Перегляд вихідного коду сторінки Джордж Габрієль Стокс

{{othernames|Стокс (прізвище)|Стокс}}
{{Науковець
| ім'я                 = Джордж Габрієль Стокс
| ім'я_мовою_оригінала = {{lang-en|George Gabriel Stokes}}
| зображення           = Ggstokes.jpg
| зображення_розмір    = 220px
| зображення_підпис    =
| резиденція           =
| громадянство         = {{GBR}}
| національність       =
| галузь               = математика, фізика
| заклад               = [[Кембриджський університет]]
| Alma Mater           = Кембриджський університет
| відомий через        = {{list|x=<br/>
 | [[закон Стокса]]
 | [[лінія Стокса]]
 | [[рівняння Нав'є-Стокса]]
 | [[співвідношення Стокса]]
 | [[стоксів зсув]]
 | [[теорема Стокса]]
}}
| звання               =
| ступінь              =
| керівник             = [[Вільям Гопкінс]]
| учні                 = 
| нагороди             = 
| примітки             =
}}

'''Сер Джордж Габріє́ль Стокс, 1-й бароне́т''' ({{lang-en|Sir George Gabriel Stokes, 1st Baronet}}; [[13 серпня]] [[1819]], [[Скрін]]&nbsp;— [[1 лютого]] [[1903]], [[Кембридж]])&nbsp;— [[Велика Британія|британський]] математик і фізик ірландського походження.

Працюючи в [[Кембриджський університет|Кембриджському університеті]], зробив значний внесок у розвиток [[гідродинаміка|гідро-]] і [[газодинаміка|газодинаміки]] (див. [[Рівняння Нав'є-Стокса]]), оптики і математики (див. [[Теорема Стокса]]). Був секретарем, а пізніше президентом [[Лондонське королівське товариство|Лондонського королівського товариства]].

На честь Стокса названа одиниця [[кінематична в'язкість|кінематичної в'язкості]], що входить в систему одиниць [[СГС]]&nbsp;— [[стокс]].

== Біографія ==
Народився 13 серпня 1819 року у Скріні, [[графство Сліго]], Ірландія. Був молодшим сином протестантського священика євангеліста Габрієля Стокса. У 1841 році закінчив Кембриджський університет, з 1849 року&nbsp;— професор математики цього університету{{sfn|Боголюбов|1983|с=454}}. У 1857 році Стокс одружився. Помер в Кембриджі 1 лютого 1903 року.

== Наукова діяльність ==
Праці Стокса належать до [[Теоретична механіка|теоретичної механіки]], [[Гідродинаміка|гідродинаміки]], [[Теорія пружності|теорії пружності]], [[Теорія коливань|теорії коливань]], оптики, [[Математичний аналіз|математичного аналізу]] і&nbsp;[[Математична фізика|математичної фізики]]{{sfn|Боголюбов|1983|с=454}}.

Одночасно із [[Філіп Людвіг Зейдель|Філіпом Зейделем]] ввів (1848) поняття [[Рівномірна збіжність|рівномірної збіжності]] послідовності та ряду{{sfn|Боголюбов|1983|с=455}}.

Вивчаючи гідродинаміку в'язкої рідини, Стокс в 1845 році в роботі «Про теорію внутрішнього тертя у рухомих рідинах та про рівновагу і рух пружних твердих тіл» (опублікована у 1849 році) вивів [[диференціальне рівняння]], яке описує течії в'язких (як правило, стисливих) рідин, зараз це рівняння має назву [[рівняння Нав'є — Стокса]]. Стокс вивів ці рівняння не вперше{{sfn|Погребысский|1964|с=129}}; раніше вони були отримані [[Клод-Луї Нав'є]] (1821&nbsp;— для випадку [[нестислива рідина|нестисливої рідини]]), [[Оґюстен-Луї Коші|О. Коші]] (1828), [[Сімеон-Дені Пуассон|С. Пуассоном]] (1829) та [[Адемар Жан-Клод Барре де Сен-Венан|А. Сен-Венаном]] (1843). Але традицію пов'язувати ці рівняння перш за все з іменами Нав'є та Стокса історично можна пояснити{{sfn|Погребысский|1964|с=143}}, оскільки саме Стоксу належить варіант виведення цих рівнянь, який послідовно виходить із концептуальної концепції. Історик науки [[Погребиський Йосип Бенедиктович|Й.&nbsp;Б.&nbsp;Погребиський]] відзначав, що «увага до фізичної сторони, врахування результатів експериментів, прозора кінематична картина руху та вичерпне формулювання вихідного динамічного „принципу“&nbsp;— все це у поєднанні із декількома вдалими застосуваннями теорії зробило працю Стокса основним відправним пунктом для подальших робіт з теорії в'язких рідин»{{sfn|Погребысский|1964|с=129}}.

Як і Коші у попередніх роботах, Стокс перед виведенням рівняння провів ретельний кінематичний аналіз, у якому він відкрив природу [[завихрення]] як локальної кутової швидкості{{sfn|Truesdell|1976|p=122}}.

Уявлення [[Молекулярна механіка|молекулярної механіки]] у Стокса відіграють допоміжну роль. Нехтуючи іррегулярною складовою швидкості рідини (яка залежить від відстаней між молекулами та їх взаємодії), Стокс оперував середньою (регулярною) швидкістю рідини довкола рідкої частинки. Вихідною гіпотезою при виведенні рівнянь руху в'язкої рідини була лінійна залежність шести компонент напруження від шести компонент швидкостей деформації рідкої частинки{{sfn|Тюлина|1979|с=233—234}}.

Розглядаючи рідину як суцільне середовище, Стокс звернувся до поняття [[Внутрішнє тертя|внутрішнього тертя]], і його трактування цього явища стало узагальненим трактуванням [[Ісаак Ньютон|Ньютона]]. Спираючись на свої результати, Стокс вніс правки у виконаний раніше Ньютоном аналіз задачі про обертання в'язкої рідини у циліндрі{{sfn|Truesdell|1976|p=122}}. Як показав Стокс, помилка, допущена Ньютоном при розв'язанні цієї задачі, була в тому, що Ньютон замість моментів сил тертя, які діють на зовнішню та внутрішню поверхню кожного умовно виділеного в рідині циліндричного шару, розглядав власне ці сили. В результаті у Ньютона виявилося, що час одного оберту рідкої частинки залежить лінійно від радіуса циліндричного шару, а з результатів Стокса випливає, що цей час пропорційний квадрату радіуса{{sfn|Тюлина|1979|с=224}}.

Стоксу вдалося теоретично пояснити і ''формулу Гагена&nbsp;— Пуазейля'' для витрати в'язкої нестисливої рідини при стаціонарній течії в циліндричній трубі{{sfn|Ландау, Лифшиц|1986|с=82}}.

У 1848 році Стокс отримав диференціальне рівняння, яке описує закон зміни завихрення протягом часу{{sfn|Погребысский|1964|с=288}}. У 1851 році він вивів формулу для сили опору <math>F</math> , яка діє на тверду кулю при її повільному рівномірному русі у необмеженній в'язкій рідині{{sfn|Храмов|1983|с=255}}. Ця формула&nbsp;— [[Закон Стокса|формула Стокса]]&nbsp;— має вигляд:

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

де <math>R</math> і <math>u</math>&nbsp;— радіус та швидкість кулі, <math>\eta</math>&nbsp;— динамічний коефіцієнт в'язкості рідини{{sfn|Ландау, Лифшиц|1986|с=93}}.

Також Стокс займався вивченням поглинання звуку в рідині; але аналіз Стокса був неповним, оскільки він як єдиний [[Дисипація|дисипативний]] механізм розглядав в'язкість, але не розглядав теплопровідність (що і неможливо було зробити до відкриття взаємозв'язку між теплотою та механічною роботою){{sfn|Truesdell|1976|p=122}}.

Щодо праць Стокса в галузі [[Теорія пружності|теорії пружності]], то у вже згаданій праці «Про теорію внутрішнього тертя у рухомих рідинах та про рівновагу і рух пружних твердих тіл» він показав, що властивість пружних тіл здійснювати ізохронні коливання обумовлено тим, що при малих деформаціях напруження, які виникають в тілі, є лінійними функціями деформацій{{sfn|Погребысский|1964|с=117}}. Також Стокс досліджував динамічний прогин мостів{{sfn|Боголюбов|1983|с=455}}.

В області оптики Стокс досліджував [[Аберація світла|аберацію світла]], [[кільця Ньютона]], [[Інтерференція світла|інтерференцію]] та [[Поляризація хвиль|поляризацію]] світла, [[Електромагнітний спектр|електромагнітні спектри]], [[Люмінесценція|люмінесценцію]]. У 1852 році встановив, що довжина хвилі [[Фотолюмінесценція|фотолюмінесценції]] більша за довжину хвилі світла збудження ([[Стоксів зсув|правило Стокса]]){{sfn|Храмов|1983|с=255}}.

Ім'я Стокса носить також одна з важливих формул [[Векторний аналіз|векторного аналізу]]&nbsp;— [[Теорема Стокса|формула Стокса]], яка пов'язує ''ротор'' векторного поля з ''циркуляцією'' цього поля по замкнутому контуру, що обмежує деяку ділянку орієнтованої поверхні. Дана формула була отримана у 1849 році [[Вільям Томсон|Вільямом Томсоном]]; Стокс включив її у щорічний конкурсний математичний екзамен у Кембриджі, який він проводив з 1849 по 1882 роки<ref>{{книга|автор=Шилов Г. Е.&nbsp;|заголовок=Математический анализ. Функции нескольких вещественных переменных, ч. 1—2|місце=М.|видавництво=Наука|рік=1972|страниц=624}}&nbsp;— C. 385.</ref>.

== Визнання ==
З 1849 по 1903 роки Джордж Стокс переобирався почесним Лукасовським професором у Кембриджському університеті. За досягнення в галузі дослідження світла у 1852 році Стокс отримав [[медаль Румфорда]] від [[Лондонське королівське товариство|Лондонського королівського товариства]], а у 1893 році&nbsp;— [[медаль Коплі]]. У 1889 році отримав дворянський титул [[баронет]]а.

Був членом багатьох іноземних академій: [[Геттінгенська академія наук|Геттінгенської академії наук]], [[Французька академія наук|Французької академії наук]]{{sfn|Храмов|1983|с=255}}, [[Військово-медична академія імені С. М. Кірова|Військово-медичної академії у Петербурзі]] та ін..

На його честь названа одиниця вимірювання в'язкості в [[СГС|системі СГС]], астероїд [[30566 Стокс]]<ref>{{DMPN}}</ref>, кратери на [[Місяць (супутник)|Місяці]] і на [[Марс (планета)|Марсі]], мінерал стокезит.

== Примітки ==
{{reflist|colwidth=22em}}

== Література ==
* {{книга
 |автор             = [[Боголюбов Олексій Миколайович|Боголюбов Алексей Николаевич]]
 |частина           = 
 |посилання частина = 
 |заголовок         = Математики. Механики. Биографический справочник
 |оригінал          = 
 |посилання         = http://www.math.ru/lib/book/djvu/istoria/BMM.djvu
 |відповідальний    = 
 |видання           = 
 |місце             = Киев
 |видавництво       = «[[Наукова думка]]»
 |рік               = 1983
 |том               = 
 |сторінки          = 454—455
 |сторінок          = 640
 |серія             = 
 |тираж             = 50 000
 |isbn              = 
 |doi               = 
 |bibcode           = 
 |pmid              = 
 |archiveurl        = 
 |archivedate       =
 |ref               =
}} {{ref-ru}}
* {{книга|автор=Кудрявцев П. С.|Заголовок=История физики. Т. 2|місце={{М.}}|видавництво=Учпедгиз|рік=1956|сторінок=488|ref=Кудрявцев}}
* {{книга|автор=[[Ландау Лев Давидович|Ландау Л. Д.]], Лифшиц Е. М.|Заголовок=Гидродинамика. 3-е изд|місце={{М.}}|видавництво=Наука|рік=1986|сторінок=736|серія=Теоретическая физика. Т. VI|ref=Ландау, Лифшиц}}
* {{книга|автор=[[Погребиський Йосип Бенедиктович|Погребысский И. Б.]]|Заголовок=От Лагранжа к Эйнштейну: Классическая механика XIX века|місце={{М.}}|видавництво=Наука|рік=1964|сторінок=327|ref=Погребысский}}
* {{книга|автор=Тюлина И. А.|Заголовок=История и методология механики|місце={{М.}}|видавництво=Изд-во Моск. ун-та|рік=1979|сторінок=282|ref=Тюлина}}
* {{Книга:Храмов Ю. А.:Физики|частина=Стокс Джордж Габриэль (Stokes George Gabriel)|с=254}}
* {{стаття|автор= Scott В. E.|Заголовок=Men and milestones in optics. G. G. Stokes // ''Appl. Optics'', '''1''', 1|рік=1962|ref=Scott}}&nbsp;— P. 69—73.
* {{книга|автор=Truesdell C.|Заголовок=History of Classical Mechanics. Part II, the 19th and 20th Centuries // ''Die Naturwissenschaften'', '''63''', 3|рік=1976|ref=Truesdell}}&nbsp;— P. 119—130.
{{Бібліоінформація}}
{{^}}{{Лауреати медалі Румфорда}}
{{Президенти Королівського товариства}}

{{ВП-портали|Біографії|Математика|Фізика}}
{{DEFAULTSORT:Стокс, Джордж Габрієль}}

[[Категорія:Британські фізики]]
[[Категорія:Британські математики]]
[[Категорія:Ірландські фізики]]
[[Категорія:Ірландські математики]]
[[Категорія:Люди, на честь яких названо астероїд]]
[[Категорія:Члени Геттінгенської академії наук]]
[[Категорія:Баронети]]
[[Категорія:Математики за алфавітом]]
[[Категорія:Випускники Пемброк-Коледжу]]