Просмотр кода страницы Стокс, Джордж Габриель

{{однофамильцы|Стокс}}
{{Учёный 
| имя                  = Джордж Габриель Стокс
| оригинал имени       = {{lang-en|George Gabriel Stokes}}
| изображение          = SS-stokes.jpg
| ширина               = 200px
| описание изображения = Сэр Джордж Габриэль Стокс, 1-й Баронет
| дата рождения        = 13.8.1819
| место рождения       = [[Скрин (Слайго)|Скрин]], {{МР|графство Слайго|в графстве Слайго|Слайго (графство)}}, [[Ирландия (остров)|Ирландия]]
| дата смерти          = 1.2.1903
| место смерти         = {{МС|Кембридж}}, [[Англия]]
| гражданство          = {{флагификация|Великобритания|1903}}
| научная сфера        = [[математика]], [[механика]], [[физика]]
| место работы         = [[Кембриджский университет]]
| альма-матер          = [[Кембриджский университет]]
| научный руководитель = [[Хопкинс, Вильям|Вильям Хопкинс]]
| знаменитые ученики   = [[Лэмб, Гораций|Гораций Лэмб]]
| известен как         = [[Теорема Стокса]]<br>[[Закон Стокса]]<br>[[Линия Стокса]]<br>[[Стоксовы отношения]]<br>[[Стоксов сдвиг]]<br>[[Уравнения Навье — Стокса]]
| награды и премии     = {{{!}} style="background:transparent"
{{!}} {{Баронет|UK}}
{{!}}}[[Медаль Румфорда]] ([[1852|1852 г.]])<br>[[Медаль Копли]] ([[1893|1893 г.]]) <br> [[Медаль Гельмгольца]] (1900)
| Религиозная конфессия = [[Англиканец евангелист]]
}}
Сэр '''Джордж Габрие́ль Стокс''' ({{lang-en|Sir George Gabriel Stokes}}; [[13 августа]] [[1819]] — [[1 февраля]] [[1903]]) — английский {{математик|Великобритании|XIX века}}, {{механик|Великобритании|XIX века}} и [[физик|физик-теоретик]] ирландского происхождения. Работал в [[Кембриджский университет|Кембриджском университете]], внёс значительный вклад в [[гидродинамика|гидро-]] и [[газодинамика|газодинамику]] ([[уравнения Навье — Стокса]]), [[оптика|оптику]] и [[математическая физика|математическую физику]].

Член [[Лондонское королевское общество|Лондонского королевского общества]] (1851), его секретарь в 1854—1885 гг. и президент в 1885—1890 гг.{{sfn|Боголюбов|1983|с=454}}<ref>{{RS id|NA8283|Stokes; Sir; George Gabriel (1819 - 1903)}}</ref>.

== Биография ==
Родился 13 августа [[1819 год]]а в деревне [[Скрин (Слайго)|Скрин]] ([[Ирландия]]). Был младшим сыном протестантского священника евангелиста Габриэля Стокса. В 1841 г. окончил [[Кембриджский университет]], с [[1849 год]]а — профессор математики этого университета{{sfn|Боголюбов|1983|с=454}}. В [[1857 год]]у Стокс женился. Умер в Кембридже [[1 февраля]] [[1903 год]]а.

== Научная деятельность ==
Работы Стокса относятся к [[теоретическая механика|теоретической механике]], [[гидродинамика|гидродинамике]], [[теория упругости|теории упругости]], [[теория колебаний|теории колебаний]], [[оптика|оптике]], [[математический анализ|математическому анализу]] и [[математическая физика|математической физике]]{{sfn|Боголюбов|1983|с=454}}.

Одновременно с [[Зейдель, Филипп Людвиг|Ф. Л. Зейделем]] ввёл ([[1848]]) понятие [[равномерная сходимость|равномерной сходимости]] последовательности и ряда{{sfn|Боголюбов|1983|с=455}}.

Обратившись к [[гидродинамика|гидродинамике]] [[вязкость|вязкой жидкости]], Стокс в 1845 г. в работе '''«О теории внутреннего трения в движущихся жидкостях и о равновесии и движении упругих твёрдых тел»''' (опубликована в 1849 г.) вывел дифференциальные уравнения, описывающие течения [[вязкость|вязких]] (и, в общем случае, сжимаемых) жидкостей, ныне называемые [[уравнения Навье — Стокса|уравнениями Навье — Стокса]]. Выводит он их в пятый раз{{sfn|Погребысский|1966|с=129}}; раньше они были получены [[Навье, Луи Мари Анри|А. Навье]] (1821 г. — для случая несжимаемой жидкости), [[Коши, Огюстен Луи|О. Коши]] (1828 г.), [[Пуассон, Симеон Дени|С. Пуассоном]] (1829 г.) и [[Сен-Венан, Адемар Жан-Клод Барре де|А. Сен-Венаном]] (1843 г.). Однако традиция связывать данные уравнения прежде всего с именами Навье и Стокса исторически вполне объяснима{{sfn|Погребысский|1966|с=143}}, поскольку именно Стоксу принадлежит вариант вывода этих уравнений, последовательно исходящий из континуальной концепции. Историк науки [[Погребысский, Иосиф Бенедиктович|И. Б. Погребысский]] отмечал: «Внимание к физической стороне дела, учёт экспериментальных результатов, ясная кинематическая картина движения и исчерпывающая формулировка исходного динамического „принципа“ — всё это в сочетании с несколькими удачными применениями теории сделало работу Стокса основным отправным пунктом для дальнейших работ по теории вязкой жидкости»{{sfn|Погребысский|1966|с=129}}.

Как ранее поступал Коши, Стокс предпослал своим рассмотрениям тщательный кинематический анализ, в котором он открыл природу [[завихренность|завихрённости]] ({{lang-en|vorticity}}) как локальной угловой скорости{{sfn|Truesdell|1976|p=122}}.

Представления молекулярной механики у Стокса играют чисто вспомогательную роль. Пренебрегая иррегулярной составляющей скорости жидкости (зависящей от расстояний между молекулами и взаимодействий между последними), Стокс оперировал средней (регулярной) скоростью жидкости в окрестности жидкой частицы. Исходной его гипотезой при выводе уравнений движения вязкой жидкости была линейная зависимость шести компонент [[напряжение (механическое)|напряжения]] от шести компонент скоростей деформации жидкой частицы{{sfn|Тюлина|1979|с=233—234}}.

Рассматривая жидкость как сплошную среду, Стокс обратился к понятию [[внутреннее трение|внутреннего трения]], и его трактовка данного явления стала обобщением трактовки [[Ньютон, Исаак|Ньютона]]. Опираясь на свои результаты, Стокс внёс поправки в выполненный ранее Ньютоном анализ задачи о вращении вязкой жидкости в цилиндре{{sfn|Truesdell|1976|p=122}}. Как показал Стокс, ошибка, допущенная Ньютоном при решении данной задачи, заключалась в том, что последний вместо моментов сил трения, действующих на внешнюю и внутреннюю поверхности каждого из мысленно выделяемых в жидкости цилиндрических слоёв, рассматривал сами эти силы. В результате у Ньютона оказывалось, что время одного оборота жидкой частицы зависит от радиуса цилиндрического слоя линейно, а из результатов Стокса следует, что данное время пропорционально квадрату радиуса{{sfn|Тюлина|1979|с=224}}.

Стоксу удалось теоретически объяснить и ''формулу Гагена — Пуазейля'' для расхода вязкой несжимаемой жидкости при стационарном течении в цилиндрической трубе{{sfn|Ландау, Лифшиц|1986|с=82}}.

В 1848 г. Стокс получил дифференциальные уравнения, описывающие закон изменения вихря с течением времени{{sfn|Погребысский|1966|с=288}}. В 1851 г. он вывел формулу для силы сопротивления <math>F</math> , действующей на твёрдый шар при его медленном равномерном движении в неограниченной [[вязкость|вязкой]] жидкости{{sfn|Храмов|1983|с=255}}. Эта формула — [[закон Стокса|формула Стокса]] — имеет вид:

: <math>F\;=\;6{\pi}R{\eta}u</math> ,

где <math>R</math> и <math>u</math> — радиус и скорость шара, <math>\eta</math> — динамический коэффициент вязкости жидкости{{sfn|Ландау, Лифшиц|1986|с=93}}.

Стокс занимался также изучением поглощения [[звук]]а в жидкости; однако анализ Стокса был неполным, поскольку он в качестве единственного [[диссипация энергии|диссипативного]] механизма рассматривал [[вязкость]], но не рассматривал [[теплопроводность]] (чего и нельзя было сделать до открытия взаимосвязи между [[теплота|теплотой]] и [[механическая работа|работой]]){{sfn|Truesdell|1976|p=122}}.

Что касается работ Стокса в области [[теория упругости|теории упругости]], то в уже упоминавшейся работе «О теории внутреннего трения в движущихся жидкостях и о равновесии и движении упругих твёрдых тел» он показал, что свойство упругих тел совершать изохронные колебания обусловлено тем, что при малых деформациях напряжения, возникающие в теле, являются линейными функциями деформаций{{sfn|Погребысский|1966|с=117}}. Стокс исследовал также динамический прогиб мостов{{sfn|Боголюбов|1983|с=455}}.

В области [[оптика|оптики]] Стокс исследовал [[аберрация света|аберрацию света]], [[кольца Ньютона]], [[интерференция света|интерференцию]] и [[поляризация волн|поляризацию]] света, [[электромагнитный спектр|спектры]], [[люминесценция|люминесценцию]]. В 1852 г. установил, что длина волны [[фотолюминесценция|фотолюминесценции]] больше длины волны возбуждающего света ([[правило Стокса]]){{sfn|Храмов|1983|с=255}}.

Имя Стокса носит также одна из важнейших формул [[векторный анализ|векторного анализа]] — [[теорема Стокса|формула Стокса]], связывающая ''ротор'' векторного поля с ''циркуляцией'' этого поля по замкнутому контуру, ограничивающему некоторый участок ориентированной поверхности. Данная формула была получена в 1849 г. [[Томсон, Уильям (лорд Кельвин)|У. Томсоном]]; а Стокс включил её в ежегодный конкурсный математический экзамен в Кембридже, который он проводил с 1849 по 1882 годы{{sfn|Шилов|1972|c=385}}.

== Признание ==
С 1849 по 1903 годы Джордж Стокс переизбирался почётным Лукасовским профессором в Кембриджском университете. За достижения в области исследования света в 1852 году Стокс получил [[медаль Румфорда]] от [[Лондонское королевское общество|Королевского Общества]], а в 1893 [[медаль Копли]]. В 1889 году получил дворянский титул [[баронет]]а.

Был членом многих иностранных академий, в том числе [[Французская академия наук|Парижской академии наук]]{{sfn|Храмов|1983|с=255}}<ref>[https://www.academie-sciences.fr/fr/Liste-des-membres-depuis-la-creation-de-l-Academie-des-sciences/les-membres-du-passe-dont-le-nom-commence-par-s.html Les membres du passé dont le nom commence par S] {{Wayback|url=https://www.academie-sciences.fr/fr/Liste-des-membres-depuis-la-creation-de-l-Academie-des-sciences/les-membres-du-passe-dont-le-nom-commence-par-s.html |date=20200806160839 }}{{ref-fr}}</ref> и [[Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова|Военно-медицинской академии в Петербурге]].

В честь него названа единица измерения [[Вязкость|вязкости]] в [[СГС|системе СГС]], [[Стокс (лунный кратер)|кратер на Луне]] и [[Стокс (марсианский кратер)|кратер на Марсе]], минерал стокезит.

В 1999 году в честь Стокса была создана [[Премия сэра Джорджа Стокса]].

== См. также ==
* [[Закон Стокса]] (гидродинамика)
* [[Теорема Стокса]] (дифференциальная геометрия)
* [[Стоксов сдвиг]] (флуоресценция)
* [[Уравнения Навье — Стокса]] (гидродинамика)
* [[Стокс (единица измерения)|Стокс]] (единица измерения вязкости)
* [[Параметры Стокса]] (поляризация электромагнитных волн)

== Примечания ==
{{Примечания|19em}}

== Литература ==
* {{книга|автор=Боголюбов А. Н.&nbsp;|заглавие=Математики. Механики. Биографический справочник|место=Киев|издательство=Наукова думка|год=1983|страниц=639|ref=Боголюбов}}
* {{книга|автор=Кудрявцев П. С.&nbsp;|заглавие=История физики. Т. 2|место=М.|издательство=Учпедгиз|год=1956|страниц=488|ref=Кудрявцев}}
* {{книга|автор=[[Ландау, Лев Давидович|Ландау Л. Д.]], [[Лифшиц, Евгений Михайлович|Лифшиц Е. М.]]&nbsp;|заглавие=Гидродинамика. 3-е изд|место=М.|издательство=Наука|год=1986|страниц=736|серия=Теоретическая физика. Т. VI|ref=Ландау, Лифшиц}}
* {{книга|автор=[[Погребысский, Иосиф Бенедиктович|Погребысский И. Б.]]&nbsp;|заглавие=От Лагранжа к Эйнштейну: Классическая механика XIX века|место=М.|издательство=Наука|год=1966|страниц=327|ref=Погребысский}}
* {{книга|автор=[[Тюлина, Ирина Александровна|Тюлина И. А.]]&nbsp;|заглавие=История и методология механики|место=М.|издательство=Изд-во Моск. ун-та|год=1979|страниц=282|ref=Тюлина}}
* {{Книга:Храмов Ю. А.:Физики|часть = Стокс Джордж Габриэль (Stokes George Gabriel)|с =254}}
* {{книга|автор=Шилов Г. Е.&nbsp;|заглавие=Математический анализ. Функции нескольких вещественных переменных, чч. 1—2|место=М.|издательство=Наука|год=1972|страниц=624|ref=Шилов}}
* {{статья|автор= Scott В. E.&nbsp;|заглавие=Men and milestones in optics. G. G. Stokes // ''Appl. Optics'', '''1''', 1|год=1962|ref=Scott}} — P. 69—73.
* {{книга|автор=Truesdell C.&nbsp;|заглавие=History of Classical Mechanics. Part II, the 19th and 20th Centuries // ''Die Naturwissenschaften'', '''63''', 3|год=1976|ref=Truesdell}} — P. 119—130.
{{Внешние ссылки}}
{{Start box}}
{{S-aca}}
{{Succession box
  | предшественник = [[Хаксли, Томас Генри|Томас Генри Хаксли]]
  | преемник       = [[Томсон, Уильям (лорд Кельвин)|Уильям Томпсон]]
  | список         = [[Президент Королевского общества]] 
  | годы           = 1885—1895
}}
{{Succession box
  | предшественник = [[Кинг, Джошуа (ученый)|Джошуа Кинг]]
  | преемник       = [[Джозеф Лармор]]
  | список         = [[Лукасовский профессор математики|Лукасовский профессор]] в [[Кембриджский университет|Кембриджском университете]]
  | годы           = 1849—1903
}}
{{End box}}
{{Президенты Королевского общества 1800-х}}
{{Лауреаты медали Румфорда}}

[[Категория:Физики по алфавиту]]
[[Категория:Физики Великобритании]]
[[Категория:Физики XIX века]]
[[Категория:Учёные, в честь которых названы физические единицы измерения]]
[[Категория:Награждённые медалью Копли]]
[[Категория:Награждённые медалью Румфорда]]
[[Категория:Члены Лондонского королевского общества]]
[[Категория:Президенты Лондонского королевского общества]]
[[Категория:Иностранные члены Французской академии наук]]
[[Категория:Члены Гёттингенской академии наук]]
[[Категория:Члены Американской академии искусств и наук]]
[[Категория:Члены Баварской академии наук]]
[[Категория:Иностранные члены Национальной академии наук США]]
[[Категория:Почётные члены Военно-медицинской академии]]
[[Категория:Баронеты Соединённого королевства]]
[[Категория:Выпускники Кембриджского университета]]
[[Категория:Выпускники Пембрук-колледжа (Кембридж)]]
[[Категория:Лукасовские профессора математики]]
[[Категория:Профессора Кембриджского университета]]
[[Категория:Мастера Пембрук-колледжа (Кембридж)]]
[[Категория:Президенты Британской научной ассоциации]]
[[Категория:Награждённые медалью Гельмгольца]]
[[Категория:Президенты Кембриджского философского общества]]