Симеон Дени Поасон биография и приноси в математика и физика

Симеон Дени Поасон ( 21 юни 1781 г. в Питивие - 25 април 1840 г. в Сьо, близо до Париж) е френски математик и физик. От 1798 г. учи математика в Политехническата школа, където се запознава с Пиер-Симон Лаплас и Жозеф-Луи Лагранж. През 1802 г. става професор, а през 1806 г. заема длъжността, която преди него е заемал Жан Батист Жозеф Фурие. Наполеон изпраща Фурие в Гренобъл. Поасон е ученик на Лаплас. Поасон работи върху математическите основи на теорията на вълните, акустиката, еластичността, електричеството и топлината. Интересува се и от електрическите свойства на твърдите тела. През 1812 г. той публикува своето разширение на уравнението на Лаплас, което позволява използването му за електрическия заряд на повърхността на твърдите тела. През 1818 г. той предсказва съществуването на явление, наречено петно на Поасон, в случай че светлината трябва да има характер на вълна. Поасон смята, че това не е така и че тя има характер на частици. Той води дълги дискусии с Огюстен-Жан Френел, който смята, че светлината наистина е вълна. Дискусията приключила едва когато Френел успял да докаже в експеримент съществуването на предсказаното от Поасон петно. През 1838 г. Поасон публикува идеите си за теория на вероятностите, които включват и това, което днес е известно като разпределение на Поасон. Това разпределение вече е било известно на Абрахам дьо Моивър.

Връзката между налягането и обема при адиабатен процес е постоянна и днес е известна като закон на Поасон. В термодинамиката същата зависимост се формулира като редица уравнения, които са известни като уравнения на Поасон. Коефициентът на Поасон, който показва колко се разтяга даден обект при натоварване, също е наречен на негово име.

Името му е едно от 72-те, изписани на Айфеловата кула.

Научни приноси и основни идеи

• Потенциална теория и уравнение на Поасон: Разширението на уравнението на Лаплас, известно като уравнението на Поасон, играе ключова роля в електростатиката и теорията на потенциала. То свързва вторите производни на потенциала с плътността на заряда и е основа за моделиране на полета в присъствието на източници.
• Оптика и теория на вълните: Поасон анализира математически разпространението на вълни и предсказва явлението, което по-късно е наречено петно на Поасон — ярка точка в центъра на сенката на кръгъл обект при вълнова природа на светлината. Неговата критика в дебата за вълновата теория на светлината стимулира експериментите на Френел, които утвърждават вълновия характер на светлината.
• Еластичност и механика на материали: Поасон допринася за математическото описание на деформациите и напреженията в твърдите тела. Коефициентът на Поасон (Poisson's ratio) е фундаментален параметър в механиката на материалите.
• Термодинамика и газови закони: Описваната от него зависимост при адиабатни процеси често се нарича закон на Поасон и е важна при изучаването на разширението и компресията на газове без топлообмен с околната среда.
• Теория на вероятностите: В своята работа върху вероятностите той формулира резултати, довели до разпределението, носещо неговото име. В трудовете си по приложна вероятност Поасон разглежда проблеми като вероятността на съдебни решения и други практични приложения.
• Други математически приноси: Поасон работи върху ядрове и решения за хармонични функции, въвежда техники и резултати, които намират приложение в потенциалната теория, теорията на числата и в диференциалните уравнения.

Спорове и научни дебати

Дебатът между Поасон и Френел относно природата на светлината е показателен за преходния период в оптиката — от корпускулярните представи към вълновите теории. Поасон предсказва централното ярко петно на Поасон като следствие от вълновата теория, но самият той остава привърженик на корпускулярната идея. Когато Френел демонстрира експериментално наличието на това петно, аргументите на вълновия модел получават силно потвърждение.

Публикации и практическо значение

Поасон публикува множество статии и монографии, покриващи приложни и теоретични въпроси в математиката и физиката. Работите му по теория на вероятностите имат практически значение за статистическия анализ на събития с малка вероятност, докато изследванията му в еластичността и термодинамиката намират приложение в инженерни дисциплини.

Наследство и отличия

• Името на Поасон е увековечено в множество понятия: разпределение на Поасон, уравнение на Поасон, коефициент на Поасон, закон на Поасон и др.
• Името му е едно от 72-те, изписани на Айфеловата кула, което е признание за значението на неговите научни постижения във френската наука.
• Неговите резултати и методи продължават да бъдат основа в математическата физика, инженерните науки и приложната статистика.

Кратка лична справка

Роден през 1781 г. в Питивие, Поасон прекарва голяма част от научната си кариера в Париж и околностите. Умира през 1840 г. в Сьо (Sceaux), близо до френската столица. Наред с научната си дейност, той е активен участник в академичния живот и оставя значително наследство в няколко области на математиката и физиката.

Въпроси и отговори

В: Кой е бил Симеон Дени Поасон?

В: Къде е изучавал математика?

В: С кого се е запознал, докато е учил там?

В: Каква длъжност заема през 1806 г.?

В: Кое явление е наречено на негово име?

Въпрос: Как завършват дискусиите за светлината между него и Огюстен-Жан Френел?

Търсене по буква