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趣味野史网 | www.dpfreelance.com  2018-09-26 14:03:28
责编:历史探索

  总括

  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。

  数学方面

  惠更斯曾首先集中精力研究数学问题,如悬链线(他发现悬链线既摆线与抛物线的区别)、曳物线、对数螺线等都进行过研究,还在概率论和微积分方面有所成就。

  1657年发表的《论赌博中的计算》,就是一篇关于概率论的科学论文(他是概率论的创始人),显示了他在数学上的造诣。从1651年起,对于圆、二次曲线、复杂曲线、悬链线、概率问题等发表了一些论著,他还研究了浮体和求各种形状物体的重心等问题。

  光学方面

  惠更斯原理是近代光学的一个重要基本理论。但它虽然可以预料光的衍射现象的存在,却不能对这些现象作出解释 ,也就是它可以确定光波的传播方向,而不能确定沿不同方向传播的振动的振幅。因此,惠更斯原理是人类对光学现象的一个近似的认识。直到后来,菲涅耳对惠更斯的光学理论作了发展和补充,创立了“惠更斯--菲涅耳原理”,才较好地解释了衍射现象,完成了光的波动说的全部理论。

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  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.惠更斯原理认为:对于任何一种波,从波源发射的子波中,其波面上的任何一点都可以作为子波的波源,各个子波波源波面的包洛面就是下一个新的波面。 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*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》中最精彩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。

  另外惠更斯在巴黎工作期间曾致力于光学的研究。1678年,他在法国科学院的一次演讲中公开反对了牛顿的光的微粒说。他说,如果光是微粒性的,那么光在交叉时就会因发生碰撞而改变方向。可当时人们并没有发现这现象,而且利用微粒说解释折射现象,将得到与实际相矛盾的结果。因此,惠更斯在1690年出版的《光论》一书中正式提出了光的波动说,建立了著名的惠更斯原理。在此原理基础上,他推倒出了光的反射和折射定律,圆满的解释了光速在光密介质中减小的原因,同时还解释了光进入冰洲石所产生的双折射现象,认为这是由于冰洲石分子微粒为椭圆形所致。

  天文学方面

  惠更斯在天文学方面有着很大的贡献。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.

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  他把大量的精力放在了研制和改进光学仪器上。当惠更斯还在荷兰的时候,就曾和他的哥哥一起以前所未有的精度成功地设计和磨制出了望远镜的透镜,进而改良了开普勒的望远镜。惠更斯利用自己研制的望远镜进行了大量的天文观测。因此,他得到的报酬是解开了一个由来已久的天文学之谜。伽利略曾通过望远镜观察过土星,他发现了“土星有耳朵”,后来又发现了土星的“耳朵”消失了。伽利略以后的科学家对此问题也进行过研究,但都未得要领。“土星怪现象”成为了天文学上的一个谜。当惠更斯将自己改良的望远镜对准这颗行星时,他发现了在土星的旁边有一个薄而平的圆环,而且它很倾向地球公转的轨道平面。伽利略发现的“土星耳朵”消失,是由于土星的环有时候看上去呈现线状。以后惠更斯又发现了土星的卫星--土卫六,并且还观测到了猎户座星云、火星极冠等。

  力学方面

  惠更斯是创建经典力学的先驱。在力学方面的研究,惠更斯是以伽利略所创建的基础为出发点的。他在研究摆中阐明了许多动力学概念和规律(包括摆的运动方程,离心力、摆动中心、转动惯量的概念),用摆测量重力加速度,指出物体在地球赤道处受到的离心力是重量的1/289,著有《关于钟摆的运动》(1673)。他同J.沃利斯(1616~1703)和C.雷恩(1632~1723)在同一时期发现弹性体的碰撞规律。

  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。大约在1669年,惠更斯就已经提出解决了碰撞问题的一个法则——“活力”守恒原理,它成为能量守恒的先驱。

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  惠更斯从实践和理论上研究了钟摆及其理论。提出著名的单摆周期公式。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。

  惠更斯还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。惠更斯在他的《摆钟论》中还给出了他关于所谓的“离心力”的基本命题。他提出:一个作圆周运动的物体具有飞离中心的倾向,它向中心施加的离心力与速度的平方成正比,与运动半径成反比。这也是他对有关的伽利略摆动学说的扩充。

  后来,惠更斯和胡克还各自发现了螺旋式弹簧丝的振荡等时性,这为近代游丝怀表和手表的发明创造了条件。

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