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3分で簡単ジョゼフ・フーリエの功績!フーリエ解析を提唱した偉人を理系学生ライターが徹底わかりやすく解説

今回は、「ジョゼフ・フーリエの功績」について解説していきます。

ジョゼフ・フーリエは、18世紀後半から19世紀前半にかけて活躍した物理学者の一人です。彼は物理学者でありながら、数学の世界にも名を残しているぞ。フーリエが提唱したフーリエ解析は、科学の幅広い分野で役立っており、現在では情報工学の分野でも活用されている。フーリエが現代の科学技術に与えた影響は大きいということは言うまでもない。ぜひ、この機会にジョゼフ・フーリエの功績について学んでくれ。

塾講師として物理を高校生に教えていた経験もある通りすがりのぺんぎん船長と一緒に解説していきます。

ライター/通りすがりのペンギン船長

現役理系大学生。環境工学、エネルギー工学を専攻しており、物理学も幅広く勉強している。塾講師として物理を高校生に教えていた経験から、物理の学習において、つまずきやすい点や勘違いしやすい点も熟知している。

1.ジョゼフ・フーリエの経歴

ジョゼフ・フーリエは、物理学者を本業としながら、数学者としても偉大な業績を残した人物ですよ。彼の名前は、物理学や数学を本格的に勉強したことがある方であれば、必ず耳にしたことがあるはずです。

それほどフーリエの名前が有名であるのはなぜなのでしょうか?今回は、フーリエの経歴を紹介し、彼の発見がいかに優れたものであったのかを説明します。この記事を読み終わる頃には、フーリエがどれほど偉大な学者であるかがきっと実感できると思いますよ。

1-1フーリエの生き方

フーリエは、1768年に誕生しました。その後、8歳で父親を亡くし孤児になったり、フランス革命やナポレオンのエジプト遠征に巻き込まれたりするなど、壮絶な人生を送ります。そのような人生の中でも、フーリエは物理や数学の研究活動に取り組み、様々な発見をしました。フーリエの才能は、大物数学者であるラグランジュに認められるほどのものだったようです。

フーリエの偉大さは、彼の発見だけではなく、生き様からも感じ取れますよね。社会的な混乱があった時代に生きていたにも関わらず、数々の学問的な成功をおさめた姿は、見習うべきだと感じる方もおられるかと思います。

1-2フーリエの法則の発見

1-2フーリエの法則の発見

image by Study-Z編集部

ここでは、フーリエが発表した物理学法則の一つであるフーリエの法則についてご紹介します。フーリエの法則は、固体内部で熱がどのように伝わるのかを定式化したものです。このような式のことを、熱伝導方程式と言いますよ。

フーリエの法則によると、固体内の各点における熱流Jは温度Tの勾配に比例します。これを数式で表現すると、3次元系でJ=λgradT1次元系でJ=λ(dT/dx)となりますよ。ここで、比例定数λは熱伝導率を表しています。フーリエは、この法則を利用して、様々な固体における温度分布を計算することを試みました。

しかしながら、フーリエの法則から固体の温度分布を計算するためには、複雑な微分方程式を解く必要があります。フーリエの法則の法則を発見した後、フーリエは複雑な微分方程式を解く新たな手法を考えることに着手しました。

\次のページで「1-3フーリエ解析の提唱」を解説!/

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