天文学家-惠更斯

发布时间:2014-06-26 来源:

         惠更斯1629年4月14日出生于海牙,父亲是大臣、外交官和诗人,常与科学家往来。惠更斯自幼聪明好学,思想敏捷,多才多艺,13岁时就自制一架车床,并受到当时成名人的笛卡儿的直接指导,父亲曾亲热地叫他为“我的阿基米德”.16岁时进莱顿大学攻读法律和数学,两年后转人布雷达大学,1655年获法学博士学位,随即访问巴黎,在那里开始了他重要的科学生涯. 1663年访问英国,并成为刚建不久的皇家学会会员.1666年,应路易十四邀请任刚建立的法国科学院院士.惠更斯体弱多病,全身心献给科学事业,终生未婚.1695年7月8日逝于海牙.

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惠更斯处于富裕宽松的家庭和社会条件中,没受过宗教迫害的干扰,能比较自由地发挥自己的才能.他善于把科学实践与理论研究结合起来,透彻地解决某些重要问题,形成了理论与实验结合的工作方法与明确的物理思想,他留给人们的科学论文与著作68种,《全集》有22卷,在碰撞、钟摆、离心力和光的波动说、光学仪器等多方面作出了贡献.
他最早取得成果的是数学,他研究过包络线、二次曲线、曲线求长法,他发现悬链线《摆线》与抛物线的区别,他是概率论的创始人.
在1668~1669年英国皇家学会碰撞问题征文悬赏中,他是得奖者之一.他详尽地研究了完全弹性碰撞问题(当时叫“对心碰撞”).死后综合发表于《论物体的碰撞运动》(1703)中,包括5个假设和13个命题.他纠正了笛卡儿不考虑动量方向性的错误,并首次提出完全弹性碰撞前后的守恒.他还研究了岸上与船上两个人手中小球的碰撞情况并把相对性原理应用于碰撞现象的研究.
惠更斯从实践和理论上研究了钟摆及其理论.1656年他首先将摆引入时钟成为摆钟以取代过去的重力齿轮式钟.在《摆钟》(1658)及《摆式时钟或用于时钟上的摆的运动的几何证明》(1673)中提出著名的单摆周期公式,研究了复摆及其振动中心的求法.通过对渐伸线、渐屈线的研究找到等时线、摆线.研究了三线摆、锥线摆、可倒摆及摆线状夹片等,图2-2-7是惠更斯的船用钟外形及其内部结构,结构中有摆锤、摆线状夹板、每隔半秒由驱动锤解锁的棘爪等.
在研究摆的重心升降问题时,惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量,还引入了反馈装置——“反馈”这一物理思想今天更显得意义重大.设计了船用钟和手表平衡发条,大大缩小了钟表的尺寸.他还用摆求出重力加速度的准确值,并建议用秒摆的长度作为自然长度标准.
惠更斯提出了他的离心力定理,他还研究了圆周运动、摆、物体系转动时的离心力以及泥球和地球转动时变扁的问题等等.这些研究对于后来万有引力定律的建立起了促进作用.他提出过许多既有趣又有启发性的离心力问题.
他设计制造的光学和天文仪器精巧超群,如磨制了透镜,改进了望远镜(用它发现了土星光环等)与显微镜,惠更斯目镜至今仍然采用,还有几一十米长的“空中望远镜”(无管、长焦距、可消色差)、展示星空的“行星机器”(即今天文馆雏型)等.
惠更斯在 1678年给巴黎科学院的信和1690年发表的《光论》一书中都阐述了他的光波动原理,即惠更斯原理.他认为每个发光体的微粒把脉冲传给邻近一种弥漫媒质(“以太”)微粒,每个受激微粒都变成一个球形子波的中心.他从弹性碰撞理论出发,认为这样一群微粒虽然本身并不前进,但能同时传播向四面八方行进的脉冲,因而光束彼此交叉而不相互影响,并在此基础上用作图法解释了光的反射、折射等现象《光论》中最精采部分是对双折射提出的模型,用球和椭球方式传播来解释寻常光和非常光所产生的奇异现象,书中有几十幅复杂的几何图,足以看出他的数学功底.

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