Siméon Denis Poisson — francuski matematyk i fizyk, autor rozkładu Poissona
Siméon Denis Poisson — francuski matematyk i fizyk, twórca rozkładu Poissona; życiorys, przełomowe odkrycia w teorii fal, akustyce i teorii prawdopodobieństwa.
Siméon Denis Poisson (21 czerwca 1781 w Pithiviers – 25 kwietnia 1840 w Sceaux pod Paryżem) był francuskim matematykiem i fizykiem. W 1798 r. rozpoczął studia matematyczne w École Polytechnique, gdzie nawiązał kontakty z najwybitniejszymi uczonymi epoki, m.in. z Pierre'em-Simonem Laplace'em i Josephem-Louisem Lagrange'em. Poisson był uczniem Laplace'a i przez całe życie prowadził badania łączące teorię matematyczną z problemami fizyki teoretycznej i doświadczalnej.
Życie i kariera
Wczesne lata kariery Poissona przypadają na okres reorganizacji nauki we Francji po Rewolucji. W 1802 r. został profesorem; kilka lat później, w 1806 r., objął stanowisko, które przed nim piastował Jean Baptiste Joseph Fourier (Fourier został wtedy wysłany przez Napoleona do Grenoble). Poisson zajmował się zarówno pracą wykładowczą, jak i badawczą oraz uczestniczył aktywnie w życiu naukowym Francji.
Główne osiągnięcia naukowe
Poisson wniósł istotny wkład do wielu dziedzin matematyki i fizyki. Pracował nad matematycznymi podstawami teorii fal, akustyki, sprężystości, elektryczności i ciepła. Interesowały go również właściwości elektryczne ciał stałych.
Do istotnych rezultatów należy opublikowane w 1812 roku rozszerzenie równania Laplace'a, które dodało do niego człon źródłowy — wynik ten jest podstawą tzw. równania Poissona, szeroko stosowanego w elektrostatyce, teorii potencjału i mechanice ciągłej. Dzięki tej modyfikacji można modelować rozkład potencjału w obecności ładunku lub gęstości źródeł.
W 1818 roku Poisson przewidział istnienie efektu, który później nazwano plamą Poissona — jasnym punktem w środku cienia okrągłej przeszkody, przewidywanym przez falową teorię światła. Poisson uważał początkowo, że światło ma naturę cząsteczkową i sceptycznie odnosił się do falowej interpretacji. Rozmowy z Augustinem-Jeanem Fresnelem doprowadziły do eksperymentalnego sprawdzenia przewidywania: Fresnel, a następnie François Arago, wykazali istnienie tej plamy, co było silnym argumentem za falową naturą światła.
W obszarze teorii prawdopodobieństwa Poisson opublikował w 1838 roku prace, które obejmowały przypadki rozkładu znanego obecnie jako rozkład Poissona. Analizował on przy tym przybliżenia procesu rzadkich zdarzeń (przybliżenie rozkładu dwumianowego przy małym prawdopodobieństwie i dużej liczbie prób) — wcześniejsze formy tego rozkładu pojawiały się już w pracach Abrahama de Moivre, ale to prace Poissona przyczyniły się do rozpropagowania i uformowania tej koncepcji.
Pojęcia nazwane jego imieniem
- Równanie Poissona — uogólnienie równania Laplace'a z członem źródłowym, kluczowe w elektrostatyce, grawitacji i teorii potencjału.
- Rozkład Poissona — model prawdopodobieństwa dla liczby zdarzeń występujących w jednostce czasu/przestrzeni w procesie o rzadkich, niezależnych zdarzeniach.
- Współczynnik Poissona — (ang. Poisson's ratio) miara poprzecznej odkształcalności materiału: stosunek naprężenia bocznego do wydłużenia pod obciążeniem.
- Prawo Poissona w termodynamice — zależność między ciśnieniem a objętością w procesie adiabatycznym (często zapisywana w postaci pV^γ = const), a także powiązane równania znane zbiorczo jako równania Poissona.
Wpływ i upamiętnienia
Poisson pozostawił po sobie bogaty dorobek teoretyczny, który miał duży wpływ na rozwój fizyki matematycznej i inżynierii. Jego nazwisko upamiętniono w nazwach wielu pojęć i praw oraz na listach wybitnych uczonych: jest jednym z 72 nazwisk umieszczonych na wieży Eiffla.
Podsumowując, Siméon Denis Poisson był wszechstronnym uczonym, łączącym rygor matematyczny z problemami fizyki stosowanej — od teorii fal i elektrostatyki po mechanikę materiałów i rachunek prawdopodobieństwa. Jego prace nadal stanowią podstawę wielu dziedzin nauki i techniki.
Pytania i odpowiedzi
P: Kim był Siméon Denis Poisson?
A: Siméon Denis Poisson był francuskim matematykiem i fizykiem, który żył w latach 1781-1840.
P: Gdzie studiował matematykę?
A: Studiował matematykę w École Polytechnique.
P: Kogo poznał podczas studiów?
A: Podczas studiów w École Polytechnique poznał Pierre'a-Simona Laplace'a i Josepha-Louisa Lagrange'a.
P: Jakie stanowisko objął w 1806 roku?
A: W 1806 roku objął stanowisko, które przed nim zajmował Jean Baptiste Joseph Fourier.
P: Jakie zjawisko zostało nazwane jego imieniem?
O: Plama Poissona, która jest zjawiskiem związanym z falami świetlnymi, została nazwana jego imieniem. Ponadto jego zależność między ciśnieniem a objętością w procesie adiabatycznym jest dziś znana jako prawo Poissona, a z jego nazwiskiem związane są równania termodynamiki znane jako równania Poissona, a także współczynnik służący do pomiaru, jak bardzo obiekt rozciąga się pod wpływem obciążenia (znany jako współczynnik Poissona).
P: Jak zakończyły się dyskusje na temat światła między nim a Augustinem-Jeanem Fresnelem?
O: Dyskusje między nimi na temat tego, czy światło ma charakter cząstek czy fal, zakończyły się, gdy Fresnel mógł wykazać w eksperymencie istnienie plamki, którą przewidział Poisson.
P: Jak dziś honoruje się jego nazwisko? O: Jego nazwisko jest jednym z 72 uhonorowanych na wieży Eiffla.
Przeszukaj encyklopedię