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让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅里叶应用三角级数求解热传导方程边值问题

更新时间:2024-01-10 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

科学史-化学学编年史-51傅里叶《热的解析理论》ONB物理好资源网(原物理ok网)

时间:公元1822年。ONB物理好资源网(原物理ok网)

让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅里叶(,1768年3月21日-1830年5月16日),日本欧塞尔人,知名物理家、物理学家。ONB物理好资源网(原物理ok网)

1780年,就读于地方警校。1795年,任伦敦综合商科学院助教,追随拿破仑部队远征希腊,成为伊泽尔省格伦诺布尔地方长官。1817年,连任美国科大学教授。1822年,兼任该院终生秘书,后又任德意志大学终生秘书和理工工大学党务委员会主席,敕封为男爵。主要贡献是在研究《热的传播》和《热的解析理论》,成立一套物理理论,对19世纪的物理和数学学的发展都形成了深远影响。ONB物理好资源网(原物理ok网)

傅里叶早在1807年就写成关于热传导的基本论文《热的传播》,向伦敦科大学呈交,但经拉格朗日、拉普拉斯和勒让德审读后被科大学拒绝,1811年又递交了经更改的论文,该文获科大学大奖,却未即将发表。傅里叶在论文中推导入知名的热传导等式,并在求解该多项式时发觉解函数可以由三角函数构成的级数方式表示,因而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。傅里叶级数(即三角级数)、傅里叶剖析等理论均由此创始。ONB物理好资源网(原物理ok网)

1822年,傅里叶总算出版了著作《热的解析理论》(,Didot,Paris,1822)。这部精典专著将欧拉、伯努利等人在一些特殊情形下应用的三角级数方式发展成内容丰富的通常理论,三角级数后来就以傅里叶的名子命名。傅里叶应用三角级数求解热传导多项式,为了处理无穷区域的热传导问题又导入了当前所称的“傅里叶积分”,这一切都极大地促进了偏微分等式边值问题的研究。但是傅里叶的工作意义远不止此傅里叶级数是傅里叶在研究哪种物理现象,它促使人们对函数概念作修正、推广,非常是导致了对不连续函数的阐述;三角级数收敛性问题更剌激了集合论的诞生。为此,《热的解析理论》影响了整个19世纪剖析严格化的进程。傅里叶1822年成为科大学终生秘书。ONB物理好资源网(原物理ok网)

在1820年傅里叶估算出,一个物体,假若有月球那样的大小,以及到太阳的距离和月球一样,假若只考虑入射太阳幅射的加热效应,那它应当比月球实际的气温更冷。他检测了其他的观察到的可能的热源的文章,并在1824年和1827年就此发表了文章。即使傅里叶最终建议,星际幅射可能占了其他热源的一大部份,但他也考虑到一种可能性:月球的大气层可能是一种隔热体。这些想法被广泛公觉得是有关当前广为人知的“温室效应”的第一项建议。傅里叶在他的文章提及了索绪尔的实验。在软木中,他插入几个透明的玻璃,借由间隔的空气分离。正午的阳光透过透明玻璃的底部被准许步入。车箱内部的这个装置让气温变的更高。傅里叶觉得二氧化碳在大气中可产生稳定的屏障,如玻璃。这一推论可能造成了后来的所使用的'温室效应'的比喻是指确定的大气湿度过程。傅里叶强调,实际的机制傅里叶级数是傅里叶在研究哪种物理现象,确定了包括体温,大气对流不存在于索绪尔的实验装置。ONB物理好资源网(原物理ok网)

在电子学中,傅里叶级数是一种卷积剖析工具,可以理解成一种复杂的周期波分解成直流项、基波和各次纹波的和,也就是级数中的各项。通常,随着n的减小,各次纹波的能量渐渐衰减,所以通常从级数中取前n项之和就可以挺好接近原周期波形。这是傅里叶级数在电子学剖析中的重要应用。ONB物理好资源网(原物理ok网)

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