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标  题: 惠更斯(christiaan Huygens,1629~1695)
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Oct 11 19:28:07 2002) , 转信

 

 
 惠更斯,荷兰物理学家、天文学家、数学家、他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的
物理学先驱。

  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.

  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》(1
703)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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