Perangkat fisik baru - jantung

Menara ramping yang terletak di kota Pisa, Italia, dikenal semua orang dari berbagai lukisan dan foto. Dia dikenal tidak hanya karena proporsi dan keanggunannya, tetapi juga karena kemalangan yang menimpanya. Menara perlahan tapi terasa menyimpang dari vertikal, seolah membungkuk.

Menara Miring Pisa yang "miring" terletak di kota tempat ilmuwan besar Italia kontemporer lahir dan melakukan banyak studi ilmiah. Galileo Galilei. Di kota kelahirannya, Galileo menjadi profesor universitas. Seorang profesor matematika, meskipun ia terlibat tidak hanya dalam matematika, tetapi juga dalam optik, astronomi, dan mekanik.

Mari kita bayangkan bahwa pada salah satu hari musim panas yang indah di tahun-tahun yang jauh itu kita berdiri di dekat Menara Miring Pisa, mengangkat kepala kita dan melihat di galeri atas ... Galileo. Seorang ilmuwan mengagumi pemandangan kota yang indah? Tidak, dia, seperti anak sekolah yang lucu, melempar berbagai benda ke bawah!

Menara Miring Pisa yang kerawang adalah saksi yang tidak disengaja atas eksperimen Galileo Galilei.

Mungkin keterkejutan kita akan semakin bertambah jika seseorang saat ini mengatakan bahwa kita hadir di salah satu eksperimen fisika terpenting dalam sejarah sains.

Aristoteles, seorang pemikir berwawasan luas yang hidup pada abad ke-4 SM, berpendapat bahwa benda ringan jatuh dari ketinggian lebih lambat daripada benda berat. Otoritas ilmuwan begitu besar sehingga pernyataan ini dianggap mutlak benar selama ribuan tahun. Pengamatan harian kami, apalagi, sering kali tampaknya mengkonfirmasi pemikiran Aristoteles - daun ringan perlahan dan mulus terbang dari pohon-pohon di hutan musim gugur, hujan es lebat dan cepat mengetuk atap ...

Tapi bukan tanpa alasan Galileo pernah berkata: "... dalam sains, ribuan otoritas tidak sebanding dengan satu pernyataan sederhana dan benar." Dia meragukan kebenaran Aristoteles.

Pengamatan yang cermat terhadap ayunan lampu di katedral membantu Galileo menetapkan hukum pergerakan bandul.

Bagaimana kedua tubuh akan berperilaku - ringan dan berat, jika mereka diikat bersama? Setelah mengajukan pertanyaan ini pada dirinya sendiri, Galileo beralasan lebih lanjut: benda yang ringan harus memperlambat gerakan benda yang berat, tetapi bersama-sama mereka membentuk benda yang lebih berat dan, oleh karena itu, harus (menurut Aristoteles) jatuh lebih cepat.

Di mana jalan keluar dari kebuntuan logis ini? Tetap hanya untuk mengasumsikan bahwa kedua benda harus jatuh dengan kecepatan yang sama.

Eksperimen sangat dipengaruhi oleh udara - daun kering dari pohon perlahan-lahan tenggelam ke tanah berkat angin sepoi-sepoi yang lembut.

Eksperimen harus dilakukan dengan benda dengan bobot berbeda, tetapi dengan bentuk ramping yang kira-kira sama, sehingga udara tidak membuat "koreksi" sendiri terhadap fenomena yang diteliti.

Dan Galileo menjatuhkan dari Menara Miring Pisa pada saat yang sama sebuah bola meriam seberat 80 kilogram dan peluru senapan yang jauh lebih ringan - dengan berat hanya 200 gram. Kedua tubuh menyentuh tanah pada saat yang bersamaan!

Galileo Galilei. Dia secara harmonis menggabungkan bakat fisikawan teoretis dan eksperimen.

Galileo ingin mempelajari perilaku tubuh ketika mereka tidak bergerak begitu cepat. Dia membuat parasut persegi panjang dengan dinding yang dipoles dengan baik dari balok kayu panjang, meletakkannya di sudut dan menjatuhkan bola-bola berat (hati-hati, tanpa mendorong).

Jam yang bagus belum ada, dan Galileo menilai waktu yang dibutuhkan untuk setiap percobaan, menimbang jumlah air yang mengalir keluar dari tong besar melalui tabung tipis.

Dengan bantuan instrumen "ilmiah" semacam itu, Galileo menetapkan pola penting: jarak yang ditempuh bola sebanding dengan kuadrat waktu, yang menegaskan gagasan bahwa ia telah matang tentang kemungkinan sebuah benda bergerak dengan percepatan konstan.

Begitu berada di katedral, mengamati bagaimana lampu dengan ukuran dan panjang yang berbeda bergoyang, Galileo sampai pada kesimpulan bahwa semua lampu yang digantungkan pada benang dengan panjang yang sama memiliki periode ayunan dari satu titik puncak ke titik lainnya dan ketinggian naiknya adalah sama. dan konstan - berapa pun beratnya! Bagaimana cara mengkonfirmasi kesimpulan yang tidak biasa dan, ternyata kemudian, benar-benar benar? Dengan apa membandingkan osilasi bandul, di mana mendapatkan standar waktu? Dan Galileo sampai pada solusi yang bagi banyak generasi ilmuwan akan menjadi contoh kecemerlangan dan kecerdasan pemikiran fisik: dia membandingkan osilasi pendulum dengan frekuensi detak jantungnya sendiri!

Penampilan dan perangkat jam pendulum pertama yang ditemukan oleh Christian Huygens.

Hanya lebih dari tiga ratus tahun kemudian, di pertengahan abad ke-20, orang Italia hebat lainnya, Enrico Fermi, akan membuat eksperimen yang mengingatkan pada pencapaian Galileo dalam kesederhanaan dan akurasi. Fermi akan menentukan kekuatan ledakan bom atom eksperimental pertama dengan jarak di mana gelombang ledakan akan membawa kelopak kertas dari telapak tangannya ...

Keteguhan osilasi lampu dan bandul dengan panjang yang sama dibuktikan oleh Galileo, dan atas dasar sifat luar biasa dari benda-benda yang berosilasi ini, Christian Huygens pada tahun 1657 menciptakan jam pendulum pertama dengan jalur reguler.

Kita semua sangat menyadari jam nyaman dengan cuckoo "berbicara" yang hidup di dalamnya, yang muncul berkat kekuatan pengamatan Galileo, yang tidak meninggalkannya bahkan selama kebaktian di katedral.

Christian Huygens adalah seorang ilmuwan, matematikawan, astronom, dan fisikawan Belanda, salah satu pendiri optik gelombang. Pada 1665-81 ia bekerja di Paris. Diciptakan (1657) jam pendulum dengan pelarian, memberikan teori mereka, menetapkan hukum osilasi pendulum fisik, meletakkan dasar bagi teori tumbukan. Dibuat (1678, diterbitkan 1690) teori gelombang cahaya, menjelaskan birefringence. Bersama dengan Robert Hooke, ia menetapkan titik konstan termometer. Meningkatkan teleskop; merancang lensa mata yang dinamai menurut namanya. Menemukan cincin Saturnus dan satelitnya Titan. Penulis salah satu karya pertama tentang teori probabilitas (1657).

Kebangkitan awal bakat

Nenek moyang Christian Huygens menempati tempat yang menonjol dalam sejarah negaranya. Ayahnya Konstantin Huygens (1596-1687), di rumahnya ilmuwan terkenal masa depan lahir, adalah orang yang berpendidikan, tahu bahasa, suka musik; setelah 1630 ia menjadi penasihat Wilhelm II (dan kemudian William III). Raja James I mengangkatnya ke pangkat ksatria, dan Louis XIII memberinya Ordo Saint Michael. Anak-anaknya - 4 putra (yang kedua - Kristen) dan satu putri - juga meninggalkan jejak yang baik dalam sejarah.

Bakat Kristen memanifestasikan dirinya pada usia dini. Pada usia delapan tahun, ia sudah belajar bahasa Latin dan aritmatika, belajar menyanyi, dan pada usia sepuluh tahun ia berkenalan dengan geografi dan astronomi. Pada tahun 1641 gurunya menulis kepada ayah anak itu: "Saya melihat dan hampir iri dengan kenangan indah tentang Christian", dan dua tahun kemudian: "Saya mengakui bahwa orang Kristen harus disebut keajaiban di antara anak laki-laki."

Dan Christian saat ini, setelah mempelajari bahasa Yunani, Prancis, dan Italia dan menguasai permainan harpsichord, menjadi tertarik pada mekanika. Tapi tidak hanya itu: dia rela berenang, menari, dan menunggang kuda. Pada usia enam belas tahun, Christian Huygens, bersama dengan kakak laki-lakinya Konstantin, memasuki Universitas Leiden untuk belajar hukum dan matematika (yang terakhir lebih bersedia dan berhasil; guru memutuskan untuk mengirim salah satu karyanya ke Rene Descartes).

Setelah 2 tahun, kakak laki-lakinya mulai bekerja untuk Pangeran Frederik Henrik, dan Christian dan adiknya pindah ke Breda, ke Orange College. Ayahnya juga mempersiapkan Kristen untuk pelayanan publik, tetapi dia memiliki cita-cita lain.Pada tahun 1650, dia kembali ke Den Haag, di mana pekerjaan ilmiahnya hanya terhalang oleh sakit kepala yang menghantuinya selama beberapa waktu.

Semakin sulit tugas menentukan dengan menalar apa yang tampaknya tidak pasti dan tunduk pada kebetulan, semakin banyak ilmu pengetahuan yang mencapai hasil itu tampak mengejutkan.

Huygens Christian

Karya ilmiah pertama

Kisaran minat ilmiah Christian Huygens terus berkembang. Dia menyukai karya Archimedes tentang mekanika dan Descartes (dan kemudian dari penulis lain, termasuk Newton dan Hooke dalam bahasa Inggris) tentang optik, tetapi tidak berhenti belajar matematika. Dalam mekanika, penelitian utamanya berkaitan dengan teori dampak dan masalah merancang jam, yang pada waktu itu sangat penting diterapkan dan selalu menempati salah satu tempat sentral dalam pekerjaan Huygens.

Prestasi pertamanya di bidang optik juga bisa disebut "terapan". Bersama dengan saudaranya Constantine Christian Huygens terlibat dalam peningkatan instrumen optik dan mencapai kesuksesan yang signifikan di bidang ini (kegiatan ini tidak berhenti selama bertahun-tahun; pada tahun 1682 ia menciptakan lensa mata tiga lensa, yang masih menyandang namanya. Sambil meningkatkan teleskop, Huygens, bagaimanapun, dalam Dioptric ” menulis: “... seseorang: yang dapat menemukan teleskop, hanya berdasarkan teori, tanpa intervensi kebetulan, harus memiliki pikiran manusia super”).

Instrumen baru memungkinkan pengamatan penting dilakukan: Pada 25 Maret 1655, Huygens menemukan Titan, satelit terbesar Saturnus (yang cincinnya telah lama diminatinya). Pada tahun 1657, karya lain Huygens muncul, “On Calculations when Playing Dice,” salah satu karya pertama tentang teori probabilitas. Dia menulis esai lain "Tentang Dampak Tubuh" untuk saudaranya.

Secara umum, tahun lima puluhan abad ke-17 adalah waktu aktivitas terbesar Huygens. Dia mendapatkan ketenaran di dunia ilmiah. Pada 1665 ia terpilih sebagai anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Paris.

"Prinsip Huygens"

H. Huygens mempelajari karya optik Newton dengan minat yang tak kunjung padam, tetapi tidak menerima teori cahaya selnya. Jauh lebih dekat dengannya adalah pandangan Robert Hooke dan Francesco Grimaldi, yang percaya bahwa cahaya memiliki sifat gelombang.

Tetapi konsep gelombang cahaya segera menimbulkan banyak pertanyaan: bagaimana menjelaskan perambatan cahaya bujursangkar, pemantulan dan pembiasannya? Newton memberikan jawaban yang tampaknya meyakinkan kepada mereka. Rectilinearity adalah manifestasi dari hukum pertama dinamika: sel-sel cahaya bergerak secara seragam dan lurus jika tidak ada gaya yang bekerja pada mereka. Refleksi juga dijelaskan sebagai pantulan elastis sel-sel dari permukaan tubuh. Situasinya agak lebih rumit dengan pembiasan, tetapi bahkan di sini Newton menawarkan penjelasan. Dia percaya bahwa ketika sel darah cahaya terbang ke batas tubuh, gaya tarik dari sisi zat mulai bekerja padanya, memberikan percepatan ke sel darah. Ini mengarah pada perubahan arah kecepatan sel darah (pembiasan) dan besarnya; oleh karena itu, menurut Newton, kecepatan cahaya di kaca, misalnya, lebih besar daripada di ruang hampa. Kesimpulan ini penting, jika hanya karena memungkinkan untuk verifikasi eksperimental (eksperimen kemudian membantah pendapat Newton).

Christian Huygens, seperti pendahulunya yang disebutkan di atas, percaya bahwa semua ruang diisi dengan medium khusus - eter, dan bahwa cahaya adalah gelombang dalam eter ini. Menggunakan analogi dengan gelombang di permukaan air, Huygens menghasilkan gambar berikut: ketika bagian depan (yaitu, ujung depan) gelombang mencapai titik tertentu, yaitu, osilasi mencapai titik ini, maka osilasi ini menjadi pusat gelombang baru divergen ke segala arah , dan pergerakan selubung semua gelombang ini memberikan gambaran rambat muka gelombang, dan arah tegak lurus muka ini adalah arah rambat gelombang. Jadi, jika muka gelombang di ruang hampa di beberapa titik datar, maka selalu tetap datar, yang sesuai dengan perambatan cahaya bujursangkar. Jika bagian depan gelombang cahaya mencapai batas medium, maka setiap titik pada batas ini menjadi pusat gelombang bola baru, dan, setelah membangun selubung gelombang ini di ruang angkasa baik di atas maupun di bawah batas, mudah untuk menjelaskan hukum pemantulan dan hukum pembiasan (tetapi dalam kasus ini, kita harus menerima bahwa kecepatan cahaya dalam medium n kali lebih kecil daripada di ruang hampa, di mana itu adalah n - indeks bias sangat medium, yang termasuk dalam hukum pembiasan yang baru-baru ini ditemukan oleh Descartes dan Snell).

Ini mengikuti prinsip Huygens bahwa cahaya, seperti gelombang apa pun, juga dapat melewati rintangan. Fenomena ini, yang menarik secara fundamental, memang ada, tetapi Huygens menganggap bahwa "gelombang samping" yang muncul selama amplop semacam itu tidak perlu mendapat banyak perhatian.

Ide-ide Christian Huygens tentang cahaya jauh dari modern. Jadi, ia percaya bahwa gelombang cahaya bersifat longitudinal, yaitu. bahwa arah osilasi bertepatan dengan arah rambat gelombang. Ini mungkin tampak semakin aneh karena Huygens sendiri tampaknya sudah memiliki gambaran tentang fenomena polarisasi, yang hanya dapat dipahami dengan mempertimbangkan gelombang transversal. Tapi ini bukan hal utama. Prinsip Huygens memiliki pengaruh yang menentukan pada ide-ide kita tidak hanya tentang optik, tetapi juga tentang fisika osilasi dan gelombang apa pun, yang sekarang menempati salah satu tempat sentral dalam sains kita. (V.I. Grigoriev)

Lebih lanjut tentang Christian Huygens:

Christian Huygens von Zuylichen - putra bangsawan Belanda Constantine Huygens "Bakat, bangsawan, dan kekayaan, tampaknya, turun-temurun dalam keluarga Christian Huygens," tulis salah satu penulis biografinya. Kakeknya adalah seorang penulis dan pejabat tinggi, ayahnya adalah penasihat rahasia Pangeran Oranye, matematikawan, dan penyair. Pelayanan yang setia kepada penguasa mereka tidak memperbudak talenta mereka, dan tampaknya Christian ditakdirkan untuk nasib iri yang sama bagi banyak orang. Ia belajar aritmatika dan Latin, musik dan versifikasi. Heinrich Bruno, gurunya, tidak puas dengan muridnya yang berusia empat belas tahun:

"Saya mengakui bahwa Christian harus disebut keajaiban di antara anak laki-laki ... Dia menyebarkan kemampuannya di bidang mekanik dan konstruksi, membuat mesin yang luar biasa, tetapi hampir tidak diperlukan." Guru itu salah: anak laki-laki itu selalu mencari keuntungan dari pelajarannya. Pikirannya yang konkret dan praktis akan segera menemukan skema mesin yang benar-benar dibutuhkan orang.

Namun, dia tidak segera mengabdikan dirinya untuk mekanik dan matematika. Sang ayah memutuskan untuk menjadikan putranya seorang pengacara dan, ketika Christian mencapai usia enam belas tahun, dia mengirimnya untuk belajar hukum di Universitas London. Terlibat dalam ilmu hukum di universitas, Huygens pada saat yang sama menyukai matematika, mekanik, astronomi, dan optik praktis. Seorang pengrajin yang terampil, ia menggiling kacamata optik sendiri dan memperbaiki pipa, dengan bantuan yang nantinya ia akan membuat penemuan astronomisnya.

Christian Huygens adalah penerus langsung Galileo-Galilei dalam sains. Menurut Lagrange, Huygens "ditakdirkan untuk memperbaiki dan mengembangkan penemuan-penemuan Galileo yang paling penting." Ada sebuah cerita tentang bagaimana untuk pertama kalinya Huygens bersentuhan dengan ide-ide Galileo. Huygens yang berusia tujuh belas tahun akan membuktikan bahwa benda-benda yang dilemparkan secara horizontal bergerak di sepanjang parabola, tetapi, setelah menemukan buktinya dalam buku Galileo, dia tidak ingin "menulis Iliad setelah Homer."

Setelah lulus dari universitas, Christian Huygens menjadi perhiasan pengiring Pangeran Nassau, yang, dalam misi diplomatik, sedang dalam perjalanan ke Denmark. Hitungan tidak tertarik pada kenyataan bahwa pemuda tampan ini adalah penulis karya matematika yang aneh, dan dia, tentu saja, tidak tahu bagaimana mimpi Christian untuk pergi dari Kopenhagen ke Stockholm untuk melihat Descartes. Jadi mereka tidak akan pernah bertemu: dalam beberapa bulan Descartes akan mati.

Pada usia 22 tahun, Christian Huygens menerbitkan Discourses on the Square of the Hyperbola, Ellipse, and Circle. Pada 1655, ia membangun teleskop dan menemukan salah satu satelit Saturnus, Titan, dan menerbitkan Penemuan Baru dalam Ukuran Lingkaran. Pada usia 26, Christian menulis catatan tentang dioptri. Pada usia 28, risalahnya “On Calculations when Playing Dice” diterbitkan, di mana salah satu penelitian pertama di bidang teori probabilitas disembunyikan di balik judul yang tampaknya sembrono.

Salah satu penemuan terpenting Huygens adalah penemuan jam pendulum. Dia mematenkan penemuannya pada 16 Juli 1657 dan menggambarkannya dalam sebuah esai pendek yang diterbitkan pada 1658. Dia menulis tentang arlojinya kepada raja Prancis Louis XIV: “Otomata saya, yang ditempatkan di apartemen Anda, tidak hanya membuat Anda takjub setiap hari dengan penunjuk waktu yang tepat, tetapi juga cocok, seperti yang saya harapkan sejak awal, untuk menentukan waktu. garis bujur suatu tempat di laut.” Christian Huygens terlibat dalam tugas menciptakan dan meningkatkan jam, terutama jam pendulum, selama hampir empat puluh tahun: dari 1656 hingga 1693. A. Sommerfeld menyebut Huygens "pembuat jam paling brilian sepanjang masa."

Pada usia tiga puluh, Christian Huygens mengungkapkan rahasia cincin Saturnus. Cincin Saturnus pertama kali diperhatikan oleh Galileo sebagai dua pelengkap lateral yang "mendukung" Saturnus. Kemudian cincin-cincin itu terlihat, seperti garis tipis, dia tidak memperhatikannya dan tidak menyebutkannya lagi. Tetapi pipa Galileo tidak memiliki resolusi yang diperlukan dan perbesaran yang cukup. Mengamati langit dengan teleskop 92x. Christian menemukan bahwa cincin Saturnus dianggap sebagai bintang samping. Huygens memecahkan teka-teki Saturnus dan untuk pertama kalinya menggambarkan cincinnya yang terkenal.

Saat itu Christian Huygens adalah seorang pemuda yang sangat tampan dengan mata biru besar dan kumis yang dipangkas rapi. Ikal kemerahan dari wig, yang digulung dingin sesuai mode waktu itu, jatuh ke bahu, tergeletak di atas renda Brabant putih salju dari kerah mahal. Dia ramah dan tenang. Tidak ada yang melihatnya sangat gelisah atau bingung, terburu-buru di suatu tempat, atau, sebaliknya, tenggelam dalam perhatian yang lambat. Dia tidak suka berada di "cahaya" dan jarang muncul di sana, meskipun asalnya membuka pintu semua istana Eropa kepadanya. Namun, ketika dia muncul di sana, dia sama sekali tidak terlihat canggung atau malu, seperti yang sering terjadi pada ilmuwan lain.

Tapi sia-sia Ninon de Lanclos yang menawan mencari teman, dia selalu ramah, tidak lebih, bujangan yang meyakinkan ini. Dia bisa minum dengan teman, tapi tidak banyak. Menyelinap sedikit, tertawa sedikit. Sedikit dari segalanya, sangat sedikit, sehingga sebanyak mungkin waktu tersisa untuk hal utama - bekerja. Pekerjaan - gairah yang tidak pernah berubah - membakarnya terus-menerus.

Christian Huygens dibedakan oleh dedikasi yang luar biasa. Dia menyadari kemampuannya dan berusaha menggunakannya secara maksimal. “Satu-satunya hiburan yang Huygens biarkan dirinya dalam karya abstrak semacam itu,” salah satu orang sezamannya menulis tentang dia, “adalah bahwa dia terlibat dalam fisika di antaranya. Apa yang bagi orang biasa adalah tugas yang membosankan, bagi Huygens adalah hiburan.

Pada 1663 Huygens terpilih sebagai Fellow dari Royal Society of London. Pada 1665, atas undangan Colbert, ia menetap di Paris dan tahun berikutnya menjadi anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Paris yang baru diorganisir.

Pada 1673, karyanya "Jam Pendulum" diterbitkan, di mana landasan teoretis penemuan Huygens diberikan. Dalam karya ini, Huygens menetapkan bahwa cycloid memiliki sifat isokronisme, dan menganalisis sifat matematika dari cycloid.

Menyelidiki gerak lengkung suatu titik berat, Huygens, terus mengembangkan gagasan yang diungkapkan oleh Galileo, menunjukkan bahwa suatu benda, ketika jatuh dari ketinggian tertentu melalui berbagai lintasan, memperoleh kecepatan terbatas yang tidak bergantung pada bentuk lintasan, tetapi hanya bergantung pada ketinggian jatuh, dan dapat naik ke ketinggian yang sama (tanpa adanya hambatan) dengan ketinggian awal. Proposisi ini, yang pada dasarnya menyatakan hukum kekekalan energi untuk gerak dalam medan gravitasi, digunakan oleh Huygens untuk teori bandul fisis. Dia menemukan ekspresi untuk pengurangan panjang pendulum, menetapkan konsep pusat ayunan dan sifat-sifatnya. Dia mengungkapkan rumus pendulum matematika untuk gerak cycloidal dan osilasi kecil dari bandul melingkar sebagai berikut:

"Waktu satu getaran kecil bandul melingkar berhubungan dengan waktu jatuh ke bawah dua kali panjang bandul, karena keliling lingkaran berhubungan dengan diameter."

Penting bahwa di akhir esainya ilmuwan memberikan sejumlah proposal (tanpa kesimpulan) tentang gaya sentripetal dan menetapkan bahwa percepatan sentripetal sebanding dengan kuadrat kecepatan dan berbanding terbalik dengan jari-jari lingkaran. Hasil ini mempersiapkan teori Newton tentang gerak benda di bawah aksi gaya pusat.

Dari penelitian mekanik Christian Huygens, selain teori pendulum dan gaya sentripetal, teorinya tentang dampak bola elastis diketahui, yang ia presentasikan untuk tugas kompetitif yang diumumkan oleh Royal Society of London pada tahun 1668. Teori tumbukan Huygens didasarkan pada hukum kekekalan gaya hidup, momentum, dan prinsip relativitas Galileo. Itu tidak diterbitkan sampai setelah kematiannya pada tahun 1703. Huygens sering bepergian, tetapi dia tidak pernah menjadi turis yang menganggur. Selama perjalanan pertama ke Prancis, ia belajar optik, dan di London ia menjelaskan rahasia pembuatan teleskopnya. Lima belas tahun dia bekerja di istana Louis XIV, lima belas tahun penelitian matematika dan fisik yang brilian. Dan dalam lima belas tahun - hanya dua perjalanan singkat ke tanah airnya untuk menyembuhkan

Christian Huygens tinggal di Paris sampai 1681, ketika, setelah pencabutan Edict of Nantes, ia kembali ke tanah airnya sebagai seorang Protestan. Saat berada di Paris, ia mengenal Römer dengan baik dan secara aktif membantunya dalam pengamatan yang mengarah pada penentuan kecepatan cahaya. Huygens adalah orang pertama yang melaporkan hasil Römer dalam risalahnya.

Di rumah, di Belanda, sekali lagi tanpa mengenal lelah, Huygens membangun planetarium mekanis, teleskop raksasa tujuh puluh meter, yang menggambarkan dunia planet lain.

Karya Huygens dalam bahasa Latin tentang cahaya muncul, dikoreksi oleh penulis dan diterbitkan ulang dalam bahasa Prancis pada tahun 1690. Risalah Huygens tentang Cahaya memasuki sejarah sains sebagai karya ilmiah pertama tentang optik gelombang. "Risalah" ini merumuskan prinsip perambatan gelombang, yang sekarang dikenal sebagai prinsip Huygens. Berdasarkan prinsip ini, hukum pemantulan dan pembiasan cahaya diturunkan, dan teori pembiasan ganda di spar Islandia dikembangkan. Karena kecepatan rambat cahaya dalam kristal berbeda dalam arah yang berbeda, bentuk permukaan gelombang tidak akan bulat, tetapi elips.

Teori propagasi dan pembiasan cahaya dalam kristal uniaksial adalah pencapaian luar biasa dari optik Huygens. Christian Huygens juga menggambarkan hilangnya salah satu dari dua sinar ketika mereka melewati kristal kedua dengan orientasi tertentu relatif terhadap yang pertama. Dengan demikian, Huygens adalah fisikawan pertama yang menetapkan fakta polarisasi cahaya.

Ide-ide Huygens sangat dihargai oleh penggantinya Fresnel. Dia menempatkan mereka di atas semua penemuan dalam optik Newton, dengan alasan bahwa penemuan Huygens "mungkin lebih sulit dibuat daripada semua penemuan Newton di bidang fenomena cahaya."

Huygens tidak mempertimbangkan warna dalam risalahnya, serta difraksi cahaya. Risalahnya dikhususkan hanya untuk pembenaran refleksi dan pembiasan (termasuk pembiasan ganda) dari sudut pandang gelombang. Keadaan ini mungkin menjadi alasan mengapa teori Huygens, meskipun didukung oleh Lomonosov dan Euler pada abad ke-18, tidak mendapat pengakuan sampai Fresnel membangkitkan teori gelombang dengan dasar baru pada awal abad ke-19.

Christian Huygens meninggal pada tanggal 8 Juni 1695, ketika KosMoteoros, buku terakhirnya, sedang dicetak di percetakan. (Samin D.K. 100 ilmuwan besar. - M.: Veche, 2000)

Lebih lanjut tentang Christian Huygens:

Huygens (Christian Huyghensvan Zuylichem) adalah seorang matematikawan, astronom, dan fisikawan yang diakui Newton sebagai orang hebat. Ayahnya, signor van Zuylichem, sekretaris pangeran Orange, adalah seorang penulis yang luar biasa dan berpendidikan ilmiah.

Christian Huygens memulai kegiatan ilmiahnya pada tahun 1651 dengan esai tentang kuadratur hiperbola, elips dan lingkaran; pada tahun 1654 ia menemukan teori evolute dan involute, pada tahun 1655 ia menemukan satelit Saturnus dan jenis cincinnya, pada tahun 1659 ia menggambarkan sistem Saturnus dalam sebuah karya yang ia terbitkan. Pada 1665, atas undangan Colbert, dia menetap di Paris dan diterima sebagai anggota Akademi Ilmu Pengetahuan.

Jam dengan roda yang digerakkan oleh beban telah digunakan sejak lama, tetapi pengaturan jam seperti itu tidak memuaskan. Sejak zaman Galileo, pendulum telah digunakan secara terpisah untuk pengukuran yang akurat dari periode waktu yang kecil, dan perlu untuk menghitung jumlah ayunan. Pada tahun 1657, Christian Huygens menerbitkan deskripsi desain jam yang ia temukan dengan pendulum. Kemudian, diterbitkan olehnya, pada tahun 1673, di Paris, karya terkenal Horologium oscillatorium, sive de mota pendulorum an horologia aptato demonstrasi geometrica, yang berisi presentasi tentang penemuan-penemuan terpenting dalam dinamika, pada bagian pertama juga berisi uraian tentang struktur jam, tetapi dengan penambahan perbaikan dalam cara pendulum memperoleh, membuat pendulum cycloidal, yang memiliki waktu ayunan konstan, terlepas dari besarnya ayunan. Untuk menjelaskan sifat pendulum cycloidal ini, penulis mencurahkan bagian kedua dari buku ini untuk menurunkan hukum kejatuhan benda bebas dan bergerak sepanjang garis lurus miring, dan akhirnya sepanjang cycloid. Di sini, untuk pertama kalinya, awal dari independensi gerakan dinyatakan dengan jelas: dipercepat secara seragam, karena aksi gravitasi, dan seragam karena inersia.

Christian Huygens membuktikan hukum gerak beraturan yang dipercepat dari benda yang jatuh bebas, berdasarkan permulaan bahwa tindakan yang diberikan ke tubuh oleh gaya dengan besar dan arah yang konstan tidak bergantung pada besar dan arah kecepatan yang sudah dimiliki benda. Menurunkan hubungan antara ketinggian jatuh dan kuadrat waktu, Huygens membuat pernyataan bahwa ketinggian jatuh terkait sebagai kuadrat dari kecepatan yang diperoleh. Selanjutnya, dengan mempertimbangkan gerakan bebas dari sebuah benda yang dilempar ke atas, ia menemukan bahwa benda tersebut naik ke ketinggian tertinggi, setelah kehilangan semua kecepatan yang dikomunikasikan padanya dan memperolehnya lagi ketika kembali ke belakang.

Galileo mengizinkan tanpa bukti bahwa ketika jatuh di sepanjang garis lurus miring yang berbeda dari ketinggian yang sama, benda memperoleh kecepatan yang sama. Christian Huygens membuktikannya sebagai berikut. Dua garis lurus dengan kemiringan yang berbeda dan ketinggian yang sama dihubungkan dengan ujung bawahnya satu ke yang lain. Jika sebuah benda yang diluncurkan dari ujung atas salah satunya memperoleh kecepatan lebih besar daripada yang diluncurkan dari ujung atas yang lain, maka benda tersebut dapat diluncurkan sepanjang yang pertama dari titik tersebut di bawah ujung atas sehingga kecepatan yang diperoleh di bawah adalah cukup untuk mengangkat tubuh ke ujung atas garis lurus kedua, tetapi kemudian ternyata tubuh itu naik ke ketinggian yang lebih tinggi daripada tempat jatuhnya, tetapi ini tidak mungkin.

Dari gerak sebuah benda sepanjang garis lurus miring, H. Huygens bergerak sepanjang garis putus-putus dan kemudian bergerak sepanjang beberapa kurva, dan dia membuktikan bahwa kecepatan yang diperoleh ketika jatuh dari ketinggian berapa pun di sepanjang kurva sama dengan kecepatan diperoleh dalam jatuh bebas dari ketinggian yang sama dalam garis vertikal, dan bahwa kecepatan yang sama diperlukan untuk mengangkat benda yang sama ke ketinggian yang sama, baik dalam garis lurus vertikal maupun dalam kurva.

Kemudian, beralih ke sikloid dan mempertimbangkan beberapa sifat geometrisnya, penulis membuktikan tautokronisme gerakan titik berat di sepanjang sikloid. Di bagian ketiga dari karya ini, teori evolusi dan evolusi, yang ditemukan oleh penulis pada awal 1654, disajikan; di sini orang Kristen menemukan bentuk dan posisi evolusi cycloid.

Bagian keempat menyajikan teori pendulum fisik, di sini Christian Huygens memecahkan masalah yang tidak diberikan kepada begitu banyak ahli geometri kontemporer - masalah menentukan pusat ayunan. Hal ini didasarkan pada proposisi berikut: “Jika sebuah bandul kompleks, setelah diam, telah membuat beberapa bagian dari ayunannya, lebih dari setengah ayunan, dan jika hubungan antara semua partikelnya hancur, maka masing-masing partikel ini akan naik ke ketinggian sedemikian rupa sehingga pusat gravitasi bersama mereka pada saat yang sama akan berada pada ketinggian di mana pendulum keluar dari keadaan diam. Proposisi ini, tidak dibuktikan oleh Christian Huygens, adalah prinsip utamanya, sementara sekarang ini merupakan penerapan hukum kekekalan energi pada bandul. Teori pendulum fisika diberikan oleh Huygens dalam bentuk yang sepenuhnya umum dan dalam penerapannya pada berbagai jenis benda. Di bagian terakhir, kelima dari karyanya, ilmuwan memberikan tiga belas teorema tentang gaya sentrifugal dan mempertimbangkan rotasi pendulum berbentuk kerucut.

Karya lain yang luar biasa dari Christian Huygens adalah Theory of Light, diterbitkan pada tahun 1690, di mana ia menguraikan teori pemantulan dan pembiasan dan kemudian pembiasan ganda di spar Islandia, dalam bentuk yang sama seperti yang sekarang disajikan dalam buku teks fisika. Dari yang lain yang ditemukan oleh H. Huygens, kami akan menyebutkan yang berikut ini.

Penemuan penampakan sejati cincin Saturnus dan dua satelitnya, dibuat dengan teleskop setinggi sepuluh kaki, yang dia atur sendiri. Bersama dengan saudaranya Christian Huygens, ia terlibat dalam pembuatan kacamata optik dan secara signifikan meningkatkan produksinya. Buka secara teoritis bentuk bumi ellipsoidal dan kompresinya di kutub, serta penjelasan tentang pengaruh gaya sentrifugal terhadap arah gravitasi dan pada panjang bandul kedua pada garis lintang yang berbeda. Penyelesaian soal tumbukan benda elastik secara simultan dengan Wallis dan Brenn.

Christian Huygens memiliki penemuan jam spiral, yang menggantikan pendulum, jam pertama dengan spiral dibuat di Paris oleh pembuat jam Thuret pada tahun 1674. Dia juga memiliki salah satu solusi untuk pertanyaan bentuk rantai homogen yang berat dalam keseimbangan.

Christian Huygens - kutipan

Semakin sulit tugas menentukan dengan menalar apa yang tampaknya tidak pasti dan tunduk pada kebetulan, semakin banyak ilmu pengetahuan yang mencapai hasil itu tampak mengejutkan.

4.1.3. Tugas untuk percobaan

1. Dengan memilih berbagai kondisi awal dan nilai parameter, ikuti bifurkasi (perubahan kualitatif dalam struktur) potret fase. Jelajahi mode pemicu secara terpisah dengan mengubah nilai awal kamu

2. Pilih nilai parameter sehingga jatuh ke area di pesawat ( E ,R ) sesuai dengan eksitasi

osilasi diri. Secara eksperimental cari tahu ketergantungan periode osilasi diri pada parameter, buat grafik yang sesuai.

4.2. Jam Galileo–Huygens

4.2.1. Model

Model matematis osilasi kecil pendulum konvensional, dengan memperhitungkan gesekan viskos, adalah model osilator linier:

koefisien gesekan viskos, adalah frekuensi osilasi bebas bandul tanpa adanya gesekan viskos (ω 2 = g l , di mana g adalah percepatannya sendiri

jatuh bebas, l adalah panjang benang bandul). Persamaan (4.2) mendefinisikan operator sistem dinamis yang keadaannya (vektor variabel fase) adalah vektor (ϕ , & ). Pada = 0 (dari-

tidak adanya gesekan viskos), bandul melakukan osilasi sinusoidal tak teredam bebas, yang periodenya tidak bergantung pada kondisi awal (sudut dan kecepatan sudut & ). Konstan-

Nilai periode osilasi bandul (untuk penyimpangan kecil) pertama kali ditetapkan oleh G. Galileo.

Namun, pada kenyataannya, gesekan kental selalu ada.

(δ > 0), dan solusi dari Persamaan (4.2) untuk kecil (δ 2< ω 2 ) имеет видзатухающих синусоидальных колебаний с частотой

= 2 2 (dalam kondisi awal apa pun, lintasan fase sistem cenderung sebagai t → +∞ ke keadaan setimbang yang stabil (ϕ = 0, & = 0 )). Untuk dapat menggunakan ma-

dutnik sebagai jam, Anda perlu menghitung fluktuasinya dan menunjukkannya (misalnya, dengan panah pada tombol). Selain itu, perlu untuk tidak membiarkan osilasi pendulum padam, mis. diperlukan untuk mengubah memudar getaran bebas menjadi osilasi diri yang tidak teredam. Kedua masalah ini diselesaikan oleh H. Huygens, yang mengusulkan perangkat yang disebut jarum jam. Versi jam yang paling sederhana ditunjukkan pada Gambar. 4.4.

Setelah setiap osilasi pendulum bolak-balik, roda ratchet (ratchet), di bawah pengaruh pegas luka atau beban jatuh, memutar satu gigi dan secara bersamaan memberikan impuls dorong ke pendulum. Dengan demikian, kecepatan putaran roda ratchet ditentukan oleh frekuensi osilasi bandul, dan gigi ratchet pada saat putarannya mendorong bandul, mendukung osilasinya. Jadi, dengan bantuan jarum jam pada bandul, kontrol otomatis(umpan balik status).

Model matematis bandul dengan gesekan viskos dan gerakan jarum jam yang memberikan impuls dorong sesaat (benjolan) ke bandul memiliki bentuk:

				ϕ = 0,
	2
ϕ += ϕ −

di mana & adalah kecepatan sudut pra-guncangan, dan & + adalah kecepatan sudut pasca-guncangan (sudut tidak memiliki waktu untuk berubah). Tabrakan terjadi pada beberapa = (khususnya, bisa sama dengan nol, yang sesuai dengan posisi bandul yang lebih rendah) dan & > 0 .

Mari kita menggambar lintasan fase yang sesuai dengan satu osilasi lengkap dari nilai = lagi ke = . Biarkan M 0 menjadi

titik awal, dan M 1 adalah titik nilai berulang = at

asalkan gerakan terjadi sesuai dengan persamaan diferensial (4.2). Pada saat tiba di titik M 1, momentum p ditransfer, dan titik M 1 bergerak sepanjang sumbu & sejauh p ke titik M 2 (Gbr. 4.5).

P M2

α ϕ

Dilambangkan dengan u nilai & di titik M 0 , dengan u ~ nilai & di titik M 1 , dan dengan u nilai & di titik M 2 . Kemudian, selesaikan persamaan diferensial (4.2) di bawah kondisi awal

(ϕ = α ,ϕ = 0)	dan mempertimbangkan	bahwa periode satu gelombang sinus penuh
osilasi jarak jauh adalah 2π /Ω (Ω = 2 2 ) , kita peroleh:
			2 /Ω
Karena pada titik M 1				perpindahan momentum p , kita memiliki

u = u ~ + p . Dari sini kita mendapatkan rumus pemetaan titik(atau fungsi urutan) adalah pemetaan garis = ke dalam

sendiri di sepanjang lintasan fase sistem dinamis (4.3); rumus ini menghubungkan nilai u dan u:

u = e− 2 / u+ p.

pada gambar. 4.6 digambarkan Diagram Koenigs–Lamerey(atau sederhananya diagram Lamerey) menunjukkan urutannya

nilai u ,u ,u , ..., diperoleh dari nilai awal u karena pemetaan titik (4.4) sesuai dengan grafik

fungsi (4.4) dan garis bagi sudut (sinar u = u ). Dapat dilihat dari diagram Lamerey bahwa urutan nilai ini cenderung stabil titik pasti(titik yang melewati dirinya sendiri di bawah pemetaan (4.4))u * , sesuai dengan osilasi jam sendiri. Titik tetap ini stabil secara global, yaitu sistem memasuki rezim osilasi sendiri dalam kondisi awal apa pun. Nilai u * ditemukan dari persamaan (4.4) jika keduanya sebagai ganti u dan sebagai ganti u menggantikan u * :

*=
		e 2 /

4.2.2. Implementasi di AnyLogic

Pekerjaan diimplementasikan dalam file Part3\clock.alp (Gbr. 4.7).

PADA jendela animasi menunjukkan osilasi jam pendulum

Dengan per jam. Potret fase di pesawat (,ϕ & )

Xia di jendela terpisah yang bukan bagian dari animasi (untuk menampilkannya di layar, pilih tab “root.x_(root.x)” di jendela animasi). Disarankan untuk menjalankan model terlebih dahulu untuk satu langkah, lalu pada toolbar AnyLogic Anda

Christian Huygens von Zuylichen - putra bangsawan Belanda Constantine Huygens, lahir pada 14 April 1629. “Bakat, bangsawan, dan kekayaan, tampaknya, turun-temurun dalam keluarga Christian Huygens,” tulis salah satu penulis biografinya. Kakeknya adalah seorang penulis dan pejabat tinggi, ayahnya adalah penasihat rahasia Pangeran Oranye, matematikawan, dan penyair.

Pelayanan yang setia kepada penguasa mereka tidak memperbudak talenta mereka, dan tampaknya Christian ditakdirkan untuk nasib iri yang sama bagi banyak orang. Ia belajar aritmatika dan Latin, musik dan versifikasi. Heinrich Bruno, gurunya, tidak puas dengan muridnya yang berusia empat belas tahun:

"Saya mengakui bahwa Christian harus disebut keajaiban di antara anak laki-laki ... Dia menyebarkan kemampuannya di bidang mekanik dan konstruksi, membuat mesin yang luar biasa, tetapi hampir tidak diperlukan." Guru itu salah: anak laki-laki itu selalu mencari keuntungan dari pelajarannya. Pikirannya yang konkret dan praktis akan segera menemukan skema mesin yang benar-benar dibutuhkan orang.

Namun, dia tidak segera mengabdikan dirinya untuk mekanik dan matematika. Sang ayah memutuskan untuk menjadikan putranya seorang pengacara dan, ketika Christian mencapai usia enam belas tahun, dia mengirimnya untuk belajar hukum di Universitas London.

Terlibat dalam ilmu hukum di universitas, Huygens pada saat yang sama menyukai matematika, mekanik, astronomi, dan optik praktis. Seorang pengrajin yang terampil, ia menggiling kacamata optik sendiri, memperbaiki pipa, dengan bantuan yang nantinya ia akan membuat penemuan astronomisnya.

Christian Huygens adalah penerus langsung Galileo dalam sains. Menurut Lagrange, Huygens "ditakdirkan untuk memperbaiki dan mengembangkan penemuan-penemuan Galileo yang paling penting." Ada sebuah cerita tentang bagaimana untuk pertama kalinya Huygens bersentuhan dengan ide-ide Galileo. Huygens yang berusia tujuh belas tahun akan membuktikan bahwa benda-benda yang dilemparkan secara horizontal bergerak di sepanjang parabola, tetapi, setelah menemukan buktinya dalam buku Galileo, dia tidak ingin "menulis Iliad setelah Homer."

Setelah lulus dari universitas, ia menjadi perhiasan pengiring Pangeran Nassau, yang, dalam misi diplomatik, sedang dalam perjalanan ke Denmark. Hitungan tidak tertarik pada kenyataan bahwa pemuda tampan ini adalah penulis karya matematika yang aneh, dan dia, tentu saja, tidak tahu bagaimana mimpi Christian untuk pergi dari Kopenhagen ke Stockholm untuk melihat Descartes. Jadi mereka tidak akan pernah bertemu: dalam beberapa bulan Descartes akan mati.

Pada usia 22 tahun, Huygens menerbitkan Discourses on the Square of the Hyperbola, Ellipse, and Circle. Pada 1655, ia membangun teleskop dan menemukan salah satu satelit Saturnus, Titan, dan menerbitkan Penemuan Baru dalam Ukuran Lingkaran. Pada usia 26, Christian menulis catatan tentang dioptri. Pada usia 28, risalahnya “On Calculations when Playing Dice” diterbitkan, di mana salah satu penelitian pertama di bidang teori probabilitas disembunyikan di balik judul yang tampaknya sembrono.

Salah satu penemuan terpenting Huygens adalah penemuan jam pendulum. Dia mematenkan penemuannya pada 16 Juli 1657 dan menggambarkannya dalam sebuah esai pendek yang diterbitkan pada 1658. Dia menulis tentang jam tangannya kepada raja Prancis Louis XIV: “Mesin otomatis saya, yang ditempatkan di apartemen Anda, tidak hanya membuat Anda takjub setiap hari dengan penunjuk waktu yang tepat, tetapi juga cocok, seperti yang saya harapkan dari awal.
awal, untuk menentukan garis bujur suatu tempat di laut. Tugas membuat dan memperbaiki jam, terutama jam pendulum. Christian Huygens belajar selama hampir empat puluh tahun: dari tahun 1656 hingga 1693. A. Sommerfeld menyebut Huygens "pembuat jam paling brilian sepanjang masa."

Pada usia tiga puluh, Huygens mengungkapkan rahasia cincin Saturnus. Cincin Saturnus pertama kali diperhatikan oleh Galileo sebagai dua pelengkap lateral yang "mendukung" Saturnus. Kemudian cincin-cincin itu terlihat, seperti garis tipis, dia tidak memperhatikannya dan tidak menyebutkannya lagi. Tetapi pipa Galileo tidak memiliki resolusi yang diperlukan dan perbesaran yang cukup. Mengamati langit dengan teleskop 92x. Christian menemukan bahwa cincin Saturnus dianggap sebagai bintang samping. Huygens menemukan jawabannya
teka-teki Saturnus dan untuk pertama kalinya menggambarkan cincinnya yang terkenal.

Saat itu Huygens adalah seorang pemuda yang sangat tampan dengan mata biru besar dan kumis yang dipangkas rapi. Ikal kemerahan dari wig, yang digulung dingin sesuai mode waktu itu, jatuh ke bahu, tergeletak di atas renda Brabant putih salju dari kerah mahal. Dia ramah dan tenang. Tidak ada yang melihatnya sangat gelisah atau bingung, terburu-buru di suatu tempat, atau, sebaliknya, tenggelam dalam perhatian yang lambat. Dia tidak suka berada di "cahaya" dan jarang muncul di sana, meskipun asalnya membuka pintu semua istana Eropa kepadanya. Namun, ketika dia muncul di sana, dia sama sekali tidak terlihat canggung atau malu, seperti yang sering terjadi pada ilmuwan lain.

Tapi sia-sia Ninon de Lanclos yang menawan mencari teman, dia selalu ramah, tidak lebih, bujangan yang meyakinkan ini. Dia bisa minum dengan teman, tapi tidak banyak. Menyelinap sedikit, tertawa sedikit. Sedikit dari segalanya, sangat sedikit, sehingga sebanyak mungkin waktu tersisa untuk hal utama - bekerja. Pekerjaan - gairah yang tidak pernah berubah - membakarnya terus-menerus.

Huygens dibedakan oleh dedikasi yang luar biasa. Dia menyadari kemampuannya dan berusaha menggunakannya secara maksimal. “Satu-satunya hiburan yang Huygens biarkan dirinya dalam karya abstrak semacam itu,” salah satu orang sezamannya menulis tentang dia, “adalah bahwa dia belajar fisika di antaranya. Apa yang bagi orang biasa adalah tugas yang membosankan, bagi Huygens adalah hiburan.

Pada 1663 Huygens terpilih sebagai Fellow dari Royal Society of London. Pada 1665, atas undangan Colbert, ia menetap di Paris dan tahun berikutnya menjadi anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Paris yang baru diorganisir.

Pada tahun 1673, karyanya "Pendulum Clock" diterbitkan, di mana landasan teoretis dari penemuan Huygens diberikan.Dalam karya ini, Huygens menetapkan bahwa cycloid memiliki sifat isokronisme, dan menganalisis sifat matematika dari cycloid

Menyelidiki gerak lengkung suatu titik berat, Huygens, terus mengembangkan gagasan yang diungkapkan oleh Galileo, menunjukkan bahwa suatu benda, ketika jatuh dari ketinggian tertentu melalui berbagai lintasan, memperoleh kecepatan terbatas yang tidak bergantung pada bentuk lintasan, tetapi hanya bergantung pada ketinggian jatuh, dan dapat naik ke ketinggian yang sama (tanpa adanya hambatan) dengan ketinggian awal. Ketentuan ini, yang pada intinya menyatakan undang-undang
konservasi energi untuk gerakan dalam medan gravitasi, Huygens menggunakan teori pendulum fisik. Dia menemukan ekspresi untuk pengurangan panjang pendulum, menetapkan konsep pusat ayunan dan sifat-sifatnya. Dia mengungkapkan rumus pendulum matematika untuk gerak cycloidal dan osilasi kecil dari bandul melingkar sebagai berikut:

"Waktu satu getaran kecil bandul melingkar berhubungan dengan waktu jatuh sepanjang dua kali panjang bandul, karena keliling lingkaran berhubungan dengan diameter"

Penting bahwa di akhir esainya, ilmuwan memberikan sejumlah proposal (tanpa kesimpulan) tentang gaya sentripetal dan menetapkan bahwa percepatan sentripetal sebanding dengan kuadrat kecepatan dan berbanding terbalik dengan jari-jari lingkaran. Hasil ini mempersiapkan teori Newton tentang gerak benda di bawah aksi gaya pusat.

Dari penelitian mekanik Huygens, selain teori pendulum dan gaya sentripetal, teorinya tentang dampak bola elastis diketahui, yang ia presentasikan untuk tugas kompetitif yang diumumkan oleh Royal Society of London pada tahun 1668. Teori tumbukan Huygens didasarkan pada hukum kekekalan gaya hidup, momentum, dan prinsip relativitas Galileo. Itu diterbitkan hanya setelah kematiannya pada tahun 1703.

Huygens sering bepergian, tetapi dia tidak pernah menjadi turis yang menganggur. Selama perjalanan pertama ke Prancis, ia belajar optik, dan di London ~ menjelaskan rahasia pembuatan teleskopnya. Lima belas tahun dia bekerja di istana Louis XIV, lima belas tahun penelitian matematika dan fisik yang brilian. Dan dalam lima belas tahun - hanya dua perjalanan singkat ke tanah airnya untuk menyembuhkan.

Huygens tinggal di Paris sampai 1681, ketika, setelah pencabutan Edict of Nantes, dia, sebagai seorang Protestan, kembali ke tanah airnya. Saat berada di Paris, ia mengenal Römer dengan baik dan secara aktif membantunya dalam pengamatan yang mengarah pada penentuan kecepatan cahaya. Huygens adalah orang pertama yang melaporkan hasil Römer dalam risalahnya.

Di rumah, di Belanda, sekali lagi tanpa mengenal lelah, Huygens membangun planetarium mekanis, teleskop raksasa tujuh puluh meter, yang menggambarkan dunia planet lain.

Karya Huygens dalam bahasa Latin muncul pada cahaya, dikoreksi oleh penulis dan diterbitkan ulang dalam bahasa Prancis pada tahun 1690. Risalah Huygens tentang Cahaya memasuki sejarah sains sebagai karya ilmiah pertama tentang optik gelombang. Risalah ini merumuskan prinsip perambatan gelombang, yang sekarang dikenal sebagai prinsip Huygens Berdasarkan prinsip ini, hukum pemantulan dan pembiasan cahaya diturunkan, teori pembiasan ganda di spar Islandia dikembangkan.Karena kecepatan rambat cahaya dalam kristal berbeda dalam arah yang berbeda, bentuk gelombang permukaan tidak akan bulat, tapi ellipsoidal.

Teori propagasi dan pembiasan cahaya dalam kristal uniaksial adalah pencapaian luar biasa dari optik Huygens. Huygens juga menggambarkan hilangnya salah satu dari dua sinar ketika mereka melewati kristal kedua dengan orientasi tertentu relatif terhadap yang pertama. Dengan demikian, Huygens adalah fisikawan pertama yang menetapkan fakta polarisasi cahaya.

Ide-ide Huygens sangat dihargai oleh penggantinya Fresnel. Dia menempatkan mereka di atas semua penemuan dalam optik Newton, dengan alasan bahwa penemuan Huygens "mungkin lebih sulit dibuat daripada semua penemuan Newton di bidang fenomena cahaya."

Huygens tidak mempertimbangkan warna dalam risalahnya, serta difraksi cahaya. Risalahnya dikhususkan hanya untuk pembenaran refleksi dan pembiasan (termasuk pembiasan ganda) dari sudut pandang gelombang. Keadaan ini mungkin menjadi alasan mengapa teori Huygens, meskipun didukung oleh Lomonosov dan Euler pada abad ke-18, tidak mendapat pengakuan sampai Fresnel membangkitkan teori gelombang dengan dasar baru pada awal abad ke-19.

Huygens meninggal pada tanggal 8 Juni 1695, ketika KosMoteoros, buku terakhirnya, sedang dicetak di percetakan.

Pendiri teori mekanika teoretis modern, Christian Huygens, lahir pada 14 April 1629 di Den Haag. Huygens menerima dasar-dasar matematika dan mekanika di kuliah Profesor Frans van Schoten di Universitas Leiden. Karya ilmiah pertama ilmuwan muda itu diterbitkan pada 1651 dan disebut "Discourses on the quadrature of the hyperbola, elips, dan circle." Yang sangat penting secara praktis adalah karya Huygens di bidang ilmu eksakta - deskripsi dasar-dasar teori probabilitas, teori matematika bilangan dan berbagai kurva, dan teori gelombang cahaya. Dia adalah orang pertama di Belanda yang menerima paten untuk jam bandul. Ini menunjukkan luasnya pandangan ilmiah Christian Huygens.

Jika mentor Anda adalah Descartes, Anda ditakdirkan untuk menjadi jenius

Luasnya kepentingan Huygens sangat mencolok. Selama kegiatan ilmiahnya, ia menulis lusinan makalah ilmiah yang serius di bidang mekanika dan matematika dan fisika. Menyadari jasa besar orang Belanda dalam memahami dunia di sekitarnya dan menetapkan pandangan atas dasar ilmiah yang ada pada waktu itu, komunitas ilmiah kerajaan menghormati Christian Huygens dengan memilihnya pada tahun 1663 sebagai anggotanya - ilmuwan asing pertama. Pada 1666 Prancis mendirikan Akademi Ilmu Pengetahuan mereka. Huygens menjadi presiden pertama komunitas ilmiah Prancis.

Salah satu dari sekian banyak cabang ilmu yang diperkaya oleh karya-karya naturalis Belanda itu adalah astronomi. Persahabatan ayahnya, Constantine Huygens, dengan pendiri teori filosofis Cartesianisme, Rene Descartes, berdampak besar pada pandangan para pemuda Kristen. Huygens menjadi tertarik pada penelitian astronomi. Dengan bantuan saudaranya, ia membangun kembali teleskop rumahnya sedemikian rupa untuk mencapai perbesaran setinggi mungkin - 92x.

Mars, Saturnus, terus dan terus...

Penemuan astronomi pertama Huygens menjadi sensasi ilmiah. Pada 1655, mengamati sekitar Saturnus melalui teleskop, astronom memperhatikan keanehan yang sama yang ditunjukkan Galileo Galilei dalam tulisannya. Namun pria Italia itu tidak bisa memberikan pembenaran yang jelas atas fenomena ini. Huygens, di sisi lain, dengan tepat menentukan bahwa ini adalah akumulasi es dengan berbagai ukuran yang mengelilingi planet ini dan tidak meninggalkan orbit Saturnus di bawah pengaruh daya tarik raksasanya. Huygens meneliti dalam teleskopnya dan satelit Saturnus, yang kemudian diberi nama Titan. Empat tahun kemudian, ilmuwan itu mensistematisasikan penemuan cincinnya di orbit Saturnus dalam sebuah karya ilmiah.

1656 tahun. Lingkup kepentingan astronomi Huygens untuk pertama kalinya jauh melampaui tata surya. Objek pengamatan adalah nebula di konstelasi Orion yang ditemukan 45 tahun sebelumnya oleh orang Prancis Nicolas de Pereysky. Saat ini, Nebula Orion diklasifikasikan dalam katalog astronomi dengan nama Messier 42 (NGC1976). Huygens membuat klasifikasi utama objek nebula dan perhitungan koordinat astronomi, mulai menghitung ukuran nebula dan jarak ke Bumi.

Lima belas tahun kemudian, orang Belanda itu kembali melakukan pengamatan astronomi. Objek perhatiannya adalah Planet Merah. Mengamati Kutub Selatan Mars melalui teleskop, Huygens menemukan bahwa itu ditutupi dengan lapisan es. Bahkan saat itu, para astronom yakin bahwa mungkin ada kondisi tertentu di Mars untuk keberadaan organisme hidup. Astronom cukup akurat menghitung periode revolusi planet di sekitar porosnya sendiri.

Pandangan dunia Huygens

Karya ilmiah terakhir di bidang astronomi adalah artikel yang diterbitkan setelah kematiannya, pada tahun 1698 di Den Haag. Risalah tersebut merupakan kompilasi filsafat dan astronomi dalam upaya memahami hukum fisika dasar keberadaan dan struktur alam semesta. Huygens adalah salah satu ilmuwan Eropa pertama yang mengajukan hipotesis bahwa benda-benda lain di luar Bumi dihuni oleh makhluk cerdas. Karya ilmiah anumerta Huygens diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris, Prancis, Jerman, dan Swedia. Bukti ilmiah Christian Huygens, dengan dekrit pribadi Kaisar Peter I pada tahun 1717, diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia oleh Jacob (James) Bruce. Karya tersebut dikenal oleh komunitas ilmiah Rusia sebagai "Book of the World" » .

Menyimpulkan pengamatan bertahun-tahun terhadap berbagai objek di Alam Semesta, Huygens berusaha memberikan dasar ilmiah untuk keberadaan sistem heliosentris Copernicus, serta mempelajari cara menghitung jarak sebenarnya ke bintang dan nebula berdasarkan penampakannya. kecerahan.

Seperti ilmuwan besar Abad Pertengahan lainnya, Huygens memiliki siswa yang berbakat. Yang paling terkenal di antara mereka adalah matematikawan Jerman Gottfried Leibniz.

Christian Huygens meninggal di Den Haag pada tanggal 8 Juli 1695 pada usia 66 tahun. Orang-orang sezamannya sangat menghargai prestasi ilmiah orang Belanda yang terkenal di bidang astronomi. Pada tahun 1997, sebuah penyelidikan Badan Antariksa Eropa, dinamai menurut namanya, diluncurkan ke satelit Saturnus, Titan, yang ditemukan olehnya. Misi pesawat ruang angkasa itu sama suksesnya dengan kehidupan Christian Huygens yang panjang dan kaya akan penemuan ilmiah.