Kuulus Hollandi füüsik, astronoom ja matemaatik, laineteooria looja. Alates 1663. aastast sai temast Londoni Kuningliku Seltsi esimene Hollandi liige. Huygens õppis Leideni ülikoolis (1645-1647) ja Breda kolledžis (1647-1649), kus õppis matemaatikat ja õigusteadust.

Minu teaduslik karjäär Christian Huygens alustas 22-aastaselt. Elas 1665–1681 Pariisis, 1681–1695 Haagis. Tema auks on nimetatud: Kuu ja Marsi kraatrid, Kuu mägi, asteroid, kosmosesond, Leideni ülikooli labor. kristlane, sündinud 14. aprillil 1629 kuulsa, jõuka ja eduka peres Salanõunik Oranži printsid, Constantine Huygens (Heygens). Tema isa oli tuntud kirjanik, sai suurepärase teadusliku hariduse.

Noor Huygens õppis Leideni ülikoolis matemaatikat ja õigusteadust, mille lõpetamise järel otsustas ta oma töö täielikult teadusele pühendada. 1651. aastal avaldati "Arutlused hüperbooli, ellipsi ja ringi kvadratuurist". Aastal 1654 - töö "Ringi suuruse määramise kohta", millest sai tema suurim panus matemaatilise teooria arendamisse.

Esimene au sai noor kristlane pärast Saturni rõngaste ja selle planeedi satelliidi Titani avastamist. Ajalooliste andmete järgi nägi neid ka suur Galilei. Legrange mainis, et Huygens suutis välja töötada Galileo olulisemad avastused. Juba 1657. aastal sai Huygens Hollandi patendi pendelkellamehhanismi loomiseks.

Selle mehhanismi kohal viimased aastad Galileo töötas oma elu, kuid ei saanud oma pimeduse tõttu tööd lõpetada. Huygensi leiutatud mehhanism võimaldas luua odavaid pendelkellasid, mis olid kogu maailmas populaarsed ja laialt levinud. 1657. aastal ilmunud traktaat "Arvutamistest täringumängus" sai üheks esimeseks teoseks tõenäosusteooria vallas.

Koos R. Hooke'iga määras ta termomeetri kaks konstantset punkti. Aastal 1659 avaldas Huygens klassikalise teose "Saturni süsteem". Selles kirjeldas ta oma vaatlusi Saturni, Titani rõngaste kohta ning kirjeldas ka Orioni udukogu ning Marsi ja Jupiteri vööte.

1665. aastal paluti Christian Huygensil saada Prantsuse Teaduste Akadeemia esimeheks. Ta kolis Pariisi, kus ta elas, peaaegu kuskilt lahkumata kuni aastani 1681. Huygens tegeles 1680. aastal "planetaarse masina" väljatöötamisega, millest sai tänapäevase planetaariumi prototüüp. Selle töö jaoks lõi ta jätkuvate murdude teooria.

Nantes'i edikti tühistamise tõttu 1681. aastal Hollandisse naastes võttis Christian Huygens kasutusele optilised leiutised. Aastatel 1681–1687 füüsik tegeles suurte objektiivide lihvimise ja poleerimisega fookuskaugusega 37-63 meetrit. Samal perioodil kujundas Huygens oma nime poolest kuulsa okulaari. See okulaar on kasutusel tänaseni.

Christian Huygensi kuulus traktaat "Traktaat valgusest" on endiselt kuulus oma viienda peatüki poolest. See kirjeldab kahekordse murdumise nähtust kristallides. Selle peatüki põhjal on siiani lahti seletatud klassikaline üheteljeliste kristallide murdumise teooria.

Valguse traktaadi kallal töötades jõudis Huygens väga lähedale universaalse gravitatsiooniseaduse avastamisele. Ta tõi välja oma mõttekäigu lisas "Gravitatsiooni põhjustest". Christian Huygensi viimane traktaat "Cosmoteoris" ilmus postuumselt, aastal 1698. Sama traktaat maailmade paljususest ja nende elamiskõlblikkusest tõlgiti Peeter I käsul 1717. aastal vene keelde.

Christian Huygens on alati olnud kehva tervisega. Sagedaste tüsistuste ja valulike ägenemistega raske haigus painas tema viimaseid eluaastaid. Ta kannatas ka üksindustunde ja melanhoolia all. Christian Huygens suri piinades 8. juulil 1695. aastal.

Paljud Huygensi tööd on nüüdseks erakordse ajaloolise väärtusega. Tema pöörlevate kehade teooria ja tema tohutu panus valguse teooriasse on teadusliku tähtsusega tänapäevani. Need teooriad on muutunud kaasaegse teaduse kõige säravamaks ja ebatavalisemaks panuseks.

Optikal on teaduses eriline koht, kasvõi sellepärast, et "valgus" on nii makroskoopiline kui ka mikroskoopiline mõiste, optika huvid, selle meetodid ulatuvad megamaailmast mikromaailmani, universumist mikroosakesteni ja teaduslikkust. järeldused, mis on saadud kas optiliste nähtuste uurimisel või optiliste meetodite ja vahendite abil, on korduvalt muutnud arusaamu maailma ehitusest, st neil oli ja on ideoloogiline iseloom.

Isegi teaduse arengu esimestel etappidel, mütoloogia ja filosoofia ajastul, isegi enne instrumentaaloptika tekkimist, mängis maailmapildi kujundamisel olulist rolli valguse idee, nägemine, Päike. Seal oli mütoloogiline, fantastiline "optika", milles Päike jumalikustati, nägemise ja valguse mõisted segunesid. Valguse ja nägemise ideede identsus püsis kuni 17. sajandini. Teaduse silmapaistvate edusammude taustal sellistes valdkondades nagu geodeesia, astronoomia, matemaatika, mehaanika oli valguse õpetus. kaasaegsed kontseptsioonid, naeruväärne. Seda võib teatud määral seletada objektidest kujutisi andvate optiliste instrumentide puudumisega. Esimene optiline süsteem, mis "eraldas" valguse nägemisest, oli camera obscura, mida me juba mainisime. Kaamera antud pilt eksisteeris silmast eraldi. Niipea kui ilmusid kujutist loovad optilised süsteemid, hakkas optika kui nägemisteadus (algses tähenduses) muutuma teaduseks valgusest või laiemas mõttes teaduseks kiirgusest, selle levimisest ja vastasmõjust ainega. . Tehnoloogiasse ilmuvad optilised mõõteriistad, mis loovad tänapäevani tingimused paljude teaduse ja tehnoloogia arenguks.

Optilised katsed on tõstnud optikavaldkonna teoreetilised probleemid uuele tasemele, millest olulisemad on valguse olemuse ja selle levimise kiiruse probleemid. Nende probleemide sõnastamisel ja lahendamisel on silmapaistev koht Francesco Grimaldil (1618-1663), Olaf Roemeril (1644-1710), Christian Huygensil (1629-1695), Robert Hooke'il (1635-1703).

XVII sajandi optika saavutuste hulgas. silmatorkav sündmus oli difraktsiooni avastamine, mis kuulub Itaalia teadlasele Grimaldile.

Francesco Maria Grimaldi sündis siidikaupmehe perre. Noorest peale liitus Grimaldi jesuiitide orduga ja õppis aastaid mitmes Itaalia jesuiitide koolis ja ülikoolis ning seejärel õpetas ta matemaatikat ja filosoofiat jesuiitide kolledžis Bolognas. 1647. aastal sai Grimaldi doktorikraadi ja 1651. aastal preesterluse.

Optika küsimusteni jõudis Grimaldi astronoomiast, mida ta uuris kuulsa itaalia astronoomi J. Riccioli mõjul. Grimaldi abistas teda raamatu "Uus Almagest" ilmumise ettevalmistamisel.

F. Grimaldi peamine teaduslik töö, millele ta pühendas oma viimased eluaastad, avaldati postuumselt 1665. aastal. Raamat pealkirjaga "Füüsikalis-matemaatiline traktaat valgusest, värvidest ja vikerkaaredest" algab väitega difraktsiooni avastamisest - valguse kõrvalekaldumisest, selle levimise sirguse rikkumisest takistusega suhtlemisel, näiteks kui läbides väikeste aukude. Termini "difraktsioon" võttis kasutusele Grimaldi ise ja seda kasutatakse tänapäevani. Difraktsiooninähtuse avastas Grimaldi kitsaste kiirtega katsete käigus. Ühe katse skeem on näidatud joonisel 7.

Joonis 7. Grimaldi difraktsioonikatse skeem

Plaadil AB oleva pilu CD läbib kiirtekiir - päikesevalgus. Pilu CD läbinud kiirte teel on plaadil EF veel üks pilu GH. Selgus, et GH-d läbivad kiired moodustavad koonuse, mille põhi IK on märgatavalt suurem, kui geomeetrilistest konstruktsioonidest (NDM ja LCO koonused) järelduda peaks. Lisaks osutusid ekraanil vaadeldud heledate laikude servad Grimaldi kirjelduse järgi punaseks ja sinakasvärviliseks, samas kui keskmine laik oli valge, "üleujutatud puhta valgusega". Grimaldi seletab seda nähtust lainete tekkega takistuse taga valgusvedelikus, mis kalduvad augu taha.

Pikka aega jäi lahtiseks küsimus valguse kiirusest. Tähelepanuväärne sündmus selle küsimuse uurimisel oli R. Descartes’i ja P. Fermat’ vaheline arutelu, mille tulemusena sõnastas Fermat valguse levimise "vähima aja" põhimõtte. Fermat oli seisukohal, et valguse levik oli hetkeline, kuid ta otsis tõetera antiikajast tuntud metafüüsilisest väitest, et loodus tegutseb alati mööda lühimat teed. Aga mis on lühim tee? Nagu selgus, pole see mitte kõige lähem, mitte kõige lihtsam, mitte kõige väiksema vastupanuga, vaid kõige lühema ajaga tee. Seda põhimõtet nimetatakse Fermat' printsiibiks. Olles aktsepteerinud hüpoteesi valguse kiiruse lõplikkuse ja selle sõltuvuse kohta keskkonna omadustest, kombineerides selle hüpoteesi lühima aja põhimõttega, sai Fermat endale üllatuseks murdumisseaduse, mis langes kokku seadusega. Descartes'ist. Fermat andis ka selle seaduse pöördsõnastuse, mille kohaselt kui murdumine järgib Descartes'i seadust ja kui murdumisnäitaja on võrdne suhtega valguse kiirused esimeses ja teises keskkonnas, siis valgus ühest keskkonnast teise levides järgib seda rada, millel levimisaeg on kõige väiksem.

Seoses tema teoreemiga on teada ka Pierre Fermat’ (1601-1665) nimi, mida pole veel tõestatud. Elukutselt oli Fermat jurist, töötas Toulouse'is juristina, parlamendi nõunikuna ja matemaatika oli tema jaoks ihaldusväärne hobi. Talle meeldis lugeda iidsete õpetlaste kirjutisi. Aleksandria Diophantose raamatu "Aritmeetika" äärel kirjutas Fermat, et võrrandit on võimatu lahendada

kus n on täisarv, mis on suurem kui 2. Fermat kirjutab: "Leidsin selle oletuse kohta hämmastava tõestuse, kuid selle mahutamiseks on liiga vähe ruumi." Vaatamata pingutustele väljapaistvad matemaatikud, Fermat' väite tõend üldine vaade ei leitud, vaid saadi ainult mõnel erijuhul.

Tuleme tagasi valguse kiiruse probleemi juurde. Tolleaegset eksperimentaalset tehnikat kasutades oli valguse kiiruse mõõtmine võimatu. Seetõttu oli loomulik kasutada astronoomilisi vaatlusi, st vaatlusi vahemaadel, mil valguse levimisaeg muutub mõõtmiseks kättesaadavaks. Valguse kiiruse lõplikkuse tõestus kuulub Taani teadlasele Olaf Roemerile.

Remer sündis Aarguzis kaupmehe peres. Ta õppis Kopenhaageni ülikoolis, õppis meditsiini, füüsikat, astronoomiat. Aastal 1671 võttis Roemer vastu kutse töötada Pariisi observatooriumis. Pariisis osaleb ta aktiivselt mitmete tehniliste probleemide lahendamisel kõige täpsemate astronoomiliste vaatluste tegemisel. Huvitav on märkida, et ta õpetas Prantsuse troonipärijale matemaatikat. Just siin, Pariisis, tõestas Roemer ühe Jupiteri kuud vaadeldes valguse kiiruse lõplikkust. Vaatluste skeem on näidatud joonisel 8.

Joonis 8. Jupiteri satelliidi Roemeri vaatluste skeem

Olgu A Päike, B Jupiter, D ja C Jupiteri satelliidi Io asukohad, mis siseneb varju punktis C ja lahkub varjust punktis D; K, L, G, F on vaatluspunktid Maa orbiidilt, EH on Päikest läbiva Maa orbiidi läbimõõt. Kui Maa liigub Jupiteri orbiidilt eemale, liikudes punktist L punkti K, hilineb satelliidi varjust väljumise hetk punktis D kiirguse levimise aja võrra punktist L punkti K. Ja vastupidi, liikudes punktist F punkti G, on varjust väljumise hetk sama intervalli lähedal. Roemeri arvutuste kohaselt kulub Maa orbiidi läbimõõduga võrdse EH intervalli läbimiseks 22 minutit ( kaasaegne tähendus 16 min. 36 sekundit).

Roemer esitas oma teooria Pariisi Teaduste Akadeemiale, kuid see teooria kohtus akadeemilises keskkonnas, kus domineeris kartesiaanlus, tugev vastupanu. Enamik tolle aja silmapaistvaid teadlasi, sealhulgas I. Newton, H. Huygens, G.V. Leibniz jagas Roemeri seisukohti.

Pärast kodumaale naasmist lõi Remer esmaklassilise observatooriumi, täiustas mitmeid laboratooriumi varustanud astronoomilisi instrumente. Elu lõpus pühendas Remer palju aega ja energiat riigiasjadele, olles riiginõukogu juht.

Silmapaistva panuse teoreetilise optika, valgusteooria arendamisse andis Hollandi teadlane Christian Huygens, kelle nime on jäädvustanud optilise teooria ühe alusprintsiibi nimi - "Huygensi printsiip".

H. Huygens sündis Haagis üllas ja jõukas peres. Matemaatika ja füüsika köitsid Christianit lapsepõlvest peale, kuid ta sai Leideni ja Breda ülikoolides õigusteaduse kraadi. Ilmselt õppis Huygens matemaatikat iseseisvalt. Tema mentoriks selles küsimuses oli tolleaegne kuulus Hollandi matemaatik Van Schoten. 1651. aastal, kui Huygens oli vaid 22-aastane, kirjutas ta oma esimese matemaatikateemalise teoreemi "Ellipsi ja ringi hüperbooli kvadratuuri ja nende osade raskuskeskme teoreemid".

Pärast ülikooli lõpetamist tegeleb Huygens diplomaatilise tööga, seejärel reisib Prantsusmaale, astub protestantlikku Angersi ülikooli, omandab doktorikraadi õigusteaduses. Kuid Hollandisse naastes lõpetab ta õigusteaduse ja pühendub täielikult astronoomiale, mehaanikale, matemaatikale ja optikale.

Tema kirjutatud 1657. aastal. traktaat “Arvutamistest hasartmängudes” sai üheks esimeseks teoseks kujuneva tõenäosusteooria kohta.

Kogu oma elu tegeles Huygens optiliste süsteemide valmistamisega. Kirg klaasi poleerimise vastu tekkis tal nooruses. Huygens leiutas läätsede lihvimismasina ja lõi täppisklapid hea kvaliteet, mis võimaldas tal avada "Saturni rõnga". Huygens rakendas oma suure suurendusega teleskoopides okulaari skeemi, mis kannab nüüd tema nime - "Huygensi okulaar". Teatamaks oma rõnga või, nagu ta uskus, Saturni satelliidi (“kuu”) avastamist, saatis Huygens tolleaegse tava kohaselt kuulsatele astronoomidele mõistatuse (anagrammi), mis koosnes tähtedest, mis moodustasid järgmise fraasi. : Saturno luna circumducitur diebus sexdecim, horas quatuor, see tähendab: "Saturni saadab kuu, mis tiirleb tema ümber kuueteistkümne päeva ja nelja tunniga." Ta nikerdas oma silmaklaasi objektiivile selle mõistatuse ja sõnad, mis olid selle lahenduseks.

Lisaks Saturni rõngale avastas Huygens Marsil "kübarad", Orioni tähtkujust udukogud ja Jupiteril triibud. Astronoomilised vaatlused nõudsid aja mõõtmiseks täpseid instrumente. Kena kell neid vajasid ka Hollandi meremehed. Huygens leiutab sellega seoses pendliga kella (patent aastast 1657). Pendliga kella idee kuulub, nagu me juba mainisime, Galileole, kuid Huygensil õnnestus see realiseerida. Ajaloolased usuvad, et Huygens jõudis oma leiutiseni Galileost sõltumatult. Huygens visandas traktaadis "Pendlikell" (1658) matemaatiliste ja füüsikaliste pendlite teooria, andis valemi pendli võnkeperioodi arvutamiseks.

Huygensi astronoomilised uuringud ja pendelkella leiutamine tegid tema nime tuntuks kogu Euroopas. Aastal 1663 Huygens valiti Londoni Kuningliku Seltsi esimeseks välisliikmeks ning 1665. a. ta kutsutakse Pariisi Prantsuse Teaduste Akadeemia auliikmeks. Huygens viibis Pariisis 16 aastat (1665-1681). Prantsusmaast sai tema teine ​​kodu. Siin loob ta rahvusvahelisi teaduskontakte, hoiab kontakte Boyle'i, Hooke'i, Newtoni, Leibniziga.

Seoses katoliiklaste vaenuliku tegevusega protestantide vastu, mis algas Prantsusmaal (Huygens oli protestant), lahkub ta veenmisest hoolimata kodumaale. Louis XIV jää. Huygens pidas end teaduses Galileo ja Torricelli järglaseks, kelle teooriaid ta enda sõnul "kinnitas ja üldistas".

Huygensi meistriteos mehaanika vallas on tema teos “Kiikuvad kellad ehk pendli liikumisest”. Selles 1673. aastal ilmunud töös kirjeldatakse pendelkella, kehade liikumist piki tsükloidi, kõverate joonte väljatöötamist ja pikkuste määramist, võnkekeskme määramist, kella seadme kirjeldust. ringpendliga ja tsentrifugaaljõu teoreemi väide.

Alates 1659. aastast Huygens töötas 1703. aastal postuumselt avaldatud traktaadi "Tsentrifugaaljõud" kallal. Selles pani Huygens välja tsentrifugaaljõudu reguleerivad seadused. Tsentrifugaaljõu ideed väljendas esmakordselt selgelt Huygens oma kirjas Londoni Kuningliku Seltsi sekretärile 4. septembril 1669. aastal. See idee kodeeriti anagrammiks.

Tsentrifugaaljõu valemi tuletamisel oli suur tähtsus mehaanika arengus. Kui Newtonilt küsiti, mida lugeda, et tema loomingut mõista, osutas ta ennekõike Huygensi kirjutistele.

Suur tähtsus dünaamika arengus on Huygensi teos "Kehade liikumisest löögi mõju all", mis valmis 1656. aastal, kuid avaldati 1700. aastal. Huygens käsitleb kehade elastse kokkupõrke probleemi kolme põhimõtte alusel - inertsprintsiibi, relatiivsusprintsiibi ja iga "keha" korrutiste summa jäävuse põhimõttel selle kiiruse ruudu kohta enne ja pärast. mõju – seda väärtust nimetas Leibniz "elavaks jõuks" ja vastandas "surnud jõule" ehk potentsiaalsele energiale. "Elav jõud", nagu me nüüd teame, peegeldab kineetilist energiat, mille arvutamise valemi sai Gustav Coriolis (1792-1843). Coriolise valem, mis erineb Huygensi ja Leibnizi "tööjõu" valemist teguri võrra?.

Algus umbes 1675. aastal. Huygens on täielikult hõivatud optika probleemidega. Tema töö selles valdkonnas on kokku võetud Leidenis (1690) avaldatud "Traktaat valgusest". Selles visandas ta kõigepealt valguse harmoonilise laineteooria. Traktaat koosneb 6 peatükist, milles käsitletakse järgemööda valguse levimise sirgust, peegeldust, murdumist, atmosfääri murdumist, kaksikmurduvust ja lõpuks ka läätsede kuju. Kritiseerides korpuskulaarteooria pooldajate seisukohti (eelkõige võimatust selle teooria abil selgitada, miks ristuvad kiirte kiired ei interakteeru, kui need koosnevad eraldiseisvatest osakestest), jõuab Huygens järeldusele: „Ei ole olemas. kahtlus, et valgus seisneb mingi aine liikumises. Huygens, võttes selle hüpoteetilise aine olemasolu aksioomina, käsitleb valguse levimise mehhanismi.

Huygens esitas valguse lainelise levimise põhimõtte, mis seisneb selles, et iga valguse levimiskeskkonna punkt, milleni häire on jõudnud, muutub ise sekundaarsete lainete allikaks. Seda Huygensi nime kandvat põhimõtet käsitleb ta küünlaleegi näitel (joon. 9).

Joonis 9. Huygensi põhimõte küünlaleegi näitel

Leegi punktid A, B, C edastavad liikumist keskkonda – eetrisse ehk loovad laine. Omakorda muutub iga eetri punkt niipea, kui see leiab häire, ise uue laine keskpunktiks. Seega levib laineline liikumine punktist punkti. Kõigi sekundaarlainete pinna puutuja on lainepind – lainefront. Huygensi pakutud lainefrondi moodustamise põhimõte võimaldas peegeldumis- ja murdumisseadusi hiilgavalt seletada, samal ajal kui Huygensi põhimõte viib Fermat’ printsiibini, kuid Huygensi tõestus on palju lihtsam.

Huygensi valguse leviku teooria nõrk koht oli valguse levimise sirguse mitte täiesti rahuldav seletus. Huygens teeb selle seletuse analoogia põhjal elastse löögiga pallide rühmale. Ta kirjutab: “Kui võtta tohutult palju ühesuuruseid palle väga tahke, asetage need sirgjooneliselt nii, et nad oleksid üksteisega kontaktis, siis alati, kui selline pall tabab neist esimest, levib liikumine hetkega järgmisele pallile, mis eraldub reast nii, et keegi ei saaks märkab kuidas ka teised pallid liikuma hakkavad ja löögi andnud jääb liikumatuks... Seega tuvastatakse erakordse kiirusega liikumise ülekanne, mis on seda suurem, mida kõvem on pallide aine. Et selline eetris esinevate häirete edastamise mehhanism oleks teostatav, peab eeter olema varustatud absoluutse kõvadusega ja samal ajal kõigisse kehadesse tungimise omadusega.

Oma printsiipi esitades lähtus Huygens analoogiast heliga ja pidas eetri lainevõnkumisi pikisuunalisteks ehk laine levimise suunaga kokku langevateks. Aga kui me aktsepteerime eetri võnkumise olemust pikisuunalisena, siis ei saa seletada mitmeid kaksikmurduvates kristallides tekkivaid mõjusid. Neid mõjusid selgitati, kui aktsepteerime Hooke'i hüpoteesi valguslainete põiksuse kohta.

Nagu näeme, domineerisid 17. sajandi optikas mehaanilised kontseptsioonid. Tolleaegsed füüsikud olid reeglina nii mehaanikud kui ka optikud. See on eriti iseloomulik suurima inglise füüsiku Robert Hooke'i tööle.

Guk oli pärit vaimulike perekonnast. Tema isa tahtis Robertit pastorina näha, kuid juba sees Varasematel aastatel Hooke avastas märkimisväärsed võimed matemaatikas ja mehaanikas ning saadeti kellassepa juurde õppima ning seejärel Oxfordi ülikool. 24-aastaselt töötas ta Boyle'i assistendina ja 1662. a. Hooke kutsutakse Kuningliku Seltsi "katsete kuraatori" ametikohale. Peagi sai Hooke'ist Royal Society liige ja 1667. a. - tema sekretär.

Tolleaegne Londoni Kuninglik Teaduslik Selts arutas mitte ainult teoreetilisi, vaid ka puhtpraktilisi küsimusi. Nii näiteks 18. märtsil 1663. a. Selts kiitis heaks ettepaneku hakata Inglismaal kartulit aretama, et "vältida nälja tekkimise võimalust tulevikus". Kartulimugulaid anti seltsi liikmetele aretamiseks, Guk sai ka mitu kartulit.

Pärast 1666. aastal Londonis toimunud tõsist tulekahju anti Kuninglikule Seltsile ülesandeks välja töötada uue hoone plaan. Hooke esitas ka oma plaani, kuid seda ei võetud vastu, kuigi Hooke sai ehitusinspektoriks. London taastati Londoni kuulsa Peeter-Pauli katedraali looja tähelepanuväärse arhitekti Wreni plaani järgi. Londoni ehitusinspektori ametikoht tõi ilmselt märkimisväärse sissetuleku. Pärast Hooke'i surma 1670. aastal. tema kabinetist leiti raudkast, milles oli mitu tuhat naelsterlingit.

Konks jäi hindamatuks teaduspärand. Hooke'i nime seostatakse põhiseadusega, mis kehtestab suhte elastses kehas tekkivate mehaaniliste pingete ja nende põhjustatud deformatsioonide vahel. Hooke avaldas selle seaduse 1678. aastal. 14 tähest koosneva anagrammi kujul, mida saab tõlkida järgmiselt: "Mis on jõud – selline on venitus." Hooke'i seadus on materjalide tugevuse teaduses fundamentaalne.

Hooke täiustas paljusid mõõteriistu: õhupumpa (koos Boyle'iga), ringskaalaga baromeetrit, anemomeetrit (tuulejõu mõõtmise seade) ja paljusid teisi.

Optika valdkonnas on silmapaistva tähtsusega Hooke'i mikroskoobi täiustamine. Mikroskoobi leiutamine omistatakse Hollandi prillimeistrile Zachary Jansenile. Siiski selleks teaduslikud uuringud Esimest korda kasutas mikroskoopi Hooke. Mikroskoobi seadet kirjeldab ta raamatus “Mikrograafia” (1665). Hooke nägi mikroskoobi abil organismide kudede rakke. Sõna "rakk" võttis kasutusele Hooke. Hooke'i "Mikrograafia" tähendus ulatub palju kaugemale kui mikroskoobiga seotud probleemid. Hooke tutvustab selles erilist kuulsust kogunud raamatus oma ideid valguse olemuse kohta, katseid õhu elastsuse määramiseks, astronoomilisi vaatlusi, valgusesse asetatud õhukeste kihtide (seebimullid, õlikiled jne) vaatlusi. tala.

Hooke jõudis peaaegu universaalse gravitatsiooniseaduse avastamisele. Aastal 1674 Hooke esitas oma teoses “An Attempt to Prove the Movement of the Earth by Observations” kolm peamist oletust, mille olemus on järgmine.

Esiteks on külgetõmbejõud, mis on kõigil taevakehadel, ja see jõud on suunatud keha keskpunkti poole.

Teiseks järgib Hooke Galileot inertsiseaduse küsimuses.

Kolmandaks, külgetõmbejõud Hooke’i sõnul suurenevad, kui lähened ligitõmbavale kehale.

Aastal 1679 Hooke tõi välja, et kui külgetõmme on pöördvõrdeline kauguse ruuduga, siis on planeetide orbiidi kuju ellips. Hooke tegi selle oletuse oma kirjas Newtonile Cambridge'is ja pakkus seda aruteluks.

Vastuskirjas avaldas Newton kahetsust, et tema vanuses (Newton oli siis 37-aastane) oli matemaatikaga raske tegeleda ja teda huvitasid rohkem keskaegsed alkeemilised kulla valmistamise retseptid. Nagu hiljem selgus, oli Newton siis juba lähedal universaalse gravitatsiooniseaduse avastamisele või isegi avastas selle, kuid ei kiirustanud avaldamisega.

Biograafid märgivad R. Hooke’i tülitsevat olemust, tema rünnakuid H. Huygensi, F. Grimaldi, I. Newtoni teaduslike prioriteetide vastu. Kuid kuni oma surmani nautis Hooke Inglismaa ja kogu Euroopa teadlaste sügavaimat lugupidamist.

Hollandi füüsik, mehaanik, matemaatik ja astronoom.

"Suurim matemaatiline avastus Huygens- pendli võnkumiste võrrand. See oli esimene diferentsiaalvõrrand matemaatika ajaloos ja esimene võrrand mehaanikas, mille lahendused osutusid trigonomeetrilised funktsioonid.
Saadud võrrandi põhjal ehitas Huygens pendliga täpse kella ja tõestas, et pendli võnkeperiood sõltub ainult selle pikkusest ja vabalangemise kiirendusest g antud punktis - Maal või mõnel teisel planeedil.
See omadus võimaldas 17. sajandil füüsikutel eksperimentaalselt välja selgitada Maa kuju kõrvalekalded sfäärist ja hiljem kasutati seda metallimaakide uurimisel (neil on suurem tihedus, seetõttu suureneb vaba langemise kiirendus hoiuse lähedal).

Smirnov S.G., Teadusajaloo ülesanderaamat. Thalesest Newtonini, M., "Miros", 2001, lk. 280.

Aastal 1657 Christian Huygens leiutas põgenemismehhanismiga pendelkella, tänu millele pendli võnkumised ei tuhmunud. Samal aastal kirjutas ta traktaadi: Hasartmängude arvutustest / De ratiociniis in ludo aleae – üks esimesi tõenäosusteooria töid. Tema kella konstruktsioon viis pendli raskuskeskme liikumist mööda tsükloidi - nii et selle pöörde aeg Mitte olenes vahemikust.

Biograafia

Koos vennaga täiustas ta teleskoopi, viies selle 92-kordse suurenduseni, ja asus taevast uurima. Esimene kuulsus saavutas Huygens, kui ta avastas Saturni rõngad (ka Galileo nägi neid, kuid ei saanud aru, mis need on) ja selle planeedi satelliidi Titani.

Matemaatika ja mehaanika

Christian Huygens alustas oma teaduslikku tegevust 1651. aastal esseega hüperbooli, ellipsi ja ringi kvadratuurist. Aastal 1654 avastas ta evolutsiooni ja involuudi teooria.

Töö esimeses osas kirjeldab Huygens täiustatud tsükloidset pendlit, millel on amplituudist sõltumata konstantne kõikumisaeg. Selle omaduse selgitamiseks pühendab autor raamatu teise osa järeldusele üldised seadused kehade liikumine gravitatsiooniväljas - vaba, liikudes piki kaldtasapinda, veeredes alla tsükloidi. Peab ütlema, et see paranemine ei leidnud praktilist rakendust, kuna väikeste kõikumiste korral on tsükloidse kaalutõusu täpsuse suurenemine ebaoluline. Uurimismetoodika ise läks aga teaduse kullafondi.

Neljandas osas esitatakse füüsikalise pendli teooria; siin lahendab Huygens ülesande, mida nii paljudele kaasaegsetele geomeetritele ei antud – võnkekeskme määramise probleemi. See põhineb järgmisel ettepanekul:

Kui keerukas pendel on puhkeseisundist lahkudes lõpetanud teatud osa oma löögist, rohkem kui poole löögi, ja kui ühendus kõigi selle osakeste vahel on hävinud, tõuseb igaüks neist osakestest sellisele kõrgusele, et nende ühine raskuskese on sellel kõrgusel, kus ta oli pendli puhkepaigast väljumise juures.

See väide, mida Huygens ei tõestanud, näib talle alusprintsiibina, samas kui praegu on see energia jäävuse seaduse lihtne tagajärg.

Füüsikalise pendli teooria esitas Huygens üsna üldisel kujul ja seda rakendati erinevat tüüpi kehadele. Huygens parandas Galilei vea ja näitas, et viimase poolt välja kuulutatud pendlivõnkumiste isokronism toimub vaid ligikaudselt. Ta märkis ka veel kaks Galileo viga kinemaatikas: ühtlast liikumist ringis seostatakse kiirendusega (Galileo eitas seda) ja tsentrifugaaljõud on võrdeline mitte kiirusega, vaid kiiruse ruuduga.

Oma töö viimases, viiendas osas esitab Huygens kolmteist teoreemi tsentrifugaaljõu kohta. See peatükk annab esimest korda täpse kvantitatiivse avaldise tsentrifugaaljõule, mis hiljem mängis oluline roll planeetide liikumise uurimiseks ja universaalse gravitatsiooniseaduse avastamiseks. Huygens annab selles (sõnaliselt) mitu põhivalemit:

Aastal 1657 kirjutas Huygens lisa " Hasartmängude arveldustest” oma õpetaja van Schooteni raamatule “Matemaatika etüüdid”. See oli sisukas seletus toona tärkava tõenäosusteooria algusest. Huygens koos Fermati ja Pascaliga pani selle aluse. Selle raamatu järgi tutvus Jacob Bernoulli tõenäosusteooriaga, mis viis teooria aluste loomise lõpule.

Astronoomia

Huygens täiustas teleskoopi omal käel; aastal 1655 avastas ta Saturni kuu Titani ja kirjeldas Saturni rõngaid. Aastal kirjeldas ta oma avaldatud teoses kogu Saturni süsteemi.

Ta avastas ka Orioni udukogu ja teised udukogud, vaatles kaksiktähti, hindas (üsna täpselt) Marsi pöörlemisperioodi ümber oma telje.

Optika ja laineteooria

25 kuldnaga pangatäht Huygensi portreega, 1950. aastad, Holland

• Huygens osales omaaegsetes vaidlustes valguse olemuse üle. Aastal 1678 avaldas ta traktaadi valgusest, valguse laineteooria ülevaate. Veel üks tähelepanuväärne töö, mille ta avaldas 1690. aastal; seal esitas ta islandi sparis kvalitatiivset peegelduse, murdumise ja topeltmurdmise teooriat samal kujul, nagu seda praegu esitatakse füüsikaõpikutes. Sõnastas nn. Huygensi põhimõte, mis võimaldab uurida lainefrondi liikumist, mille hiljem töötas välja Fresnel ja mis mängis olulist rolli valguse laineteoorias ja difraktsiooniteoorias.

• Talle kuulub tema poolt astronoomilistel vaatlustel kasutatud ja astronoomiat käsitlevas lõigus mainitud teleskoobi algne täiustus. Ta on ka diaskoopprojektori – nn. "maagiline latern"

Muud saavutused

Mehaaniline taskukell

• Teoreetiline avastus Maa pooluste kõveruse kohta, samuti selgitus tsentrifugaaljõu mõju kohta gravitatsiooni suunale ja teise pendli pikkusele erinevatel laiuskraadidel.
• Elastsete kehade kokkupõrke küsimuse lahendamine samaaegselt Wallise ja Wreniga.
• Üks lahendusi küsimusele raske homogeense ahela kuju kohta tasakaalus: (ahelajoon).
• Kella spiraali leiutamine, mis asendab pendlit, on navigeerimiseks äärmiselt oluline; Esimese spiraaliga kella kujundas Pariisis kellassepp Thuret 1674. aastal.
• 1675. aastal patenteeris ta taskukella.
• Esimene nõudis universaalse loomuliku pikkusemõõdu valimist, milleks ta pakkus välja 1/3 pendli pikkusest võnkeperioodiga 1 sekund (see on umbes 8 cm).

Tähtsamad kirjutised

• Horologium oscillatorium, 1673 (Pendelkell, ladina keeles).
• Kosmotheeoros. ( inglise keele tõlge väljaanne 1698) – Huygensi astronoomilised avastused, hüpoteesid teiste planeetide kohta.
• Traktaat valgusest (Treatise on Light, inglisekeelne tõlge).

Märkmed

Kirjandus

Huygensi teosed venekeelses tõlkes

• Archimedes. Huygens. Legend. Lambert. Ringi ruudu kandmisest. F. Rudio koostatud küsimuse ajaloo lisaga. Per. S.N. Bernstein. Odessa, Mathesis, 1913. (Kordustrükk: M.: URSS, 2002)
• Huygens H. Kolm traktaati mehaanika kohta. M.: Toim. NSVL Teaduste Akadeemia, 1951.
• Huygens H. Valguse traktaat, mis selgitab põhjuseid, mis juhtub sellega peegelduse ja murdumise ajal, eriti Islandi kristalli kummalise murdumise ajal. M.–L.: ONTI, 1935.

Kirjandus temast

• Veselovski I.N. Huygens. Moskva: Uchpedgiz, 1959.
• Matemaatika ajalugu, toimetanud A. P. Juškevitš kolmes köites, M .: Nauka, 2. köide. 17. sajandi matemaatika. (1970)
• Gindikin S.G. Lood füüsikutest ja matemaatikutest. M: MTsNMO, 2001.
• Costabel P. Christian Huygensi tsükloidpendli leiutamine ja matemaatiku oskus. Ajaloolised ja matemaatilised uuringud, probleem. 21, 1976, lk. 143–149.
• Mah E. Mehaanika. Selle arengu ajalooline ja kriitiline visand. Iževsk: RHD, 2000.
• Frankfurt U.I., Frank A.M. Christian Huygens. Moskva: Nauka, 1962.
• John J. O'Connor ja Edmund F. Robertson. Huygens, Christian MacTutori arhiivis

Wikimedia sihtasutus. 2010 .

Vaadake, mida "Huygens X." teistes sõnaraamatutes:

Huygens: Constantine Huygens (4. september 1596 – 28. märts 1687) oli Hollandi luuletaja, õpetlane ja helilooja. Christian Huygensi isa. Christian Huygens (14. aprill 1629 – 8. juuli 1695) Hollandi matemaatik, füüsik ja astronoom. Constantinuse poeg ... ... Wikipedia

- (Heygens) (Huygens) Christian (1629-95), Hollandi teadlane, üks valguse laineteooria rajajaid. Ta leiutas väljapääsuga pendelkella (1657), töötas välja füüsilise pendli võnketeooria, pani aluse löögiteooriale. ... Kaasaegne entsüklopeedia

- (Huygens) Christian (1629-1695), Hollandi füüsik ja astronoom. 1655. aastal avastas ta Saturni suurima satelliidi Titani ja järgmisel aastal leidis, et seda planeeti ümbritseb lai ring. Täiustanud TELESKOOPI disaini ja kujundanud ... ... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnaraamat

- (Christian Huyghensvan Zuylichem), matemaatik, astronoom ja füüsik, keda Newton tunnistas suureks (1629 1695). Tema isa signorvan Zuylichem, Orange'i vürstide sekretär, oli tähelepanuväärne kirjanik ja teaduslikult haritud. G. alustas oma teaduslikku tegevust aastal ... Brockhausi ja Efroni entsüklopeedia

I Huygens Constantine (1596-1687), hollandi kirjanik; vt Huygens K. II Huygens (Huygens) Christian (14. 4. 1629, Haag, 8. 7. 1695, ibid.), Hollandi mehaanik, füüsik ja matemaatik, laineteooria looja ... Suur Nõukogude entsüklopeedia

Huygens- Huygens, a: Huygensi (või Huygens Fresneli) põhimõte ... Vene õigekirjasõnaraamat

Huygens- hüüdnimi * Naine on sama tüüpi hüüdnimi, nagu ühes, nii et mitmuses need ei muutu ... Ukraina filmide õigekirjasõnastik

Huygens H.- HUYGENS, Huygens Christian (162995), Holland. loodusteadlane. Aastal 166581 töötas ta Pariisis. Leiutas (1657) väljapääsuga pendelkella, andis oma teooria, kehtestas füüsikaliste võnkumiste seadused. pendel, pani aluse ... ... Biograafiline sõnaraamat

Hollandi füüsik, mehaanik, matemaatik ja astronoom Christian Huygens oli Galileo vahetu järglane teaduses. Lagrange ütles, et Huygens "oli määratud Galileo kõige olulisemaid avastusi täiustama ja edasi arendama". Esimest korda puutus Huygens Galilei ideedega kokku 17-aastaselt: ta kavatses tõestada, et horisontaalselt visatud kehad liiguvad mööda parabooli, ja leidis sellise tõestuse Galileo raamatust.

Huygensi isa oli pärit hollandlasest aadlisuguvõsa ja sai suurepärase hariduse: tundis paljude rahvaste ja ajastute keeli ja kirjandust, ise kirjutas poeetilisi teoseid ladina ja hollandi keeles. Ta oli ka muusika ja maalikunsti tundja, peen ja vaimukas inimene. Teda huvitasid teaduse saavutused matemaatika, mehaanika ja optika vallas. Tema isiksuse originaalsust kinnitab tõsiasi, et tema sõprade seas oli neid palju kuulsad inimesed, sealhulgas kuulus Rene Descartes, väljapaistev prantsuse teadlane.

Descartesi mõju kajastus tugevalt tema poja, tulevase suure teadlase maailmavaate kujunemises.

Lapsepõlv ja noorus.

Kaheksa-aastaselt õppis Christian ära ladina keele, tundis aritmeetika nelja sammu ning üheksa-aastaselt tutvus geograafia ja astronoomia algusaegadega, oskas määrata päikesetõusu ja -loojangu aega igal aastaajal. Kui Christian oli kümneaastane, õppis ta ladinakeelseid värsse koostama ja viiulit mängima, üheteistkümneselt tutvus lautomänguga ning kaheteistkümneaastaselt teadis põhilisi loogikareegleid.

Pärast kreeka, prantsuse ja itaalia keel, nagu ka klavessiini mängimine, siirdus Christian mehaanika juurde, mis haaras ta täielikult. Ta disainib erinevaid masinaid, näiteks teeb ise treipinki. 1643. aastal ütleb Christiani õpetaja oma isale: "Kristlast tuleb poiste seas nimetada imeks ... Ta arendab oma võimeid mehaanika ja konstruktsioonide vallas, teeb hämmastavaid masinaid ...".

Lisaks õpib Christian matemaatikat, ratsutamist ja tantsimist. Säilinud on Christianile mõeldud käsitsi kirjutatud matemaatikakursus, mille koostas kuulus matemaatik, Descartes’i sõber Francis Schouten. Kursusel käsitleti algebra ja geomeetria põhimõtteid, määramatuid võrrandeid Diophantose aritmeetikast, irratsionaalarvusid, ruut- ja kuupjuurte eraldamist ning kõrgema astme algebraliste võrrandite teooriat. Descartes'i ümber kirjutatud raamat "Geomeetria". Seejärel antakse algebra rakendused geomeetriale ja lookuse võrrandid. Lõpuks vaadeldakse koonuselõike ja esitatakse ülesanded erinevate kõverate puutujate konstrueerimiseks Descartes'i ja Fermat' meetoditega.

Kuueteistkümneaastaselt astus Christian koos oma vennaga Leideni ülikooli õigusteadust õppima ja õppis samal ajal matemaatikat Schouteni juures, kes saatis Descartes'i ülevaatamiseks oma esimese matemaatilise töö. Descartes kiidab Christiani "matemaatilisi leiutisi": "Kuigi ta ei saanud päris seda, mida vajas, pole see sugugi kummaline, sest ta püüdis leida asju, mis kellelgi teisel polnud õnnestunud. Ta võttis selle asja käsile nii, et olen kindel, et temast saab sellel alal silmapaistev teadlane.

Sel ajal õppis Christian Archimedest, Apolloniuse "Koonuslõikeid", Vitello ja Kepleri optikat, Descartes'i "Dioptriat", Ptolemaiose ja Koperniku astronoomiat ning Stevini mehaanikat. Viimasega tutvudes tõestab Huygens, et väide, et kahe punkti vahel vabalt rippuva niidi tasakaalukuju on parabool, on vale. Praegu on teada, et niit hakkab paiknema piki nn kontaktvõrku.

Christian pidas kirjavahetust frantsiskaani venna Marin Mersenne'iga, Galilei mehaanika prantsuskeelse tõlke väljaandja ja kokkuvõte tema "Dialoogid ...". Mersenne tundis suurt huvi oma aja teadussaavutuste ja kirjade vastu viimased avastused ning matemaatika ja mehaanika huvitavamaid probleeme. Tollal asendas selline kirjavahetus puuduvaid teadusajakirju.

Mersenne saatis Christiani huvitavaid ülesandeid. Oma kirjadest tutvus ta tsükloidi ja füüsilise pendli löögikeskmega. Saanud teada Huygensi kriitikast hõõgniidi paraboolse vormi kohta, teatas Mersenne, et sama vea tegi Galileo ise, ja palus saata täieliku tõendi.

Lõpetades Mersenne'ile oma töö kohta ettekande, kirjutas ta: „Otsustasin proovida tõestada, et üles või küljele visatud rasked kehad kirjeldavad parabooli, kuid vahepeal jõudsin kätte Galileo raamatuga kiirendatud loomulikust või vägivaldsest liikumisest; kui nägin, et ta on seda ja palju muud tõestanud, ei tahtnud ma enam Homerose järgi Iliast kirjutada.

Huygens ja Archimedes.

Pärast Leideni läheb Christian koos oma noorema venna Lodevikuga õppima Orange Collegiumi. Ilmselt valmistas isa Christianit riiklikuks tegevuseks, kuid see ei ahvatlenud Christianit.

Kahekümne kolme aastane kristlane kirjutas Archimedese vaimus ujuvate kehade teooriast raamatu: "Vedelises hõljuvate kehade tasakaalust". Hiljem, 1654. aastal, ilmus Archimedese vaimus veel üks teos, Avastused ringi suuruse kohta, mis kujutas endast edasiminekut Archimedese ringi mõõtmise osas. Huygens sai pii väärtuse kaheksa õige kümnendkohaga. Siia kuulub ka töö "Teoreemid hüperbooli, ellipsi ja ringi kvadratuuri ning nende osade raskuskeskme kohta".

1657. aastal kirjutatud traktaat "Arvutused hasartmängudes" on üks esimesi kuulsad teosed tõenäosusteooria järgi.

Huygens ja optika.

Juba 1652. aastal hakkas Huygens Descartes’i väljatöötatud teema vastu huvi tundma. See oli dioptria - valguse murdumise õpetus. Ta kirjutab oma sõbrale: “Olen sel teemal kirjutanud peaaegu kaks raamatut, millele lisandub kolmas: esimene räägib murdumisest tasastel ja sfäärilistel pindadel ..., teine ​​on piltide nähtavast suurenemisest või vähenemisest. murdumisel saadud objektidest. Kolmas raamat, mis pidi rääkima teleskoopidest ja mikroskoopidest, kirjutati veidi hiljem. Huygens töötas vaheaegadega dioptrial umbes 40 aastat (1652–1692).

"Dioptrika" esimese osa eraldi peatükid on pühendatud valguse murdumisele tasastel ja sfäärilistel pindadel; autor annab eksperimentaalne määratlus erinevate läbipaistvate kehade murdumisnäitaja ning käsitleb valguse murdumise probleeme prismades ja läätsedes. Seejärel määrab ta läätsede fookuskauguse ja uurib objekti asendi objektiivi optilisel teljel seost selle kujutise asendiga, st saab objektiivi põhivalemi väljenduse. Raamatu esimene osa lõpeb silma ehituse ja nägemisteooria käsitlemisega.

Raamatu teises osas räägib Huygens optilise süsteemi pöörduvusest.

Raamatu kolmandas osas autor annab suurt tähelepanu läätsede sfääriline aberratsioon (moonutus) ja selle korrigeerimise meetodid. Mitmete erijuhtude puhul leiab ta läätsede murdumispindade kuju, mis ei anna sfäärilist aberratsiooni. Teleskoobi aberratsioonide vähendamiseks pakub Christian välja "õhkteleskoobi" konstruktsiooni, kus objektiiv ja okulaar ei ole omavahel ühendatud. Huygensi "õhuteleskoobi" pikkus oli 64 m. Selle teleskoobi abil avastas ta Saturni satelliidi Titani ning vaatles ka nelja Jupiteri satelliiti, mille varem avastas Galileo.

Huygens suutis oma teleskoopide abil selgitada ka Saturni kummalist välimust, mis ajas astronoomid segadusse, alustades Galileost – ta tegi kindlaks, et planeedi keha ümbritseb rõngas.

1662. aastal pakkus Huygens välja ka uue optiline süsteem okulaar, mis hiljem tema järgi nime sai. See okulaar koosnes kahest positiivsest läätsest, mida eraldas suur õhupilu. Sellist Huygensi skeemi järgset okulaari kasutavad optikud tänapäeval laialdaselt.

Aastatel 1672-1673 tutvus Huygens Newtoni hüpoteesiga kompositsiooni kohta valge valgus. Umbes samal ajal kujundas ta idee valguse laineteooriast, mis leiab väljenduse 1690. aastal avaldatud kuulsas "Valguse traktaadis".

Huygens ja mehaanika.

Huygens tuleks asetada selle teadlaste pika rea ​​algusesse, kes osalesid universaalse energia jäävuse seaduse kehtestamises.

Huygens pakub välja meetodi kehade kiiruste määramiseks pärast nende kokkupõrget. Tema traktaadi "Tahkete ainete mõju teooria" põhitekst valmis 1652. aastal, kuid Huygensile iseloomulik kriitiline suhtumine oma teostesse viis selleni, et traktaat ilmus alles pärast Huygensi surma. Tõsi, 1661. aastal Inglismaal olles demonstreeris ta katseid, mis kinnitasid tema löögiteooriat. Londoni Kuningliku Seltsi sekretär kirjutas: „Ühe naela kaaluv pall riputati pendli kujul; kui ta vabastati, tabas teda teine ​​pall, samamoodi rippus, kuid kaalus ainult pool naela; läbipainde nurk oli nelikümmend kraadi ja Huygens ennustas pärast väikest algebralist arvutust, milline saab olema tulemus, mis osutus täpselt ennustatuks.

Huygens ja kell.

Ajavahemik 1655. aasta detsembrist 1660. aasta oktoobrini on suurima õitsemise aeg teaduslik tegevus Huygens. Sel ajal valmisid lisaks Saturni rõnga teooria ja löögiteooria lõpetamisele peaaegu kõik talle kuulsust toonud Huygensi põhitööd.

Huygens on paljudes aspektides pärinud ja täiustanud Galileo probleemide lahendust. Näiteks pöördus ta võnkumiste isokroonsuse uurimise poole matemaatiline pendel(võnkumiste omadus, mis väljendub selles, et väikeste võnkumiste sagedus praktiliselt ei sõltu nende amplituudist). Tõenäoliselt oli see omal ajal Galileo esimene avastus mehaanikas. Huygensil oli võimalus Galileot täiendada: matemaatilise pendli isokronism (st teatud pikkusega pendli võnkeperioodi sõltumatus võnke amplituudist) osutus kehtivaks vaid ligikaudu ja isegi siis. pendli väikeste paindenurkade jaoks. Ja Huygens mõistis ideed, mis Galileo viimastel eluaastatel hõivas: ta kujundas pendelkella.

Kellade, eriti pendelkellade loomise ja täiustamise ülesandega tegeles Huygens peaaegu nelikümmend aastat: 1656–1693.

Üks Huygensi peamisi mälestusi, mis oli pühendatud matemaatika ja mehaanika tulemuste käsitlemisele, avaldati 1673. aastal pealkirja all "Pendulum kellad või geomeetrilised tõendid, mis on seotud kelladele sobitatud pendlite liikumisega". Püüdes lahendada üht oma elu põhiprobleemi – luua kella, mida saaks kasutada merekronomeetrina, pakkus Huygens välja palju lahendusi ja mõtles läbi palju probleeme, uurides võimalusi nende rakendamiseks sellele probleemile: tsükloidpendlile. , pühkivate kõverate teooria, tsentrifugaaljõud ja nende roll jne Samal ajal lahendas ta esilekerkivaid matemaatilisi ja mehaanilisi probleeme. Miks kellade loomise ülesanne kuulsat teadlast nii köitis?

Kellad on üks iidsemaid inimeste leiutisi. Algul oli see päike, vesi, liivakellad; Keskajal ilmusid mehaanilised kellad. Pikka aega olid need mahukad. Koorma kiirendatud kukkumise muutmiseks ühtlaseks osuti liikumiseks oli mitu võimalust, kuid isegi oma täpsuse poolest tuntud Tycho Brahe astronoomilist kella „reguleeriti“ iga päev sunniviisiliselt.

Galileo avastas esmakordselt, et pendli võnkumised on isokroonsed, ja kavatses pendlit kellade loomiseks kasutada. 1636. aasta suvel kirjutas ta Hollandi admiral L. Realile pendli ühendamisest võnkeloenduriga (see on sisuliselt pendelkella projekt!). Kuid haiguse ja peatse surma tõttu ei lõpetanud Galileo tööd.

Raske tee laborikatsete juurest pendelkellade loomiseni läbis 1657. aastal tollal juba tuntud teadlane Christian Huygens. 12. jaanuaril 1657 kirjutas ta:

"Nendel päevadel olen leidnud uue disainiga kellad, millega mõõdetakse aega nii täpselt, et pole väikest lootust, et sellega on võimalik pikkuskraade mõõta ka siis, kui neid meritsi vedada tuleb."

Sellest hetkest kuni 1693. aastani püüdis ta kella täiustada. Ja kui alguses näitas Huygens end insenerina, kasutades teadaolevas mehhanismis pendli isokroonset omadust, siis järk-järgult ilmnesid tema võimed füüsiku ja matemaatikuna üha enam.

Tema insenertehniliste avastuste hulgas oli mitmeid tõeliselt silmapaistvaid. Esimesena rakendas Huygensi kell isevõnkumiste ideed tagasiside põhjal: energia anti pendlile selliselt, et "võnkeallikas ise määras ära ajahetked, mil energia edastamine oli vajalik." Huygensi jaoks täitis seda rolli lihtne seade ankru kujul, millel on viltu lõigatud hambad, lükates rütmiliselt pendlit.

Huygens avastas, et pendli võnkumised on isokroonsed ainult väikeste kõrvalekaldenurkade korral vertikaalist, ning otsustas hälbete kompenseerimiseks pendli pikkust hälbenurga suurenedes vähendada. Huygens mõtles välja, kuidas seda tehniliselt rakendada.

Valguse laineteooria.

Seitsmekümnendatel pälvis Huygensi põhitähelepanu valgusnähtused. 1676. aastal tuli ta Hollandisse ja kohtus ühe mikroskoopia looja Anthony van Leeuwenhoekiga, misjärel proovis ta ise mikroskoopi valmistada.

1678. aastal saabus Huygens Pariisi, kus tema mikroskoobid jätsid kohutava mulje. Ta demonstreeris neid Pariisi Akadeemia koosolekul.

Christian Huygensist sai valguse laineteooria looja, mille põhisätted sisaldusid kaasaegne füüsika. Ta kirjeldas oma seisukohti 1690. aastal ilmunud traktaadis valgusest. Huygens uskus, et korpuskulaarne valguse teooria ehk väljahingamise teooria on vastuolus valguskiirte omadustega mitte segada üksteist ristumisel. Ta uskus, et universum on täis kõige õhemaid ja sisse kõrgeim aste, liikuv elastne keskkond – maailmaeeter. Kui osake hakkab eetris mistahes kohas võnkuma, siis kandub võnkumine edasi kõikidele naaberosakestele ning esimesest osakesest kui keskmest jookseb läbi ruumi eeterlaine.

Lainekontseptsioonid võimaldasid Huygensil teoreetiliselt sõnastada valguse peegelduse ja murdumise seadused. Ta andis visuaalse mudeli valguse levimisest kristallides.

Laineteooria selgitas geomeetrilise optika nähtusi, kuid kuna Huygens võrdles valguslaineid ja helilaineid ning uskus, et need on pikisuunalised ja levivad impulsside kujul, siis ei osanud ta seletada valguse interferentsi ja difraktsiooni nähtusi, mis sõltuvad valguslainete ja helilainete mõjust. valguslainete perioodilisus. Üldiselt huvitasid Huygensit palju rohkem lained kui võnkumiste levimine läbipaistvas keskkonnas kui võnkumiste mehhanism, mis talle polnud selge.

Lood füüsikateadlastest. 2014