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惠更斯
來源：本站 | 作者：admin | 時間：2006-07-15 04:42:46 ]荷蘭物理學家、天文學家、數(shù)學家。是與牛頓同一時代的科學家，是歷史上最著名的物理學家之一，他對力學的發(fā)展和光學的研究都有杰出的貢獻，在數(shù)學和天文學方面也有卓越的成就，是近代自然科學的一位重要開拓者。他建立向心力定律，提出動量守恒原理，改進了計時器。
1629年4月14 日出生于海牙。父親是大臣和詩人，與R.笛卡兒等學界名流交往甚密?；莞棺杂茁敾?，13歲時曾自制一臺車床，表現(xiàn)出很強的動手能力。1645～1647年在萊頓大學 學習法律與數(shù)學，1647～1649年轉入布雷達學院深造。 在阿基米德等人著作及笛卡兒等人直接影響下，致力于 力學、光學、天文學及數(shù)學的研究。他善于把科學實踐和理論研究結合起來，透徹地解決問題，因此在擺鐘的 發(fā)明、天文儀器的設計、彈性體碰撞和光的波動理論等 方面都有突出成就。1663年他被聘為英國皇家學會第一 個外國會員，1666年剛成立的法國皇家科學院選他為院士?；莞贵w弱多病，一心致力于科學事業(yè)，終生未婚。 1695年7月8日在海牙逝世。
惠更斯曾首先集中精力研究數(shù)學問題，惠更斯在數(shù)學上有出眾的天才，早在22歲時就發(fā)表過關于計算圓周長、橢圓弧及雙曲線的著作。他對各種平面曲線，如懸鏈線、曳物線、對數(shù)螺線等都進行過研究，還在概率論和微積分方面有所成就。
1657年發(fā)表的《論賭博中的計算》，就是一篇關于概率論的科學論文，顯示了他在數(shù)學上的造詣。從1651年起，對于圓、二次曲線、復雜曲線、懸鏈線、概率問題等發(fā)表了一些論著，他還研究了浮體和求各種形狀物體的重心等問題。
擺的研究和運用
對擺的研究是惠更斯所完成的最出色的物理學工作。多少世紀以來，時間測量始終是擺在人類面前的一個難題。當時的計時裝置諸如日規(guī)、沙漏等均不能在原理上保持精確。直到伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時性，惠更斯將擺運用于計時器，人類才進入一個新的計時時代。
當時，惠更斯的興趣集中在對天體的觀察上，在實驗中，他深刻體會到了精確計時的重要性，因而便致力于精確計時器的研究。當年伽利略曾經(jīng)證明了單擺運動與物體在光滑斜面上的下滑運動相似，運動的狀態(tài)與位置有關?；莞惯M一步確證了單擺振動的等時性并把它用于計時器上，制成了世界上第一架計時擺鐘。這架擺鐘由大小、形狀不同的一些齒輪組成，利用重錘作單擺的擺錘，由于擺錘可以調(diào)節(jié)，計時就比較準確。在他隨后出版的《擺鐘論》一書中，惠更斯詳細地介紹了制作有擺自鳴鐘的工藝，還分析了鐘擺的擺動過程及特性，首次引進了“擺動中心”的概念。他指出，任一形狀的物體在重力作用下繞一水平軸擺動時，可以將它的質(zhì)量看成集中在懸掛點到重心之連線上的某一點，以將復雜形體的擺動簡化為較簡單的單擺運動來研究。
惠更斯在他的《擺鐘論》中還給出了他關于所謂的“離心力”的基本命題。他提出：一個作圓周運動的物體具有飛離中心的傾向，它向中心施加的離心力與速度的平方成正比，與運動半徑成反比。這也是他對有關的伽利略擺動學說的擴充。
在研制擺鐘時，惠更斯還進一步研究了單擺運動，他制作了一個秒擺（周期為2秒的單擺），導出了單擺的運動公式。在精確地取擺長為3.0565英尺時，他算出了重力加速度為9.8米/秒2。這一數(shù)值與現(xiàn)在我們使用的數(shù)值是完全一致的。
后來，惠更斯和胡克還各自發(fā)現(xiàn)了螺旋式彈簧絲的振蕩等時性，這為近代游絲懷表和手表的發(fā)明創(chuàng)造了條件。
光的波動說
在古代和中世紀的漫長歲月里，光是哲學家和自然科學家十分關心的問題。
到了十七世紀，科學家們對光學現(xiàn)象進行了研究，他們通過出色的實驗工作，奠定了近代物理學的基礎。這個時期，曾經(jīng)發(fā)生了一場關于光的本性問題的討論。
惠更斯在巴黎工作期間曾致力于光學的研究。1678年，他在法國科學院的一次演講中公開反對了牛頓的光的微粒說。他說，如果光是微粒性的，那么光在交叉時就會因發(fā)生碰撞而改變方向?？僧敃r人們并沒有發(fā)現(xiàn)這現(xiàn)象，而且利用微粒說解釋折射現(xiàn)象，將得到與實際相矛盾的結果。因此，惠更斯在1690年出版的《光論》一書中正式提出了光的波動說，建立了著名的惠更斯原理。在此原理基礎上，他推倒出了光的反射和折射定律，圓滿的解釋了光速在光密介質(zhì)中減小的原因，同時還解釋了光進入冰洲石所產(chǎn)生的雙折射現(xiàn)象，認為這是由于冰洲石分子微粒為橢圓形所致。
惠更斯原理是近代光學的一個重要基本理論。但它雖然可以預料光的衍射現(xiàn)象的存在，卻不能對這些現(xiàn)象作出解釋 ，也就是它可以確定光波的傳播方向，而不能確定沿不同方向傳播的振動的振幅。因此，惠更斯原理是人類對光學現(xiàn)象的一個近似的認識。直到后來，菲涅耳對惠更斯的光學理論作了發(fā)展和補充，創(chuàng)立了“惠更斯--菲涅耳原理”，才較好地解釋了衍射現(xiàn)象，完成了光的波動說的全部理論。
惠更斯在天文學方面有著很大的貢獻。他把大量的精力放在了研制和改進光學儀器上。當惠更斯還在荷蘭的時候，就曾和他的哥哥一起以前所未有的精度成功地設計和磨制出了望遠鏡的透鏡，進而改良了開普勒的望遠鏡?；莞估米约貉兄频耐h鏡進行了大量的天文觀測。因此，他得到的報酬是解開了一個由來已久的天文學之謎。伽利略曾通過望遠鏡觀察過土星，他發(fā)現(xiàn)了“土星有耳朵”，后來又發(fā)現(xiàn)了土星的“耳朵”消失了。伽利略以后的科學家對此問題也進行過研究，但都未得要領?！巴列枪脂F(xiàn)象”成為了天文學上的一個謎。當惠更斯將自己改良的望遠鏡對準這顆行星時，他發(fā)現(xiàn)了在土星的旁邊有一個薄而平的圓環(huán)，而且它很傾向地球公轉的軌道平面。伽利略發(fā)現(xiàn)的“土星耳朵”消失，是由于土星的環(huán)有時候看上去呈現(xiàn)線狀。以后惠更斯又發(fā)現(xiàn)了土星的衛(wèi)星--土衛(wèi)六，并且還觀測到了獵戶座星云、火星極冠等。 中學生科技網(wǎng) http://lgmparts.com
在力學方面的研究，惠更斯是以伽利略所創(chuàng)建的基礎為出發(fā)點的。在《論擺鐘》一書中還論述了關于碰撞的問題。大約在1669年，惠更斯就已經(jīng)提出解決了碰撞問題的一個法則——“活力”守恒原理，它成為能量守恒的先驅(qū)?；莞估^承了伽利略的單擺振動理論，并在此基礎上進一步研究。他把幾何學帶進了力學領域，用令人欽佩的方法處理力學問題，得到了人們的充分肯定。點擊：278
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