду 1/Р від р = 1 до р = 1000 у вигляді десяткових дробів, доводячи обчислення до повного періоду (що іноді потребувало обчислення кількох сотень десяткових знаків).

В алгебрі Гаусса цікавила насамперед основна теорема. До неї він не раз повертався і дав понад шість різних її доведень. Усі вони були опубліковані в працях ученого у 1808-1817. У цих працях були дані вказівки відносно кубічних і біквадратичних лишків. Теореми про біквадратичні лишки розглядаються в працях 1825-1831. Ці праці значно розширили теорію чисел завдяки введенню так званих цілих гауссових чисел, тобто чисел виду а+bі, де а і b – цілі числа. У зв'язку з астрономічними обчисленнями, що ґрунтуються на розкладанні інтегралів відповідних диференціальних рівнянь у нескінченні ряди.

Гаусс дослідив питання про збіжність нескінченних рядів, які він пов'язав з вивченням т. зв. гіпергеометричного ряду ("Про гіпергеометричний ряд", 1812). Головне значення цього ряду полягає в тому, що він містить як окремі випадки багато з відомих трансцендентних функцій, що мають широке застосування. Ці дослідження Гаусса разом з працями Коші і Абеля, які ґрунтуються на дослідженнях Гаусса, сприяли значному розвитку загальної теорії рядів.

Хоча Гаусс плідно працював у різних галузях науки, але він сам часто говорив: "Я весь відданий математиці". Математику він вважав царицею наук, а арифметику – царицею математики. В обчисленнях у думці йому не було рівних. Він знав напам'ять перші десяткові цифри багатьох логарифмів і користувався ними при наближених обчисленнях у думці. Розв’язуючи складні задачі, він помилявся дуже рідко, цифри писав чітко. Останні десяткові знаки перевіряв, не покладаючись на таблиці.

Відкриття Гаусса не зробили такого перевороту, як, наприклад, відкриття Архімеда і Ньютона, але через їх глибину, різносторонність, розкриття нових, невідомих до того законів природи в галузі фізики, геодезії, математики сучасники вважали Гаусса найкращим математиком світу. На медалі, виготовленій у 1855 р. на його честь, вигравірувано напис: "Король математиків".

Працював Гаусс сам у невеликому робочому кабінеті; там був стіл, конторка, пофарбована у білий колір, вузенька софа і єдине крісло. Одягнутий він був завжди у теплий халат і шапочку, на вдачу спокійний і веселий. Після напруженої праці Гаусс любив відпочивати: робив прогулянки до літературного музею, читав художню літературу німецькою, англійською і російською мовами. Гаусс високо оцінював російську культуру і шанував талановитий російський народ. У Росії освічені кола, в свою чергу, високо цінували Гаусса як ученого. Петербурзька академія наук першою в світі обрала Гаусса своїм членом-кореспондентом.

16 червня 1849 р. наукова громадськість світу відзначила 50-річний ювілей творчої діяльності "короля математиків". Усі наукові установи, товариства різних країн світу вважали за свій обов'язок сердечно привітати великого математика і висловити йому почуття високої поваги. У цей час Гаусс написав свою останню працю "Матеріали до теорії алгебраїчних рівнянь".

Довгі роки напруженої праці давалися взнаки. Гаусс почав помітно старіти, швидко стомлюватись. У 1851 р. великих страждань завдавали йому безсоння, задишка і кашель. До цього він майже не хворів і за все своє життя тільки двічі вживав ліки.

Але тепер, коли друзі запросили до нього лікаря, який установив хворобу серця і ряд інших змін в організмі, Гаусс почав лікуватись, часто робив прогулянки на свіжому повітрі. Здоров'я його ніби поліпши-лось. Але 23 лютого 1855 р. великого математика не стало. 26 лютого тіло перенесли в обсерваторію, а звідти студенти університету супроводили його на кладовище.