Bagong pisikal na aparato - ang puso

Ang slender tower na matatagpuan sa Italyano na lungsod ng Pisa ay kilala ng lahat mula sa maraming mga painting at mga litrato. Siya ay kilala hindi lamang sa kanyang sukat at kagandahan, kundi pati na rin sa kasawiang bumabalot sa kanya. Ang tore ay dahan-dahan ngunit kapansin-pansing lumihis mula sa patayo, na parang yumuyuko.

Ang "nakahilig" na Leaning Tower ng Pisa ay matatagpuan sa lungsod kung saan ipinanganak ang kontemporaryong dakilang siyentipikong Italyano at nagsagawa ng maraming siyentipikong pag-aaral. Galileo Galilei. Sa kanyang bayan, si Galileo ay naging isang propesor sa unibersidad. Isang propesor ng matematika, kahit na siya ay nakatuon hindi lamang sa matematika, kundi pati na rin sa optika, astronomiya, at mekanika.

Isipin natin na sa isa sa mga magagandang araw ng tag-araw sa mga malalayong taon na iyon ay nakatayo tayo malapit sa Leaning Tower ng Pisa, itinaas ang ating mga ulo at tingnan sa itaas na gallery ... Galileo. Isang siyentipiko na humahanga sa magandang tanawin ng lungsod? Hindi, siya, tulad ng isang mapaglarong schoolboy, ay nagtatapon ng iba't ibang bagay!

Ang openwork Leaning Tower ng Pisa ay isang hindi sinasadyang saksi sa mga eksperimento ni Galileo Galilei.

Marahil ay lalo pang tataas ang ating sorpresa kung may nagsabi sa oras na ito na naroroon tayo sa isa sa pinakamahalagang pisikal na eksperimento sa kasaysayan ng agham.

Si Aristotle, isang malawak na pag-iisip na nag-iisip na nabuhay noong ika-4 na siglo BC, ay nagtalo na ang isang magaan na katawan ay bumabagsak mula sa isang taas nang mas mabagal kaysa sa isang mabigat. Ang awtoridad ng siyentipiko ay napakahusay na ang pahayag na ito ay itinuturing na ganap na totoo sa libu-libong taon. Ang aming pang-araw-araw na mga obserbasyon, bukod pa rito, ay madalas na tila nagpapatunay sa pag-iisip ni Aristotle - ang mga magaan na dahon ay dahan-dahan at maayos na lumilipad sa mga puno sa kagubatan ng taglagas, ang malakas at mabilis na malakas na granizo ay kumatok sa bubong ...

Ngunit ito ay hindi para sa wala na Galileo minsan sinabi: "... sa mga agham, libu-libong mga awtoridad ay hindi nagkakahalaga ng isang katamtaman at totoong pahayag." Nag-alinlangan siya sa kawastuhan ni Aristotle.

Ang maingat na pagmamasid sa pag-indayog ng mga lamp sa katedral ay nakatulong kay Galileo na maitatag ang mga batas ng paggalaw ng mga pendulum.

Paano kumilos ang parehong katawan - magaan at mabigat, kung sila ay magkakabit? Sa pagtatanong sa kanyang sarili ng tanong na ito, si Galileo ay nangatuwiran pa: ang isang magaan na katawan ay dapat magpabagal sa paggalaw ng isang mabigat, ngunit magkasama sila ay bumubuo ng isang mas mabigat na katawan at, samakatuwid, dapat (ayon kay Aristotle) ​​ay mas mabilis na mahulog.

Saan ang daan palabas sa lohikal na hindi pagkakasundo na ito? Ito ay nananatiling lamang upang ipagpalagay na ang parehong mga katawan ay dapat mahulog sa parehong bilis.

Ang mga eksperimento ay kapansin-pansing apektado ng hangin - isang tuyong dahon ng isang puno ay dahan-dahang lumulubog sa lupa salamat sa banayad na simoy ng hangin.

Ang eksperimento ay dapat isagawa gamit ang mga katawan ng iba't ibang mga timbang, ngunit ng humigit-kumulang sa parehong naka-streamline na hugis, upang ang hangin ay hindi gumawa ng sarili nitong "pagwawasto" sa hindi pangkaraniwang bagay na pinag-aaralan.

At si Galileo ay bumaba mula sa Leaning Tower ng Pisa sa parehong sandali ng isang cannonball na tumitimbang ng 80 kilo at isang mas magaan na bala ng musket - tumitimbang lamang ng 200 gramo. Sabay na bumagsak ang magkabilang katawan sa lupa!

Galileo Galilei. Siya ay maayos na pinagsama ang mga talento ng isang teoretikal na pisiko at isang eksperimento.

Nais pag-aralan ni Galileo ang pag-uugali ng mga katawan kapag hindi sila kumikilos nang napakabilis. Gumawa siya ng isang hugis-parihaba na chute na may mahusay na makintab na mga dingding mula sa mahahabang mga bloke na gawa sa kahoy, itakda ito sa isang anggulo at hayaan ang mabibigat na bola pababa dito (maingat, nang hindi itinulak).

Ang magagandang orasan ay hindi pa umiiral, at hinuhusgahan ni Galileo ang oras na aabutin para sa bawat eksperimento, na tinitimbang ang dami ng tubig na dumadaloy mula sa isang malaking bariles sa pamamagitan ng isang manipis na tubo.

Sa tulong ng gayong mga "pang-agham" na mga instrumento, si Galileo ay nagtatag ng isang mahalagang pattern: ang distansya na nilakbay ng bola ay proporsyonal sa parisukat ng oras, na nagpapatunay sa ideya na siya ay matured tungkol sa posibilidad ng isang katawan na gumagalaw na may patuloy na pagbilis.

Minsang nasa katedral, habang pinagmamasdan kung paano umuugoy ang mga lamp na may iba't ibang laki at haba, naisip ni Galileo na ang lahat ng lampara na nakabitin sa mga sinulid na magkapareho ang haba ay may panahon ng pag-indayog mula sa isang tuktok patungo sa isa pa at ang taas ng mga pagtaas ay pareho. at pare-pareho - anuman ang timbang! Paano kumpirmahin ang isang hindi pangkaraniwang at, tulad ng nangyari sa ibang pagkakataon, ganap na tamang konklusyon? Sa kung ano ang ihahambing ang mga oscillations ng mga pendulum, kung saan makukuha ang pamantayan ng oras? At si Galileo ay dumating sa isang solusyon na para sa maraming henerasyon ng mga siyentipiko ay magsisilbing isang halimbawa ng katalinuhan at talino ng pisikal na pag-iisip: inihambing niya ang mga oscillations ng isang pendulum sa dalas ng pagtibok ng kanyang sariling puso!

Hitsura at aparato ng unang pendulum na orasan na naimbento ni Christian Huygens.

Makalipas lamang ang mahigit tatlong daang taon, sa kalagitnaan ng ika-20 siglo, isa pang mahusay na Italyano, si Enrico Fermi, ang magse-set up ng isang eksperimento na nagpapaalala sa mga nagawa ni Galileo sa pagiging simple at katumpakan. Tutukuyin ni Fermi ang puwersa ng pagsabog ng unang pang-eksperimentong bomba ng atom sa pamamagitan ng distansya kung saan ang blast wave ay magdadala ng mga petals ng papel mula sa kanyang palad ...

Ang katatagan ng mga oscillations ng mga lamp at pendulum ng parehong haba ay pinatunayan ni Galileo, at sa batayan ng kahanga-hangang ari-arian ng oscillating katawan, Christian Huygens noong 1657 nilikha ang unang pendulum clock na may regular na kurso.

Alam nating lahat ang maaliwalas na orasan na may "nangungusap" na cuckoo na naninirahan dito, na bumangon salamat sa kapangyarihan ng pagmamasid ni Galileo, na hindi umalis sa kanya kahit na sa panahon ng mga banal na serbisyo sa katedral.

Si Christian Huygens ay isang Dutch scientist, mathematician, astronomer at physicist, isa sa mga founder ng wave optics. Noong 1665-81 nagtrabaho siya sa Paris. Inimbento (1657) ang isang pendulum na orasan na may escapement, nagbigay ng kanilang teorya, itinatag ang mga batas ng oscillation ng isang pisikal na pendulum, inilatag ang mga pundasyon para sa teorya ng epekto. Nilikha (1678, nai-publish 1690) ang wave theory ng liwanag, ipinaliwanag birefringence. Kasama ni Robert Hooke, itinatag niya ang mga pare-parehong punto ng thermometer. Pinahusay ang teleskopyo; nagdisenyo ng eyepiece na ipinangalan sa kanya. Natuklasan ang singsing ng Saturn at ang satellite nito na Titan. May-akda ng isa sa mga unang gawa sa teorya ng posibilidad (1657).

Maagang paggising ng mga talento

Ang mga ninuno ni Christian Huygens ay sinakop ang isang kilalang lugar sa kasaysayan ng kanyang bansa. Ang kanyang ama na si Konstantin Huygens (1596-1687), kung saan ipinanganak ang sikat na siyentipiko sa hinaharap, ay isang taong may mahusay na pinag-aralan, alam ang mga wika, mahilig sa musika; pagkaraan ng 1630 siya ay naging tagapayo ni Wilhelm II (at kalaunan ay si William III). Itinaas siya ni King James I sa ranggo ng kabalyero, at ipinagkaloob sa kanya ni Louis XIII ang Order of Saint Michael. Ang kanyang mga anak - 4 na anak na lalaki (ang pangalawa - mga Kristiyano) at isang anak na babae - ay nag-iwan din ng magandang marka sa kasaysayan.

Ang kagandahang-loob ni Christian ay nahayag sa murang edad. Sa edad na walo, nag-aral na siya ng Latin at aritmetika, natutong kumanta, at sa edad na sampu ay nakilala niya ang heograpiya at astronomiya. Noong 1641 ang kanyang tagapagturo ay sumulat sa ama ng bata: "Nakikita ko at halos inggit ang kahanga-hangang alaala ni Christian", at pagkaraan ng dalawang taon: "Inaamin ko na ang Kristiyano ay dapat tawaging isang himala sa mga lalaki."

At si Christian sa oras na ito, na nag-aral ng Greek, French at Italian at pinagkadalubhasaan ang laro sa harpsichord, ay naging interesado sa mekanika. Ngunit hindi lamang iyon: kusang-loob siyang nakikibahagi sa paglangoy, pagsasayaw at pagsakay sa kabayo. Sa edad na labing-anim, si Christian Huygens, kasama ang kanyang nakatatandang kapatid na si Konstantin, ay pumasok sa Unibersidad ng Leiden upang mag-aral ng abogasya at matematika (ang huli ay mas gusto at matagumpay; nagpasya ang guro na ipadala ang isa sa kanyang mga gawa kay Rene Descartes).

Pagkalipas ng 2 taon, nagsimulang magtrabaho ang nakatatandang kapatid para kay Prince Frederik Henrik, at lumipat si Christian at ang kanyang nakababatang kapatid sa Breda, sa Orange College. Inihanda din ng kanyang ama si Christian para sa pampublikong serbisyo, ngunit mayroon siyang iba pang mga mithiin.Noong 1650, bumalik siya sa The Hague, kung saan ang kanyang gawaing pang-agham ay hinadlangan lamang ng mga sakit ng ulo na matagal nang bumabagabag sa kanya.

Ang mas mahirap ay ang gawain ng pagtukoy sa pamamagitan ng pangangatwiran kung ano ang tila hindi tiyak at napapailalim sa pagkakataon, mas ang agham na nakakamit ang resulta ay tila nakakagulat.

Huygens Christian

Mga unang gawaing pang-agham

Ang hanay ng mga pang-agham na interes ng Christian Huygens ay patuloy na lumawak. Siya ay mahilig sa mga gawa ni Archimedes sa mechanics at Descartes (at kalaunan ng iba pang mga may-akda, kabilang ang English Newton at Hooke) sa optika, ngunit hindi tumitigil sa pag-aaral ng matematika. Sa mechanics, ang kanyang pangunahing pananaliksik ay nauugnay sa teorya ng epekto at sa problema ng pagdidisenyo ng mga orasan, na sa oras na iyon ay napakahalagang inilapat ang kahalagahan at palaging sinasakop ang isa sa mga sentral na lugar sa trabaho ni Huygens.

Ang kanyang mga unang tagumpay sa optika ay maaari ding tawaging "inilapat". Kasama ang kanyang kapatid na si Constantine Christian Huygens ay nakikibahagi sa pagpapabuti ng mga optical na instrumento at nakamit ang makabuluhang tagumpay sa lugar na ito (ang aktibidad na ito ay hindi tumitigil sa loob ng maraming taon; noong 1682 ay nag-imbento siya ng tatlong-lens na eyepiece, na nagtataglay pa rin ng kanyang pangalan. Habang nagpapabuti teleskopyo, Huygens, gayunpaman, sa Dioptric " ay sumulat: "... isang tao: na maaaring mag-imbento ng isang teleskopyo, batay lamang sa teorya, nang walang interbensyon ng pagkakataon, ay kailangang magkaroon ng isang superhuman na pag-iisip").

Pinahihintulutan ng mga bagong instrumento ang mahahalagang obserbasyon na gawin: Noong Marso 25, 1655, natuklasan ni Huygens ang Titan, ang pinakamalaking satellite ng Saturn (na ang mga singsing ay matagal na niyang kinaiinteresan). Noong 1657, lumitaw ang isa pang gawa ni Huygens, "Sa Mga Pagkalkula kapag Naglalaro ng Dice," isa sa mga unang gawa sa teorya ng probabilidad. Nagsusulat siya ng isa pang sanaysay na "On the Epekto ng mga Katawan" para sa kanyang kapatid.

Sa pangkalahatan, ang ikalimampu ng ika-17 siglo ay ang panahon ng pinakadakilang aktibidad ng Huygens. Siya ay nakakuha ng katanyagan sa siyentipikong mundo. Noong 1665 siya ay nahalal na miyembro ng Paris Academy of Sciences.

"prinsipyo ng Huygens"

Pinag-aralan ni H. Huygens ang mga optical na gawa ni Newton nang may hindi nawawalang interes, ngunit hindi tinanggap ang kanyang corpuscular theory ng liwanag. Mas malapit sa kanya ang mga pananaw nina Robert Hooke at Francesco Grimaldi, na naniniwala na ang liwanag ay may likas na alon.

Ngunit ang konsepto ng light-wave ay agad na nagbigay ng maraming katanungan: kung paano ipaliwanag ang rectilinear propagation ng liwanag, ang pagmuni-muni at repraksyon nito? Nagbigay si Newton ng tila nakakumbinsi na mga sagot sa kanila. Ang rectilinearity ay isang pagpapakita ng unang batas ng dynamics: ang mga light corpuscle ay gumagalaw nang pantay-pantay at rectilinearly, kung walang puwersang kumikilos sa kanila. Ang pagmuni-muni ay ipinaliwanag din bilang isang nababanat na rebound ng mga corpuscle mula sa ibabaw ng mga katawan. Ang sitwasyon na may repraksyon ay medyo mas kumplikado, ngunit kahit dito nag-alok si Newton ng paliwanag. Naniniwala siya na kapag ang isang light corpuscle ay lumipad hanggang sa hangganan ng katawan, isang puwersa ng pang-akit mula sa gilid ng substance ay nagsisimulang kumilos dito, na nagbibigay ng acceleration sa corpuscle. Ito ay humahantong sa isang pagbabago sa direksyon ng bilis ng corpuscle (refraction) at ang magnitude nito; samakatuwid, ayon kay Newton, ang bilis ng liwanag sa salamin, halimbawa, ay mas malaki kaysa sa vacuum. Ang konklusyon na ito ay mahalaga, kung dahil lamang ito ay nagbibigay-daan para sa pang-eksperimentong pag-verify (ang eksperimento sa kalaunan ay pinabulaanan ang opinyon ni Newton).

Si Christian Huygens, tulad ng kanyang mga nauna na nabanggit sa itaas, ay naniniwala na ang lahat ng espasyo ay puno ng isang espesyal na daluyan - eter, at ang liwanag ay mga alon sa eter na ito. Gamit ang pagkakatulad sa mga alon sa ibabaw ng tubig, nakuha ni Huygens ang sumusunod na larawan: kapag ang harap (i.e., ang nangungunang gilid) ng alon ay umabot sa isang tiyak na punto, ibig sabihin, ang mga oscillations ay umabot sa puntong ito, pagkatapos ay ang mga oscillations na ito ay naging ang mga sentro ng mga bagong alon na nag-iiba sa lahat ng direksyon, at ang paggalaw ng sobre ng lahat ng mga alon na ito ay nagbibigay ng isang larawan ng pagpapalaganap ng harap ng alon, at ang direksyon na patayo sa harap na ito ay ang direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Kaya, kung ang harap ng alon sa isang vacuum ay nasa isang puntong flat, kung gayon ito ay palaging nananatiling flat, na tumutugma sa rectilinear propagation ng liwanag. Kung ang harap ng isang magaan na alon ay umabot sa hangganan ng daluyan, kung gayon ang bawat punto sa hangganang ito ay magiging sentro ng isang bagong spherical wave, at, sa pagkakaroon ng pagbuo ng mga sobre ng mga alon na ito sa kalawakan sa itaas at ibaba ng hangganan, ito ay madali. upang ipaliwanag ang parehong batas ng pagmuni-muni at ang batas ng repraksyon (ngunit sa Sa kasong ito, kailangang tanggapin na ang bilis ng liwanag sa isang daluyan ay n beses na mas mababa kaysa sa vacuum, kung saan ito ay n - ang parehong refractive index ng medium, na kasama sa batas ng repraksyon na natuklasan kamakailan nina Descartes at Snell).

Sumusunod ito mula sa prinsipyo ng Huygens na ang liwanag, tulad ng anumang alon, ay maaari ding lumibot sa mga hadlang. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na may pangunahing interes, ay umiiral, ngunit isinasaalang-alang ni Huygens na ang "mga side wave" na lumitaw sa panahon ng naturang sobre ay hindi karapat-dapat ng maraming pansin.

Ang mga ideya ni Christian Huygens tungkol sa liwanag ay malayo sa moderno. Kaya, naniniwala siya na ang mga light wave ay longitudinal, i.e. na ang mga direksyon ng oscillations ay tumutugma sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ito ay maaaring mukhang mas kakaiba dahil si Huygens mismo ay tila nagkaroon na ng ideya ng phenomenon ng polariseysyon, na mauunawaan lamang sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa mga transverse wave. Ngunit hindi ito ang pangunahing bagay. Ang prinsipyo ni Huygens ay may mapagpasyang impluwensya sa aming mga ideya hindi lamang tungkol sa optika, kundi pati na rin tungkol sa pisika ng anumang mga oscillations at alon, na ngayon ay sumasakop sa isa sa mga sentral na lugar sa aming agham. (V. I. Grigoriev)

Higit pa tungkol kay Christian Huygens:

Christian Huygens von Zuylichen - ang anak ng Dutch nobleman Constantine Huygens "Ang mga talento, maharlika at kayamanan ay, tila, namamana sa pamilya ni Christian Huygens," isinulat ng isa sa kanyang mga biographer. Ang kanyang lolo ay isang manunulat at dignitaryo, ang kanyang ama ay isang lihim na tagapayo sa mga prinsipe ng Orange, isang mathematician, at isang makata. Ang tapat na paglilingkod sa kanilang mga soberanya ay hindi nagpaalipin sa kanilang mga talento, at tila si Christian ay nakalaan para sa parehong nakakainggit na kapalaran para sa marami. Nag-aral siya ng aritmetika at Latin, musika at versification. Hindi nakuha ni Heinrich Bruno, ang kanyang guro, ang kanyang labing-apat na taong gulang na mag-aaral:

"Ipinagtatapat ko na si Christian ay dapat tawaging isang himala sa mga lalaki ... Siya ay nagpapatupad ng kanyang mga kakayahan sa larangan ng mekanika at konstruksiyon, gumagawa ng mga kamangha-manghang makina, ngunit halos hindi kinakailangan." Ang guro ay mali: ang bata ay palaging naghahanap ng mga benepisyo ng kanyang pag-aaral. Ang kanyang konkreto, praktikal na pag-iisip ay malapit nang makahanap ng mga scheme ng mga makina na talagang kailangan ng mga tao.

Gayunpaman, hindi niya agad itinalaga ang kanyang sarili sa mekanika at matematika. Nagpasya ang ama na gawing abogado ang kanyang anak at, nang umabot si Christian sa edad na labing-anim, ipinadala niya ito upang mag-aral ng abogasya sa Unibersidad ng London. Ang pagiging nakatuon sa mga legal na agham sa unibersidad, si Huygens sa parehong oras ay mahilig sa matematika, mekanika, astronomiya, at praktikal na optika. Isang bihasang craftsman, gumiling siya ng mga salamin sa mata sa kanyang sarili at pinapabuti ang tubo, sa tulong kung saan gagawin niya ang kanyang mga natuklasan sa astronomya.

Si Christian Huygens ay ang agarang kahalili ni Galileo-Galilei sa agham. Ayon kay Lagrange, si Huygens "ay nakalaan upang mapabuti at bumuo ng pinakamahalagang pagtuklas ng Galileo." Mayroong isang kuwento tungkol sa kung paano sa unang pagkakataon ay nakipag-ugnayan si Huygens sa mga ideya ni Galileo. Patutunayan ng labing pitong taong gulang na si Huygens na ang mga katawan na itinapon nang pahalang ay gumagalaw sa mga parabola, ngunit, nang matagpuan ang patunay sa aklat ni Galileo, hindi niya nais na "isulat ang Iliad pagkatapos ni Homer."

Matapos makapagtapos sa unibersidad, si Christian Huygens ay naging isang adornment ng retinue ng Count of Nassau, na, sa isang diplomatikong misyon, ay patungo sa Denmark. Ang bilang ay hindi interesado sa katotohanan na ang guwapong binata na ito ay may-akda ng mausisa na mga gawa sa matematika, at siya, siyempre, ay hindi alam kung paano pinangarap ng Kristiyano na makarating mula sa Copenhagen hanggang Stockholm upang makita si Descartes. Kaya't hindi sila magkikita: sa ilang buwan ay mamamatay si Descartes.

Sa edad na 22, inilathala ni Christian Huygens ang Discourses on the Square of the Hyperbola, Ellipse, at Circle. Noong 1655, gumawa siya ng teleskopyo at natuklasan ang isa sa mga satellite ni Saturn, ang Titan, at naglathala ng Mga Bagong Tuklas sa Sukat ng Isang Bilog. Sa edad na 26, sumulat si Christian ng mga tala sa dioptrics. Sa edad na 28, ang kanyang treatise na "On Calculations When Playing Dice" ay nai-publish, kung saan ang isa sa mga kauna-unahang pananaliksik sa larangan ng probability theory ay nakatago sa likod ng isang tila walang kuwentang pamagat.

Isa sa pinakamahalagang natuklasan ni Huygens ay ang pag-imbento ng pendulum clock. Na-patent niya ang kanyang imbensyon noong Hulyo 16, 1657 at inilarawan ito sa isang maikling sanaysay na inilathala noong 1658. Isinulat niya ang tungkol sa kanyang relo sa hari ng Pransya na si Louis XIV: "Ang aking automata, na inilagay sa iyong mga apartment, ay hindi lamang humanga sa iyo araw-araw sa tamang indikasyon ng oras, ngunit ang mga ito ay angkop, tulad ng inaasahan ko mula pa sa simula, para sa pagtukoy ng longhitud ng isang lugar sa dagat.” Si Christian Huygens ay nakikibahagi sa gawain ng paglikha at pagpapabuti ng mga orasan, lalo na ang mga orasan ng pendulum, sa halos apatnapung taon: mula 1656 hanggang 1693. Tinawag ni A. Sommerfeld si Huygens na "ang pinakamatalino na gumagawa ng relo sa lahat ng panahon."

Sa edad na tatlumpu, inihayag ni Christian Huygens ang sikreto ng singsing ni Saturn. Ang mga singsing ng Saturn ay unang napansin ni Galileo bilang dalawang lateral appendage na "sumusuporta" kay Saturn. Pagkatapos ay nakikita ang mga singsing, tulad ng isang manipis na linya, hindi niya napansin ang mga ito at hindi na binanggit muli. Ngunit ang tubo ni Galileo ay walang kinakailangang resolution at sapat na magnification. Pagmamasid sa kalangitan gamit ang 92x na teleskopyo. Natuklasan ni Christian na ang singsing ng Saturn ay kinuha bilang mga side star. Nalutas ni Huygens ang bugtong ng Saturn at sa unang pagkakataon ay inilarawan ang mga sikat na singsing nito.

Noong panahong iyon si Christian Huygens ay isang napakagwapong binata na may malalaking asul na mga mata at isang maayos na gupit na bigote. Ang mapula-pula na mga kulot ng peluka, na malamig na kulot sa uso ng panahon, ay nahulog sa mga balikat, na nakahiga sa puting-niyebe na Brabant lace ng isang mamahaling kwelyo. Siya ay palakaibigan at kalmado. Walang nakakita sa kanya lalo na nabalisa o nalilito, nagmamadali sa isang lugar, o, sa kabaligtaran, nahuhulog sa mabagal na pag-iisip. Hindi niya gusto na nasa "liwanag" at bihirang lumitaw doon, kahit na ang kanyang pinagmulan ay nagbukas ng mga pintuan ng lahat ng mga palasyo ng Europa sa kanya. Gayunpaman, nang lumitaw siya doon, hindi siya tumingin sa lahat ng alanganin o nahihiya, tulad ng madalas na nangyari sa iba pang mga siyentipiko.

Ngunit walang kabuluhan ang kaakit-akit na Ninon de Lanclos na naghahanap ng kanyang kumpanya, siya ay palaging palakaibigan, wala na, ang kumbinsido na bachelor na ito. Maaari siyang uminom kasama ng mga kaibigan, ngunit hindi gaanong. Tumawa ng kaunti, tumawa ng kaunti. Ang isang maliit na piraso ng lahat, isang napakaliit na bit, upang ang mas maraming oras hangga't maaari ay natitira para sa pangunahing bagay - trabaho. Trabaho - isang hindi nagbabago ang lahat-ng-ubos na simbuyo ng damdamin - sinunog siya patuloy.

Si Christian Huygens ay nakilala sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang dedikasyon. Alam niya ang kanyang mga kakayahan at hinahangad na gamitin ang mga ito nang lubos. "Ang tanging libangan na pinahintulutan ni Huygens ang kanyang sarili sa gayong abstract na mga gawa," isinulat ng isa sa kanyang mga kontemporaryo tungkol sa kanya, "ay na siya ay nakikibahagi sa pisika sa pagitan. Ano para sa isang ordinaryong tao ay isang nakakapagod na gawain, para sa Huygens ay entertainment.

Noong 1663 si Huygens ay nahalal na Fellow ng Royal Society of London. Noong 1665, sa imbitasyon ni Colbert, nanirahan siya sa Paris at nang sumunod na taon ay naging miyembro ng bagong organisadong Paris Academy of Sciences.

Noong 1673, inilathala ang kanyang akda na "Pendulum Clock", kung saan ibinigay ang mga teoretikal na pundasyon ng imbensyon ni Huygens. Sa gawaing ito, itinatag ni Huygens na ang cycloid ay may pag-aari ng isochronism, at pinag-aaralan ang mga katangian ng matematika ng cycloid.

Ang pagsisiyasat sa curvilinear motion ng isang mabigat na punto, si Huygens, na patuloy na nagpapaunlad ng mga ideya na ipinahayag ni Galileo, ay nagpapakita na ang isang katawan, kapag bumabagsak mula sa isang tiyak na taas kasama ang iba't ibang mga landas, ay nakakakuha ng isang tiyak na bilis na hindi nakasalalay sa hugis ng landas, ngunit nakasalalay lamang sa taas ng taglagas, at maaaring tumaas sa isang taas na katumbas (sa kawalan ng pagtutol) sa paunang taas. Ang proposisyong ito, na mahalagang nagpapahayag ng batas ng konserbasyon ng enerhiya para sa paggalaw sa isang gravitational field, ay ginamit ni Huygens para sa teorya ng physical pendulum. Nakahanap siya ng isang expression para sa pinababang haba ng pendulum, nagtatatag ng konsepto ng swing center at mga katangian nito. Ipinapahayag niya ang formula ng isang mathematical pendulum para sa cycloidal motion at maliliit na oscillations ng isang circular pendulum gaya ng sumusunod:

"Ang oras ng isang maliit na oscillation ng isang pabilog na pendulum ay nauugnay sa oras ng pagbagsak ng dalawang beses sa haba ng pendulum, dahil ang circumference ng isang bilog ay nauugnay sa diameter."

Mahalaga na sa pagtatapos ng kanyang sanaysay, ang siyentipiko ay nagbibigay ng isang bilang ng mga panukala (nang walang konklusyon) tungkol sa sentripetal na puwersa at itinatag na ang centripetal acceleration ay proporsyonal sa parisukat ng bilis at inversely proporsyonal sa radius ng bilog. . Ang resultang ito ay naghanda ng Newtonian theory ng paggalaw ng mga katawan sa ilalim ng pagkilos ng mga sentral na pwersa.

Mula sa mekanikal na pananaliksik ni Christian Huygens, bilang karagdagan sa teorya ng pendulum at centripetal na puwersa, ang kanyang teorya ng epekto ng nababanat na mga bola ay kilala, na ipinakita niya para sa isang mapagkumpitensyang gawain na inihayag ng Royal Society of London noong 1668. Ang teorya ng epekto ni Huygens ay batay sa batas ng konserbasyon ng mga puwersang nabubuhay, momentum at prinsipyo ng relativity ni Galileo. Hindi ito nai-publish hanggang pagkatapos ng kanyang kamatayan noong 1703. Si Huygens ay naglakbay nang marami, ngunit hindi siya isang walang ginagawa na turista. Sa unang paglalakbay sa France, nag-aral siya ng optika, at sa London ay ipinaliwanag niya ang mga lihim ng paggawa ng kanyang mga teleskopyo. Labinlimang taon siya ay nagtrabaho sa hukuman ng Louis XIV, labinlimang taon ng makinang na matematika at pisikal na pananaliksik. At sa labinlimang taon - dalawang maikling paglalakbay lamang sa kanyang tinubuang-bayan upang magpagaling

Si Christian Huygens ay nanirahan sa Paris hanggang 1681, nang, matapos ang pagpapawalang-bisa ng Edict of Nantes, bumalik siya sa kanyang tinubuang-bayan bilang isang Protestante. Habang nasa Paris, kilala niya si Römer at aktibong tinulungan siya sa mga obserbasyon na humantong sa pagtukoy ng bilis ng liwanag. Si Huygens ang unang nag-ulat ng mga resulta ni Römer sa kanyang treatise.

Sa bahay, sa Holland, muli na hindi alam ang pagkapagod, si Huygens ay nagtatayo ng isang mekanikal na planetarium, higanteng pitumpung metrong teleskopyo, na naglalarawan sa mga mundo ng iba pang mga planeta.

Lumilitaw ang gawa ni Huygens sa Latin tungkol sa liwanag, itinuwid ng may-akda at muling inilathala sa Pranses noong 1690. Ang Treatise on Light ni Huygens ay pumasok sa kasaysayan ng agham bilang unang gawaing siyentipiko sa wave optics. Ang "Treatise" na ito ay nagbalangkas ng prinsipyo ng pagpapalaganap ng alon, na kilala ngayon bilang prinsipyo ng Huygens. Batay sa prinsipyong ito, ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag ay nakuha, at ang teorya ng dobleng repraksyon sa Icelandic spar ay nabuo. Dahil ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa isang kristal ay iba sa iba't ibang direksyon, ang hugis ng ibabaw ng alon ay hindi magiging spherical, ngunit ellipsoidal.

Ang teorya ng pagpapalaganap at repraksyon ng liwanag sa mga uniaxial na kristal ay isang kahanga-hangang tagumpay ng optika ni Huygens. Inilarawan din ni Christian Huygens ang pagkawala ng isa sa dalawang sinag kapag dumaan sila sa pangalawang kristal na may tiyak na oryentasyong nauugnay sa una. Kaya, si Huygens ang unang physicist na nagtaguyod ng katotohanan ng light polarization.

Ang mga ideya ni Huygens ay lubos na pinahahalagahan ng kanyang kahalili na si Fresnel. Niraranggo niya ang mga ito sa itaas ng lahat ng mga pagtuklas sa optika ni Newton, na nangangatwiran na ang pagtuklas ni Huygens ay "marahil ay mas mahirap gawin kaysa sa lahat ng pagtuklas ni Newton sa larangan ng light phenomena."

Hindi isinasaalang-alang ni Huygens ang mga kulay sa kanyang treatise, pati na rin ang diffraction ng liwanag. Ang kanyang treatise ay nakatuon lamang sa pagbibigay-katwiran ng pagmuni-muni at repraksyon (kabilang ang dobleng repraksyon) mula sa pananaw ng alon. Ang pangyayaring ito ay marahil ang dahilan kung bakit ang teorya ni Huygens, sa kabila ng suporta nito noong ika-18 siglo nina Lomonosov at Euler, ay hindi nakatanggap ng pagkilala hanggang sa muling binuhay ni Fresnel ang teorya ng alon sa isang bagong batayan noong unang bahagi ng ika-19 na siglo.

Namatay si Christian Huygens noong Hunyo 8, 1695, nang ang KosMoteoros, ang kanyang huling aklat, ay inilimbag sa palimbagan. (Samin D.K. 100 mahuhusay na siyentipiko. - M .: Veche, 2000)

Higit pa tungkol kay Christian Huygens:

Si Huygens (Christian Huyghensvan Zuylichem) ay isang mathematician, astronomer, at physicist na kinilala ni Newton bilang mahusay. Ang kanyang ama, signor van Zuylichem, sekretarya ng mga prinsipe ng Orange, ay isang kahanga-hangang manunulat at siyentipikong pinag-aralan.

Sinimulan ni Christian Huygens ang kanyang aktibidad na pang-agham noong 1651 na may isang sanaysay sa kuwadratura ng hyperbola, ellipse at bilog; noong 1654 natuklasan niya ang teorya ng evolute at involute, noong 1655 natagpuan niya ang satellite ni Saturn at ang uri ng mga singsing, noong 1659 ay inilarawan niya ang sistema ng Saturn sa isang akdang inilathala niya. Noong 1665, sa imbitasyon ni Colbert, nanirahan siya sa Paris at tinanggap bilang miyembro ng Academy of Sciences.

Ang mga orasan na may mga gulong na hinihimok ng mga pabigat ay matagal nang ginagamit, ngunit hindi kasiya-siya ang regulasyon ng gayong mga orasan. Mula noong panahon ni Galileo, ang pendulum ay ginagamit nang hiwalay para sa tumpak na pagsukat ng maliliit na yugto ng panahon, at kinakailangang bilangin ang bilang ng mga pag-indayog. Noong 1657, inilathala ni Christian Huygens ang isang paglalarawan ng disenyo ng orasan na naimbento niya gamit ang isang pendulum. Nang maglaon, inilathala niya noong 1673, sa Paris, ang sikat na gawaing Horologium oscillatorium, sive de mota pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica, na naglalaman ng isang pagtatanghal ng pinakamahalagang pagtuklas sa dinamika, sa unang bahagi nito ay naglalaman din ng paglalarawan ng istraktura ng orasan, ngunit kasama ang mga pagpapabuti ng karagdagan sa paraan ng paglaki ng pendulum, na ginagawang cycloidal ang pendulum, na may pare-parehong oras ng pag-indayog, anuman ang magnitude ng swing. Upang maipaliwanag ang pag-aari na ito ng cycloidal pendulum, inilalaan ng may-akda ang ikalawang bahagi ng aklat sa pagmula sa mga batas ng pagbagsak ng mga katawan nang libre at gumagalaw sa mga hilig na tuwid na linya, at sa wakas ay kasama ang isang cycloid. Dito, sa unang pagkakataon, ang simula ng kalayaan ng mga galaw ay malinaw na ipinahayag: pantay na pinabilis, dahil sa pagkilos ng grabidad, at pare-pareho dahil sa pagkawalang-galaw.

Pinatutunayan ni Christian Huygens ang mga batas ng pare-parehong pinabilis na paggalaw ng mga malayang bumabagsak na katawan, batay sa simula na ang pagkilos na ibinibigay sa katawan sa pamamagitan ng puwersa ng patuloy na magnitude at direksyon ay hindi nakadepende sa laki at direksyon ng bilis na taglay na ng katawan. Nagmula sa kaugnayan sa pagitan ng taas ng taglagas at parisukat ng oras, sinabi ni Huygens na ang mga taas ng talon ay nauugnay bilang mga parisukat ng nakuhang bilis. Dagdag pa, kung isasaalang-alang ang malayang paggalaw ng isang katawan na itinapon pataas, nalaman niya na ang katawan ay tumataas sa pinakamataas na taas, na nawala ang lahat ng bilis na nakipag-usap dito at nakuha muli ito kapag bumalik.

Pinahintulutan ni Galileo nang walang patunay na kapag bumabagsak sa magkaibang hilig na mga tuwid na linya mula sa parehong taas, ang mga katawan ay nakakakuha ng pantay na bilis. Pinatunayan ito ni Christian Huygens tulad ng sumusunod. Dalawang tuwid na linya ng magkaibang hilig at pantay na taas ay nakakabit sa kanilang mga ibabang dulo sa isa't isa. Kung ang isang katawan na inilunsad mula sa itaas na dulo ng isa sa mga ito ay nakakakuha ng isang mas mataas na bilis kaysa sa inilunsad mula sa itaas na dulo ng isa, pagkatapos ay maaari itong ilunsad kasama ang una sa naturang punto sa ibaba ng itaas na dulo upang ang bilis na nakuha sa ibaba ay sapat na upang iangat ang katawan sa itaas na dulo ng pangalawang tuwid na linya, ngunit pagkatapos ay lumabas na ang katawan ay tumaas sa taas na mas malaki kaysa sa kung saan ito nahulog, ngunit hindi ito maaaring mangyari.

Mula sa paggalaw ng isang katawan sa isang hilig na tuwid na linya, si H. Huygens ay nagpapatuloy sa paggalaw sa isang putol na linya at pagkatapos ay sa paggalaw sa ilang kurba, at pinatunayan niya na ang bilis na nakuha kapag bumabagsak mula sa anumang taas sa kahabaan ng kurba ay katumbas ng bilis nakuha sa libreng pagkahulog mula sa parehong taas sa isang patayong linya at na ang parehong bilis ay kinakailangan upang iangat ang parehong katawan sa parehong taas, parehong sa isang patayong tuwid na linya at sa isang kurba.

Pagkatapos, ang pagpasa sa cycloid at isinasaalang-alang ang ilan sa mga geometric na katangian nito, pinatunayan ng may-akda ang tautochronism ng mga galaw ng mabigat na punto sa kahabaan ng cycloid. Sa ikatlong bahagi ng akda, ipinakita ang teorya ng evolutes at evolve, na natuklasan ng may-akda noon pang 1654; dito matatagpuan ng mga Kristiyano ang anyo at posisyon ng ebolusyon ng cycloid.

Ang ika-apat na bahagi ay nagpapakita ng teorya ng pisikal na palawit, dito nilulutas ni Christian Huygens ang problema na hindi ibinigay sa napakaraming kontemporaryong geometer - ang problema sa pagtukoy sa sentro ng mga swing. Ito ay batay sa sumusunod na panukala: "Kung ang isang kumplikadong pendulum, na umalis sa pahinga, ay nakumpleto ang isang tiyak na bahagi ng pag-indayog nito, isang mas malaking kalahating pag-indayog, at kung ang koneksyon sa pagitan ng lahat ng mga particle nito ay nasira, kung gayon ang bawat isa sa mga particle na ito ay mawawasak. tumaas sa isang taas na ang kanilang karaniwang sentro ng grabidad sa parehong oras ay magiging sa taas kung saan ito ay kapag ang pendulum ay lumabas sa pahinga. Ang panukalang ito, na hindi pinatunayan ni Christian Huygens, ay lumilitaw sa kanya bilang isang pangunahing prinsipyo, habang ito ay kumakatawan sa aplikasyon ng batas ng konserbasyon ng enerhiya sa pendulum. Ang teorya ng pendulum ng pisikal ay ibinigay ni Huygens sa isang ganap na pangkalahatang anyo at sa aplikasyon sa mga katawan ng iba't ibang uri. Sa huling, ikalimang bahagi ng kanyang trabaho, ang siyentipiko ay nagbibigay ng labintatlong theorems sa centrifugal force at isinasaalang-alang ang pag-ikot ng isang conical pendulum.

Ang isa pang kahanga-hangang gawa ni Christian Huygens ay ang Teorya ng Liwanag, na inilathala noong 1690, kung saan ipinaliwanag niya ang teorya ng pagmuni-muni at repraksyon at pagkatapos ay dobleng repraksyon sa Icelandic spar, sa parehong anyo na ipinakita ngayon sa mga aklat-aralin ng pisika. Sa iba pang natuklasan ni H. Huygens, babanggitin natin ang mga sumusunod.

Pagtuklas ng tunay na anyo ng mga singsing ni Saturn at ang dalawang satellite nito, na ginawa gamit ang isang sampung talampakan na teleskopyo, na siya mismo ang nag-ayos. Kasama ang kanyang kapatid na si Christian Huygens, siya ay nakikibahagi sa paggawa ng mga salamin sa mata at makabuluhang pinahusay ang kanilang produksyon. Buksan ang theoretically ang ellipsoidal form ng earth at ang compression nito sa mga pole, pati na rin ang paliwanag ng impluwensya ng centrifugal force sa direksyon ng gravity at sa haba ng pangalawang pendulum sa iba't ibang latitude. Solusyon sa isyu ng banggaan ng mga nababanat na katawan nang sabay-sabay kina Wallis at Brenn.

Si Christian Huygens ang nagmamay-ari ng pag-imbento ng clock spiral, na pumapalit sa pendulum, ang unang orasan na may spiral ay ginawa sa Paris ng watchmaker na si Thuret noong 1674. Siya rin ang nagmamay-ari ng isa sa mga solusyon sa tanong ng anyo ng isang heavy homogenous chain. sa ekwilibriyo.

Christian Huygens - quotes

Ang mas mahirap ay ang gawain ng pagtukoy sa pamamagitan ng pangangatwiran kung ano ang tila hindi tiyak at napapailalim sa pagkakataon, mas ang agham na nakakamit ang resulta ay tila nakakagulat.

4.1.3. Mga gawain para sa eksperimento

1. Sa pamamagitan ng pagpili ng iba't ibang mga paunang kundisyon at mga halaga ng parameter, sundin ang mga bifurcation (mga pagbabago sa husay sa istraktura) ng phase portrait. I-explore ang trigger mode nang hiwalay sa pamamagitan ng pagbabago sa paunang halaga ikaw .

2. Piliin ang mga halaga ng parameter upang mahulog sila sa lugar sa eroplano ( E ,R ) na naaayon sa paggulo

self-oscillations. Eksperimento na alamin ang pag-asa ng panahon ng self-oscillations sa mga parameter, bumuo ng naaangkop na mga graph.

4.2. Galileo–Huygens na orasan

4.2.1. modelo

Ang modelo ng matematika ng maliliit na oscillations ng isang maginoo na pendulum, na isinasaalang-alang ang malapot na friction, ay isang modelo ng isang linear oscillator:

viscous friction coefficient, ω ay ang dalas ng mga libreng oscillations ng pendulum sa kawalan ng viscous friction (ω 2 = g l , kung saan ang g ay ang acceleration ng sarili nitong

free fall, l ang haba ng thread ng pendulum). Tinutukoy ng equation (4.2) ang operator ng isang dynamical system na ang estado (vector ng mga phase variable) ay ang vector (ϕ , ϕ & ). Sa δ = 0 (mula sa-

ang kawalan ng viscous friction), ang pendulum ay nagsasagawa ng libreng undamped sinusoidal oscillations, ang panahon kung saan ay hindi nakasalalay sa mga paunang kondisyon (anggulo ϕ at angular velocity ϕ & ). patuloy-

Ang halaga ng oscillation period ng isang pendulum (para sa maliliit na deviations) ay unang itinatag ni G. Galileo.

Gayunpaman, sa katotohanan, ang malapot na alitan ay palaging naroroon.

(δ > 0), at ang solusyon ng Eq. (4.2) para sa maliit na δ (δ 2< ω 2 ) имеет видзатухающих синусоидальных колебаний с частотой

Ω = ω 2 − δ 2 (sa ilalim ng anumang paunang kundisyon, ang mga phase trajectories ng system ay may posibilidad na t → +∞ sa isang stable equilibrium state (ϕ = 0, ϕ & = 0 )). Upang magamit ang ma-

dutnik bilang isang orasan, kailangan mong bilangin ang mga pagbabago nito at ipakita ang mga ito (halimbawa, na may isang arrow sa dial). Bilang karagdagan, kinakailangan na huwag pahintulutan ang mga oscillations ng pendulum na mamatay, i.e. kinakailangan upang maging kumukupas libreng vibrations sa undamped self-oscillations. Ang parehong mga problemang ito ay nalutas ni H. Huygens, na nagmungkahi ng isang aparato na tinatawag na clockwork. Ang pinakasimpleng bersyon ng orasan ay ipinapakita sa Fig. 4.4.

Pagkatapos ng bawat oscillation ng pendulum pabalik-balik, ang ratchet wheel (ratchet), sa ilalim ng impluwensya ng isang spring spring o isang bumabagsak na load, ay umiikot ng isang ngipin at sabay na nagbibigay ng pushing impulse sa pendulum. Kaya, ang bilis ng pag-ikot ng gulong ng ratchet ay tinutukoy ng dalas ng oscillation ng pendulum, at ang mga ngipin ng ratchet sa sandali ng pag-ikot nito ay itulak ang pendulum, na sumusuporta sa mga oscillations nito. Kaya, sa tulong ng clock stroke sa pendulum, awtomatikong kontrol(feedback sa katayuan).

Ang mathematical model ng isang pendulum na may malapot na friction at isang clock stroke na nagbibigay ng agarang pushing impulse (bump) sa pendulum ay may anyo:

				ϕ = 0,
	2 δϕ
ϕ += ϕ −

kung saan ang ϕ & − ay ang pre-shock angular velocity, at ang ϕ & + ay ang post-shock one (ang anggulo ϕ ay walang oras upang baguhin). Ang epekto ay nangyayari sa ilang ϕ = α (sa partikular, ang α ay maaaring katumbas ng zero, na tumutugma sa mas mababang posisyon ng pendulum) at ϕ & > 0 .

Gumuhit tayo ng phase trajectory na tumutugma sa isang kumpletong oscillation mula sa halagang ϕ = α muli hanggang ϕ = α . Hayaan ang M 0

paunang punto, at ang M 1 ay ang punto ng paulit-ulit na halaga ϕ = α at

sa kondisyon na ang paggalaw ay nangyayari alinsunod sa differential equation (4.2). Sa sandali ng pagdating sa puntong M 1, inililipat ang momentum p, at ang puntong M 1 ay gumagalaw sa kahabaan ng axis ϕ at sa layo na p sa puntong M 2 (Larawan 4.5).

P M2

α ϕ

Tukuyin ng u ang halaga ng ϕ & sa puntong M 0 , ng u ~ ang halaga ng ϕ & sa puntong M 1 , at ng u ang halaga ng ϕ & sa puntong M 2 . Pagkatapos, paglutas ng differential equation (4.2) sa ilalim ng mga unang kundisyon

(ϕ = α ,ϕ = 0)	at isinasaalang-alang	na ang panahon ng isang buong sine wave
ang long-range oscillation ay 2π /Ω (Ω = ω 2 − δ 2 ), nakukuha natin:
			−2 πδ/Ω
Dahil sa punto M 1				momentum transfer p , mayroon kami

u = u ~ + p . Mula dito nakuha namin ang formula tuldok pagmamapa(o mga function ng pagkakasunod-sunod) ay mga pagmamapa ng linyang ϕ = α sa

mismo sa kahabaan ng phase trajectory ng dynamical system (4.3); ang formula na ito ay nauugnay sa mga halaga u at u:

u = e− 2 πδ / Ω u+ p.

Sa fig. 4.6 inilalarawan Diagram ng Koenigs–Lamerey(o kaya lang Lamerey diagram) na nagpapakita ng pagkakasunod-sunod

values ​​​​u ,u ,u , ..., nakuha mula sa inisyal na value na u dahil sa point mapping (4.4) alinsunod sa graph

function (4.4) at ang bisector ng anggulo (ray u = u ). Makikita mula sa diagram ng Lamerey na ang pagkakasunod-sunod ng mga halaga ay may posibilidad na maging matatag nakapirming punto(ang puntong dumadaan sa sarili nito sa ilalim ng pagmamapa (4.4))u * , na tumutugma sa mga self-oscillations ng orasan. Ang fixed point na ito ay globally stable, i.e. ang sistema ay pumapasok sa self-oscillatory regime sa ilalim ng anumang paunang kondisyon. Ang halaga na u * ay matatagpuan mula sa equation (4.4) kung pareho sa halip na u at sa halip na u ay palitan ang u * :

*=
		− e −2 πδ/ Ω

4.2.2. Pagpapatupad sa AnyLogic

Ang gawain ay ipinatupad sa Part3\clock.alp file (Fig. 4.7).

AT ang window ng animation ay nagpapakita ng mga oscillations ng pendulum clock

kasama sa oras. Phase portrait sa eroplano (ϕ ,ϕ & )

Xia sa isang hiwalay na window na hindi bahagi ng animation (upang ipakita ito sa screen, piliin ang tab na "root.x_(root.x)" sa window ng animation). Inirerekomenda na patakbuhin muna ang modelo para sa isang hakbang, pagkatapos ay sa AnyLogic toolbar ka

Si Christian Huygens von Zuylichen - ang anak ng Dutch nobleman na si Constantine Huygens, ay isinilang noong Abril 14, 1629. "Ang mga talento, maharlika at kayamanan ay, tila, namamana sa pamilya ni Christian Huygens," isinulat ng isa sa kanyang mga biographer. Ang kanyang lolo ay isang manunulat at dignitaryo, ang kanyang ama ay isang lihim na tagapayo sa Princes of Orange, isang mathematician, at isang makata.

Ang tapat na paglilingkod sa kanilang mga soberanya ay hindi nagpaalipin sa kanilang mga talento, at tila si Christian ay nakalaan para sa parehong nakakainggit na kapalaran para sa marami. Nag-aral siya ng aritmetika at Latin, musika at versification. Hindi nakuha ni Heinrich Bruno, ang kanyang guro, ang kanyang labing-apat na taong gulang na mag-aaral:

"Ipinagtatapat ko na si Christian ay dapat tawaging isang himala sa mga lalaki ... Siya ay nagpapatupad ng kanyang mga kakayahan sa larangan ng mekanika at konstruksiyon, gumagawa ng mga kamangha-manghang makina, ngunit halos hindi kinakailangan." Ang guro ay mali: ang bata ay palaging naghahanap ng mga benepisyo ng kanyang pag-aaral. Ang kanyang konkreto, praktikal na pag-iisip ay malapit nang makahanap ng mga scheme ng mga makina na talagang kailangan ng mga tao.

Gayunpaman, hindi niya agad itinalaga ang kanyang sarili sa mekanika at matematika. Nagpasya ang ama na gawing abogado ang kanyang anak at, nang umabot si Christian sa edad na labing-anim, ipinadala niya ito upang mag-aral ng abogasya sa Unibersidad ng London.

Ang pagiging nakatuon sa mga legal na agham sa unibersidad, si Huygens sa parehong oras ay mahilig sa matematika, mekanika, astronomiya, at praktikal na optika. Ang isang bihasang manggagawa, gumiling siya ng mga salamin sa mata sa kanyang sarili, pinapabuti ang tubo, sa tulong kung saan gagawin niya ang kanyang mga pagtuklas sa astronomya.

Si Christian Huygens ang agarang kahalili ni Galileo sa agham. Ayon kay Lagrange, si Huygens "ay nakalaan upang mapabuti at bumuo ng pinakamahalagang pagtuklas ng Galileo." Mayroong isang kuwento tungkol sa kung paano sa unang pagkakataon ay nakipag-ugnayan si Huygens sa mga ideya ni Galileo. Patutunayan ng labing pitong taong gulang na si Huygens na ang mga katawan na itinapon nang pahalang ay gumagalaw sa mga parabola, ngunit, nang matagpuan ang patunay sa aklat ni Galileo, hindi niya nais na "isulat ang Iliad pagkatapos ni Homer."

Pagkatapos makapagtapos sa unibersidad, siya ay naging isang adornment ng retinue ng Count of Nassau, na, sa isang diplomatikong misyon, ay papunta sa Denmark. Ang bilang ay hindi interesado sa katotohanan na ang guwapong binata na ito ay may-akda ng mausisa na mga gawa sa matematika, at siya, siyempre, ay hindi alam kung paano pinangarap ng Kristiyano na makarating mula sa Copenhagen hanggang Stockholm upang makita si Descartes. Kaya't hindi sila magkikita: sa ilang buwan ay mamamatay si Descartes.

Sa edad na 22, inilathala ni Huygens ang Discourses on the Square of the Hyperbola, Ellipse, at Circle. Noong 1655, gumawa siya ng teleskopyo at natuklasan ang isa sa mga satellite ni Saturn, ang Titan, at naglathala ng Mga Bagong Tuklas sa Sukat ng Isang Bilog. Sa edad na 26, sumulat si Christian ng mga tala sa dioptrics. Sa edad na 28, ang kanyang treatise na "On Calculations When Playing Dice" ay nai-publish, kung saan ang isa sa mga kauna-unahang pananaliksik sa larangan ng probability theory ay nakatago sa likod ng isang tila walang kuwentang pamagat.

Isa sa pinakamahalagang natuklasan ni Huygens ay ang pag-imbento ng pendulum clock. Na-patent niya ang kanyang imbensyon noong Hulyo 16, 1657 at inilarawan ito sa isang maikling sanaysay na inilathala noong 1658. Isinulat niya ang tungkol sa kanyang mga relo sa hari ng Pransya na si Louis XIV: "Ang aking mga awtomatikong makina, na inilagay sa iyong mga apartment, ay hindi lamang humanga sa iyo araw-araw sa tamang indikasyon ng oras, ngunit ang mga ito ay angkop, tulad ng inaasahan ko mula sa pinakadulo.
simula, upang matukoy ang longitude ng isang lugar sa dagat. Ang gawain ng paglikha at pagpapabuti ng mga orasan, lalo na ang mga pendulum. Si Christian Huygens ay nag-aral ng halos apatnapung taon: mula 1656 hanggang 1693. Tinawag ni A. Sommerfeld si Huygens na "ang pinakamatalino na gumagawa ng relo sa lahat ng panahon."

Sa tatlumpu, ibinunyag ni Huygens ang sikreto ng singsing ni Saturn. Ang mga singsing ng Saturn ay unang napansin ni Galileo bilang dalawang lateral appendage na "sumusuporta" kay Saturn. Pagkatapos ay nakikita ang mga singsing, tulad ng isang manipis na linya, hindi niya napansin ang mga ito at hindi na binanggit muli. Ngunit ang tubo ni Galileo ay walang kinakailangang resolution at sapat na magnification. Pagmamasid sa kalangitan gamit ang 92x na teleskopyo. Natuklasan ni Christian na ang singsing ng Saturn ay kinuha bilang mga side star. Naisip ito ni Huygens
bugtong ng Saturn at sa unang pagkakataon ay inilarawan ang mga sikat na singsing nito.

Sa oras na iyon si Huygens ay isang napakagwapong binata na may malalaking asul na mata at isang maayos na gupit na bigote. Ang mapula-pula na mga kulot ng peluka, na malamig na kulot sa uso ng panahon, ay nahulog sa mga balikat, na nakahiga sa puting-niyebe na Brabant lace ng isang mamahaling kwelyo. Siya ay palakaibigan at kalmado. Walang nakakita sa kanya lalo na nabalisa o nalilito, nagmamadali sa isang lugar, o, sa kabaligtaran, nahuhulog sa mabagal na pag-iisip. Hindi niya gusto na nasa "liwanag" at bihirang lumitaw doon, kahit na ang kanyang pinagmulan ay nagbukas ng mga pintuan ng lahat ng mga palasyo ng Europa sa kanya. Gayunpaman, nang lumitaw siya doon, hindi siya tumingin sa lahat ng alanganin o nahihiya, tulad ng madalas na nangyari sa iba pang mga siyentipiko.

Ngunit walang kabuluhan ang kaakit-akit na Ninon de Lanclos na naghahanap ng kanyang kumpanya, siya ay palaging palakaibigan, wala na, ang kumbinsido na bachelor na ito. Maaari siyang uminom kasama ng mga kaibigan, ngunit hindi gaanong. Tumawa ng kaunti, tumawa ng kaunti. Ang isang maliit na piraso ng lahat, isang napakaliit na bit, upang ang mas maraming oras hangga't maaari ay natitira para sa pangunahing bagay - trabaho. Trabaho - isang hindi nagbabago ang lahat-ng-ubos na simbuyo ng damdamin - sinunog siya patuloy.

Si Huygens ay nakilala sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang dedikasyon. Alam niya ang kanyang mga kakayahan at hinahangad na gamitin ang mga ito nang lubos. "Ang tanging libangan na pinahintulutan ni Huygens ang kanyang sarili sa gayong abstract na mga gawa," isinulat ng isa sa kanyang mga kontemporaryo tungkol sa kanya, "ay ang pag-aaral niya ng pisika sa pagitan. Ano para sa isang ordinaryong tao ay isang nakakapagod na gawain, para sa Huygens ay entertainment.

Noong 1663 si Huygens ay nahalal na Fellow ng Royal Society of London. Noong 1665, sa imbitasyon ni Colbert, nanirahan siya sa Paris at nang sumunod na taon ay naging miyembro ng bagong organisadong Paris Academy of Sciences.

Noong 1673, nai-publish ang kanyang akda na "Pendulum Clock", kung saan ibinigay ang mga teoretikal na pundasyon ng imbensyon ni Huygens. Sa gawaing ito, itinatag ni Huygens na ang cycloid ay may pag-aari ng isochronism, at pinag-aaralan ang mga katangian ng matematika ng cycloid

Ang pagsisiyasat sa curvilinear motion ng isang mabigat na punto, si Huygens, na patuloy na nagpapaunlad ng mga ideya na ipinahayag ni Galileo, ay nagpapakita na ang isang katawan, kapag bumabagsak mula sa isang tiyak na taas kasama ang iba't ibang mga landas, ay nakakakuha ng isang tiyak na bilis na hindi nakasalalay sa hugis ng landas, ngunit nakasalalay lamang sa taas ng taglagas, at maaaring tumaas sa isang taas na katumbas (sa kawalan ng pagtutol) sa paunang taas. Ang probisyong ito, na mahalagang nagpapahayag ng batas
konserbasyon ng enerhiya para sa paggalaw sa isang gravitational field, ginagamit ni Huygens para sa teorya ng physical pendulum. Nakahanap siya ng isang expression para sa pinababang haba ng pendulum, nagtatatag ng konsepto ng swing center at mga katangian nito. Ipinapahayag niya ang formula ng isang mathematical pendulum para sa cycloidal motion at maliliit na oscillations ng isang circular pendulum gaya ng sumusunod:

"Ang oras ng isang maliit na oscillation ng isang pabilog na pendulum ay nauugnay sa oras ng pagbagsak ng dalawang beses sa haba ng pendulum, dahil ang circumference ng isang bilog ay nauugnay sa diameter"

Mahalaga na sa pagtatapos ng kanyang sanaysay, ang siyentipiko ay nagbibigay ng isang bilang ng mga panukala (nang walang konklusyon) tungkol sa sentripetal na puwersa at itinatag na ang centripetal acceleration ay proporsyonal sa parisukat ng bilis at inversely proporsyonal sa radius ng bilog. Inihanda ng resultang ito ang teoryang Newtonian ng paggalaw ng mga katawan sa ilalim ng pagkilos ng mga sentral na pwersa.

Mula sa mekanikal na pananaliksik ng Huygens, bilang karagdagan sa teorya ng pendulum at centripetal na puwersa, ang kanyang teorya ng epekto ng mga nababanat na bola ay kilala, na ipinakita niya para sa isang mapagkumpitensyang gawain na inihayag ng Royal Society of London noong 1668. Ang teorya ng epekto ni Huygens ay batay sa batas ng konserbasyon ng mga puwersang nabubuhay, momentum at prinsipyo ng relativity ni Galileo. Ito ay nai-publish lamang pagkatapos ng kanyang kamatayan noong 1703.

Si Huygens ay naglakbay nang marami, ngunit hindi siya isang walang ginagawa na turista. Sa unang paglalakbay sa France, nag-aral siya ng optika, at sa London ~ ipinaliwanag ang mga lihim ng paggawa ng kanyang mga teleskopyo. Labinlimang taon siya ay nagtrabaho sa hukuman ng Louis XIV, labinlimang taon ng makinang na matematika at pisikal na pananaliksik. At sa labinlimang taon - dalawang maikling paglalakbay lamang sa kanyang tinubuang-bayan upang magpagaling.

Si Huygens ay nanirahan sa Paris hanggang 1681, nang, matapos ang pagpapawalang-bisa ng Edict of Nantes, siya, bilang isang Protestante, ay bumalik sa kanyang tinubuang-bayan. Habang nasa Paris, kilala niya si Römer at aktibong tinulungan siya sa mga obserbasyon na humantong sa pagtukoy ng bilis ng liwanag. Si Huygens ang unang nag-ulat ng mga resulta ni Römer sa kanyang treatise.

Sa bahay, sa Holland, muli na hindi alam ang pagkapagod, si Huygens ay nagtatayo ng isang mekanikal na planetarium, higanteng pitumpung metrong teleskopyo, na naglalarawan sa mga mundo ng iba pang mga planeta.

Ang gawa ni Huygens sa Latin ay lumilitaw sa liwanag, itinutuwid ng may-akda at muling inilathala sa Pranses noong 1690. Ang Treatise ni Huygens on Light ay pumasok sa kasaysayan ng agham bilang ang unang gawaing siyentipiko sa wave optics. Ang Treatise na ito ay bumalangkas ng prinsipyo ng pagpapalaganap ng alon, na kilala ngayon bilang Huygens na prinsipyo Batay sa prinsipyong ito, ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag ay hinango, nabuo ang teorya ng dobleng repraksyon sa Icelandic spar. Dahil ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa isang kristal ay iba sa iba't ibang direksyon, ang hugis ng alon ang ibabaw ay hindi spherical, ngunit ellipsoidal.

Ang teorya ng pagpapalaganap at repraksyon ng liwanag sa mga uniaxial na kristal ay isang kahanga-hangang tagumpay ng optika ni Huygens. Inilarawan din ni Huygens ang pagkawala ng isa sa dalawang sinag kapag dumaan sila sa pangalawang kristal na may tiyak na oryentasyon nito na may kaugnayan sa una. Kaya, si Huygens ang unang physicist na nagtaguyod ng katotohanan ng light polarization.

Ang mga ideya ni Huygens ay lubos na pinahahalagahan ng kanyang kahalili na si Fresnel. Niraranggo niya ang mga ito sa itaas ng lahat ng mga pagtuklas sa optika ni Newton, na nangangatwiran na ang pagtuklas ni Huygens ay "marahil ay mas mahirap gawin kaysa sa lahat ng pagtuklas ni Newton sa larangan ng light phenomena."

Hindi isinasaalang-alang ni Huygens ang mga kulay sa kanyang treatise, pati na rin ang diffraction ng liwanag. Ang kanyang treatise ay nakatuon lamang sa pagbibigay-katwiran ng pagmuni-muni at repraksyon (kabilang ang dobleng repraksyon) mula sa pananaw ng alon. Ang pangyayaring ito ay marahil ang dahilan kung bakit ang teorya ni Huygens, sa kabila ng suporta nito noong ika-18 siglo nina Lomonosov at Euler, ay hindi nakatanggap ng pagkilala hanggang sa muling binuhay ni Fresnel ang teorya ng alon sa isang bagong batayan noong unang bahagi ng ika-19 na siglo.

Namatay si Huygens noong Hunyo 8, 1695, nang ang KosMoteoros, ang kanyang huling aklat, ay inilimbag sa palimbagan.

Ang tagapagtatag ng modernong teorya ng teoretikal na mekanika, si Christian Huygens, ay ipinanganak noong Abril 14, 1629 sa The Hague. Natanggap ni Huygens ang mga pundasyon ng matematika at mekanika sa mga lektura ni Propesor Frans van Schoten sa Unibersidad ng Leiden. Ang unang gawaing pang-agham ng batang siyentipiko ay nai-publish noong 1651 at tinawag na "Discourses on the quadrature of the hyperbola, ellipse and circle." Malaking praktikal na kahalagahan ang mga gawa ni Huygens sa larangan ng mga eksaktong agham - isang paglalarawan ng mga pundasyon ng teorya ng probabilidad, teorya ng matematika ng mga numero at iba't ibang kurba, at ang teorya ng alon ng liwanag. Siya ang una sa Holland na nakatanggap ng patent para sa isang pendulum na orasan. Ipinapakita nito ang lawak ng pang-agham na pananaw ni Christian Huygens.

Kung ang iyong tagapagturo ay si Descartes, ikaw ay nakatadhana na maging isang henyo

Kapansin-pansin ang lawak ng mga interes ni Huygens. Sa panahon ng kanyang aktibidad na pang-agham, sumulat siya ng dose-dosenang mga seryosong papel na pang-agham sa mekanika at matematika at pisika. Kinikilala ang mga merito ng dakilang Dutchman sa pag-unawa sa mundo sa paligid niya at pagtatakda ng mga pananaw sa siyentipikong batayan na umiiral noong panahong iyon, pinarangalan ng royal scientific community si Christian Huygens sa pamamagitan ng pagpili sa kanya noong 1663 bilang miyembro nito - ang una sa mga dayuhang siyentipiko. Noong 1666 itinatag ng mga Pranses ang kanilang Academy of Sciences. Si Huygens ang naging unang pangulo ng pamayanang siyentipikong Pranses.

Isa sa maraming sangay ng agham na pinayaman ng mga gawa ng Dutch naturalist ay ang astronomiya. Ang pagkakaibigan ng kanyang ama, si Constantine Huygens, kasama ang nagtatag ng pilosopikal na teorya ng Cartesianism, si Rene Descartes, ay may malaking impluwensya sa mga pananaw ng batang Kristiyano. Naging interesado si Huygens sa astronomical na pananaliksik. Sa tulong ng kanyang kapatid, muling itinayo niya ang isang teleskopyo sa bahay sa paraang makamit ang pinakamataas na posibleng magnification - 92x.

Mars, Saturn, patuloy...

Ang pinakaunang astronomical na pagtuklas ng Huygens ay naging isang pang-agham na sensasyon. Noong 1655, sa pagmamasid sa paligid ng Saturn sa pamamagitan ng isang teleskopyo, napansin ng astronomo ang parehong mga kakaibang itinuro ni Galileo Galilei sa kanyang mga sinulat. Ngunit ang Italyano ay hindi makapagbigay ng malinaw na katwiran para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Sa kabilang banda, wastong natukoy ni Huygens na ito ay mga akumulasyon ng yelo na may iba't ibang laki na pumapalibot sa planeta at hindi umaalis sa orbit ng Saturn sa ilalim ng impluwensya ng higanteng atraksyon nito. Sinuri ni Huygens sa kanyang teleskopyo at sa satellite ng Saturn, na kalaunan ay pinangalanang Titan. Pagkalipas ng apat na taon, na-systematize ng siyentipiko ang kanyang mga pagtuklas ng mga singsing sa orbit ng Saturn sa isang gawaing pang-agham.

1656 taon. Ang globo ng astronomical na interes ng Huygens sa unang pagkakataon ay lumampas sa solar system. Ang object ng pagmamasid ay ang nebula sa konstelasyon ng Orion, na natuklasan 45 taon na ang nakalilipas ng Pranses na si Nicolas de Pereysky. Ngayon, ang Orion Nebula ay inuri sa astronomical catalogs sa ilalim ng pangalang Messier 42 (NGC1976). Ginawa ni Huygens ang pangunahing pag-uuri ng mga bagay na nebula at ang pagkalkula ng mga coordinate ng astronomya, nagsimulang kalkulahin ang laki ng nebula at ang distansya sa Earth.

Pagkalipas ng labinlimang taon, bumalik ang Dutchman sa mga obserbasyon sa astronomiya. Ang pinagtutuunan ng pansin niya ay ang Red Planet. Sa pagmamasid sa South Pole ng Mars sa pamamagitan ng isang teleskopyo, natuklasan ni Huygens na natatakpan ito ng takip ng yelo. Kahit noon pa man, sigurado ang mga astronomo na maaaring may ilang kundisyon sa Mars para sa pagkakaroon ng mga buhay na organismo. Ang astronomer ay medyo tumpak na kinakalkula ang panahon ng rebolusyon ng planeta sa paligid ng sarili nitong axis.

Pananaw sa mundo ni Huygens

Ang huling gawaing siyentipiko sa larangan ng astronomiya ay isang artikulong inilathala pagkatapos ng kanyang kamatayan, noong 1698 sa The Hague. Ang treatise ay isang compilation ng pilosopiya at astronomiya sa pagtatangkang maunawaan ang mga pangunahing pisikal na batas ng pag-iral at istraktura ng uniberso. Si Huygens ay isa sa mga unang siyentipikong Europeo na naglagay ng hypothesis na ang ibang mga bagay sa labas ng Earth ay pinaninirahan ng mga matatalinong nilalang. Ang posthumous scientific work ni Huygens ay isinalin sa English, French, German at Swedish. Ang siyentipikong testamento ni Christian Huygens, sa pamamagitan ng personal na utos ni Emperador Peter I noong 1717, ay isinalin sa Russian ni Jacob (James) Bruce. Ang gawain ay kilala sa pamayanang siyentipiko ng Russia bilang "Aklat ng Mundo » .

Sa pagbubuod ng maraming taon ng mga obserbasyon sa iba't ibang bagay sa Uniberso, sinubukan ni Huygens na magbigay ng siyentipikong batayan para sa pagkakaroon ng Copernican heliocentric system, gayundin upang matutunan kung paano kalkulahin ang totoong distansya sa mga bituin at nebulae batay sa kanilang maliwanag. ningning.

Tulad ng iba pang mga pangunahing siyentipiko ng Middle Ages, si Huygens ay may mga mahuhusay na estudyante. Ang pinakasikat sa kanila ay ang German mathematician na si Gottfried Leibniz.

Namatay si Christian Huygens sa The Hague noong Hulyo 8, 1695 sa edad na 66. Lubos na pinahahalagahan ng mga kontemporaryo ang mga nagawang pang-agham ng sikat na Dutchman sa larangan ng astronomiya. Noong 1997, isang probe ng European Space Agency, na ipinangalan sa kanya, ang inilunsad sa satellite ng Saturn, Titan, na natuklasan niya. Ang misyon ng spacecraft ay kasing matagumpay ng buhay ni Christian Huygens ay mahaba at mayaman sa mga natuklasang siyentipiko.