rumah » Atap lunak » Penemuan Christian Huygens. Jam bandul: Dari Galileo ke Fedchenko. Kontroversi tentang tenaga kerja

Penemuan Christian Huygens. Jam bandul: Dari Galileo ke Fedchenko. Kontroversi tentang tenaga kerja

Biografi

Christian Huygens adalah seorang mekanik, fisikawan, matematikawan, astronom dan penemu Belanda.

Salah satu pendiri mekanika teoretis dan teori probabilitas. Dia membuat kontribusi yang signifikan untuk optik, fisika molekuler, astronomi, geometri, pembuatan jam. Membuka cincin Saturnus dan Titan (bulan Saturnus). Anggota asing pertama dari Royal Society of London (1663), anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis sejak didirikan (1666) dan presiden pertamanya (1666-1681).

Huygens lahir di Den Haag pada tahun 1629. Ayahnya, Constantine Huygens (Huygens), penasihat rahasia pangeran Orange, adalah seorang penulis luar biasa yang juga menerima penghargaan yang baik. pendidikan ilmiah... Constantine adalah teman Descartes, dan filsafat Cartesian (Cartesianisme) memiliki pengaruh besar tidak hanya pada ayahnya, tetapi juga pada Christian Huygens sendiri.

Huygens muda belajar hukum dan matematika di Universitas Leiden, kemudian memutuskan untuk mengabdikan dirinya pada sains. Pada tahun 1651 ia menerbitkan Discourses on the Quadrature of Hyperbola, Ellipse and Circle. Bersama saudara laki-lakinya, ia meningkatkan teleskop, menjadikannya perbesaran 92 kali, dan mulai mempelajari langit. Ketenaran pertama datang ke Huygens ketika dia menemukan cincin Saturnus (Galileo juga melihatnya, tetapi tidak dapat memahami apa itu) dan satelit dari planet ini, Titan.

Pada tahun 1657 Huygens menerima paten Belanda untuk desain jam bandul. V tahun-tahun terakhir hidup, Galileo mencoba menciptakan mekanisme ini, tetapi kebutaan progresif mencegahnya. Jam tangan Huygens benar-benar berfungsi dan memberikan akurasi yang sangat baik untuk saat itu. Elemen sentral dari desain adalah jangkar yang ditemukan oleh Huygens, yang secara berkala mendorong pendulum dan mempertahankan osilasi terus menerus. Jam pendulum yang tepat dan murah, dirancang oleh Huygens, dengan cepat diterima secara luas di seluruh dunia. Pada tahun 1673, dengan nama " jam bandul"Risalah Huygens yang sangat informatif tentang kinematika gerak dipercepat diterbitkan. Buku ini digunakan oleh Newton, yang menyelesaikan pembangunan fondasi mekanika, dimulai oleh Galileo dan dilanjutkan oleh Huygens.

Pada 1661 Huygens melakukan perjalanan ke Inggris. Pada 1665, atas undangan Colbert, ia menetap di Paris, di mana pada 1666 Paris Academy of Sciences didirikan. Atas saran Colbert yang sama, Huygens menjadi presiden pertamanya dan mengepalai Akademi selama 15 tahun. Pada tahun 1681, sehubungan dengan rencana penghapusan Edict of Nantes, Huygens, yang tidak ingin masuk Katolik, kembali ke Belanda, di mana ia melanjutkan pendidikannya. Penelitian ilmiah... Pada awal 1690-an, kesehatan ilmuwan mulai memburuk, ia meninggal pada 1695. Karya terakhir Huygens adalah "Cosmotheoros", di mana ia mengemukakan kemungkinan adanya kehidupan di planet lain.

Kegiatan ilmiah

Lagrange menulis bahwa Huygens "ditakdirkan untuk memperbaiki dan mengembangkan penemuan paling penting dari Galileo."

Matematika

Christian Huygens memulai karir ilmiahnya pada tahun 1651 dengan esai tentang kuadratur hiperbola, elips dan lingkaran. Pada 1654 ia mengembangkan teori umum evolusi dan evolusi, menyelidiki cycloid dan catenary, memajukan teori pecahan lanjutan.

Pada tahun 1657 Huygens menulis lampiran "Pada Perhitungan dalam Game of Chance" untuk buku gurunya van Schooten "Mathematical Etudes". Ini adalah presentasi pertama dari permulaan teori probabilitas yang muncul saat itu. Huygens, bersama dengan Fermat dan Pascal, meletakkan fondasinya, memperkenalkan konsep dasar harapan matematis... Melalui buku ini, Jacob Bernoulli berkenalan dengan teori probabilitas, yang menyelesaikan penciptaan fondasi teori.

Mekanika

Pada 1657 Huygens menerbitkan deskripsi perangkat jam pendulum yang ditemukan olehnya. Ketika ilmuwan tidak memiliki perangkat yang diperlukan untuk eksperimen seperti jam yang akurat. Galileo, misalnya, ketika mempelajari hukum jatuh, menghitung denyut nadinya sendiri. Jam tangan dengan roda yang digerakkan oleh beban telah digunakan sejak lama, tetapi akurasinya tidak memuaskan. Sejak zaman Galileo, pendulum telah digunakan secara terpisah untuk secara akurat mengukur periode waktu yang singkat, dan perlu untuk melacak jumlah ayunan. Jam Huygens memiliki akurasi yang baik, dan ilmuwan itu berulang kali, selama hampir 40 tahun, beralih ke penemuannya, memperbaikinya dan mempelajari sifat-sifat pendulum. Huygens bermaksud menggunakan jam pendulum untuk memecahkan masalah penentuan garis bujur di laut, tetapi tidak membuat kemajuan yang signifikan. Kronometer laut yang andal dan akurat hanya muncul pada tahun 1735 (di Inggris Raya).

Pada 1673 Huygens menerbitkan karya klasiknya tentang mekanika, The Pendulum Clock (Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrasi geometrica). Nama yang sederhana tidak boleh menyesatkan. Selain teori jam, esai tersebut memuat banyak penemuan kelas satu di bidang analisis dan mekanika teoretis. Huygens juga mengkuadratkan sejumlah permukaan revolusi di sana. Ini dan tulisan-tulisannya yang lain memiliki dampak yang luar biasa pada Newton muda.

Di bagian pertama karyanya, Huygens menjelaskan pendulum sikloidal yang ditingkatkan yang memiliki waktu ayunan konstan terlepas dari amplitudonya. Untuk menjelaskan properti ini, penulis mencurahkan bagian kedua buku ini untuk menurunkan hukum umum gerak benda di medan gravitasi - bebas, bergerak di sepanjang bidang miring, berguling di sepanjang cycloid. Saya harus mengatakan bahwa peningkatan ini tidak ditemukan aplikasi praktis, karena pada fluktuasi kecil, peningkatan akurasi dari penambahan berat sikloidal tidak signifikan. Namun, metodologi penelitian itu sendiri memasuki dana emas ilmu pengetahuan.

Huygens menurunkan hukum gerak seragam dipercepat dari benda jatuh bebas, berdasarkan asumsi bahwa tindakan diberikan ke tubuh oleh gaya konstan tidak bergantung pada besar dan arah kecepatan awal. Menurunkan hubungan antara ketinggian jatuh dan kuadrat waktu, Huygens membuat pengamatan 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 itu naik ke ketinggian tertinggi, setelah kehilangan semua kecepatan yang diberikan padanya, dan memperolehnya kembali ketika kembali.

Galileo mengakui tanpa bukti bahwa ketika jatuh di sepanjang garis lurus miring yang berbeda dari ketinggian yang sama, benda memperoleh kecepatan yang sama. Huygens membuktikan hal ini sebagai berikut. Dua garis lurus dengan kemiringan yang berbeda dan ketinggian yang sama dilekatkan dengan ujung bawah satu sama lain. Jika sebuah benda diluncurkan dari ujung atas salah satu dari mereka memperoleh kecepatan lebih besar daripada yang diluncurkan dari ujung atas yang lain, maka itu dapat diluncurkan di sepanjang yang pertama dari titik di bawah ujung atas, sehingga kecepatan yang diperoleh di bawah 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 gerakan benda sepanjang garis lurus yang miring, Huygens melanjutkan ke gerakan sepanjang garis putus-putus dan kemudian bergerak sepanjang kurva, dan dia membuktikan bahwa kecepatan yang diperoleh ketika jatuh dari ketinggian berapa pun di sepanjang kurva sama dengan kecepatan yang diperoleh selama jatuh bebas dari ketinggian yang sama sepanjang garis vertikal, dan bahwa kecepatan yang sama diperlukan untuk mengangkat benda yang sama ke ketinggian yang sama baik di sepanjang garis vertikal dan di sepanjang kurva. Kemudian, beralih ke sikloid dan mempertimbangkan beberapa sifat geometrisnya, penulis membuktikan tautokronisme pergerakan titik berat di sepanjang sikloid.

Di bagian ketiga dari karya ini, teori evolusi dan evolusi, yang ditemukan oleh penulis pada tahun 1654, disajikan; di sini ia menemukan bentuk dan posisi evolusi cycloid. Bagian keempat menyajikan teori pendulum fisik; di sini Huygens memecahkan masalah yang tidak diberikan kepada begitu banyak ahli geometri modern - masalah menentukan pusat osilasi. Hal ini didasarkan pada proposal berikut:

Jika sebuah bandul kompleks, setelah keluar dari keadaan diam, telah membuat beberapa bagian dari ayunannya, setengah bentang yang lebih besar, dan jika hubungan antara semua partikelnya hancur, maka masing-masing partikel ini akan naik ke ketinggian yang sama. pusat gravitasi akan berada pada ketinggian itu, dimana dia berada saat pendulum dibiarkan diam. Proposisi ini, tidak dibuktikan oleh Huygens, tampak baginya sebagai prinsip dasar, sementara sekarang ini merupakan konsekuensi sederhana dari hukum kekekalan energi.

Teori pendulum fisik diberikan oleh Huygens dalam bentuk yang sepenuhnya umum dan seperti yang diterapkan pada benda jenis yang berbeda... Huygens mengoreksi kesalahan Galileo dan menunjukkan bahwa isokronisme osilasi pendulum, yang dinyatakan oleh pendulum, hanya terjadi kira-kira. Dia juga mencatat dua lagi kesalahan Galileo dalam kinematika: gerakan seragam di sekitar lingkaran dikaitkan dengan percepatan (Galileo menyangkal ini), dan gaya sentrifugal tidak sebanding dengan kecepatan, tetapi dengan kuadrat kecepatan.

Di bagian terakhir, kelima dari karyanya, Huygens memberikan tiga belas teorema tentang gaya sentrifugal. Bab ini untuk pertama kalinya memberikan ekspresi kuantitatif yang akurat untuk gaya sentrifugal, yang kemudian memainkan peran penting dalam studi tentang gerakan planet-planet dan penemuan hukum gravitasi universal. Huygens memberikan (secara lisan) beberapa rumus dasar:

Astronomi

Huygens menyempurnakan teleskopnya sendiri; pada tahun 1655 ia menemukan bulan Saturnus Titan dan menggambarkan cincin Saturnus. Pada 1659, ia menggambarkan seluruh sistem Saturnus dalam sebuah esai yang diterbitkan olehnya.

Pada 1672, ia menemukan lapisan es di Kutub Selatan Mars. Dia juga menemukan nebula Orion dan nebula lainnya, mengamati bintang ganda, dan memperkirakan (cukup akurat) periode rotasi Mars di sekitar porosnya.

Buku terakhir "ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ sive de terris coelestibus earumque ornatu conjecturae" (dalam bahasa Latin; diterbitkan secara anumerta di Den Haag pada tahun 1698) adalah meditasi filosofis dan astronomis tentang Alam Semesta. Diyakini bahwa planet lain juga dihuni oleh manusia. Buku Huygens tersebar luas di Eropa, yang diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris (1698), Belanda (1699), Prancis (1702), Jerman (1703), Rusia (1717), dan Swedia (1774). Itu diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia oleh dekrit Peter I oleh Jacob Bruce dengan judul "The Book of the World View". Ini dianggap sebagai buku pertama di Rusia yang menjelaskan sistem heliosentris Copernicus.

Dalam karya ini, Huygens melakukan upaya pertama (bersama James Gregory) untuk menentukan jarak ke bintang-bintang. Jika kita berasumsi bahwa semua bintang, termasuk Matahari, memiliki luminositas yang serupa, maka dengan membandingkan kecerahan semu mereka, kita dapat memperkirakan secara kasar rasio jaraknya (jarak ke Matahari saat itu sudah diketahui dengan cukup akurat). Untuk Sirius, Huygens menerima jarak 28.000 unit astronomi, yaitu sekitar 20 kali lebih kecil dari jarak sebenarnya (diterbitkan secara anumerta, pada tahun 1698).

Optik dan Teori Gelombang

Huygens mengambil bagian dalam kontroversi kontemporer tentang sifat cahaya. Pada 1678 ia menerbitkan A Treatise on Light, garis besar teori gelombang cahaya. Dia menerbitkan karya luar biasa lainnya pada tahun 1690; di sana ia mempresentasikan teori kualitatif refleksi, refraksi dan birefringence di spar Islandia dalam bentuk yang sama seperti yang sekarang disajikan dalam buku teks fisika. Dia merumuskan "prinsip Huygens", yang memungkinkan untuk mempelajari gerakan muka gelombang, yang kemudian dikembangkan oleh Fresnel dan memainkan peran penting dalam teori gelombang cahaya. Menemukan polarisasi cahaya (1678).

Dia memiliki perbaikan asli dari teleskop, yang dia gunakan dalam pengamatan astronomi dan disebutkan dalam paragraf tentang astronomi, dia menemukan "lensa mata Huygens", yang terdiri dari dua lensa plano-cembung (digunakan hari ini). Dia juga penemu proyektor diaskopik - yang disebut. "Lentera ajaib".

Prestasi lainnya

Huygens membuktikan (secara teoritis) perataan Bumi di kutub, dan juga menjelaskan pengaruh gaya sentrifugal pada arah gravitasi dan pada panjang pendulum kedua pada garis lintang yang berbeda. Dia memberikan solusi untuk masalah tumbukan benda elastis, bersamaan dengan Wallis dan Gelatik (diterbitkan secara anumerta) dan salah satu solusi untuk masalah bentuk rantai homogen berat dalam kesetimbangan (catener).

Dia menemukan spiral jam yang menggantikan pendulum, yang sangat penting untuk navigasi; jam tangan spiral pertama dirancang di Paris oleh pembuat jam Thuret pada tahun 1674. pada tahun 1675 ia mematenkan jam saku.

Huygens adalah orang pertama yang menyerukan pilihan ukuran panjang alami di seluruh dunia, yang ia usulkan sebagai 1/3 dari panjang bandul dengan periode osilasi 1 detik (ini sekitar 8 cm).

Karya utama

Horologium Oscillatorium, 1673 (Jam pendulum, dalam bahasa Latin).
Kosmotheeoros. (Terjemahan bahasa Inggris dari edisi 1698) - penemuan astronomi Huygens, hipotesis tentang planet lain.
Risalah tentang Cahaya (terjemahan bahasa Inggris).

Huygens Christian (1629-1695), fisikawan Belanda, matematikawan, mekanik, astronom.

Lahir 14 April 1629 di Den Haag. Pada usia 16 tahun ia masuk Universitas Leiden, dua tahun kemudian ia melanjutkan studinya di Universitas Breda. Sebagian besar tinggal di Paris; adalah anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Paris.

Huygens dikenal sebagai ahli matematika yang brilian. Namun, takdir memutuskan bahwa dia sezaman dengan I. Newton, yang berarti dia selalu berada di bawah bayang-bayang bakat orang lain. Huygens muncul
salah satu pengembang mekanika setelah Galileo dan Descartes. Dia adalah pelopor dalam penciptaan jam bandul dengan mekanisme pelepasan. Dia mampu memecahkan masalah menentukan pusat osilasi pendulum fisik, untuk menetapkan hukum yang menentukan gaya sentripetal. Dia juga menyelidiki dan menyimpulkan hukum tumbukan benda elastis.

Sebelumnya, Newton Huygens mengembangkan teori gelombang cahaya. Prinsip Huygens (1678) - mekanisme perambatan cahaya yang ditemukan olehnya - dapat diterapkan pada zaman kita. Berdasarkan teorinya tentang cahaya, Huygens menjelaskan sejumlah fenomena optik, mengukur karakteristik geometris spar Islandia dengan sangat akurat dan menemukan birefringence di dalamnya, kemudian dia melihat fenomena yang sama pada kristal kuarsa. Huygens memperkenalkan konsep "sumbu kristal", menemukan polarisasi cahaya. Dia bekerja dengan sukses besar di bidang optik: dia secara signifikan meningkatkan teleskop, merancang lensa mata, dan memperkenalkan lubang.

Sebagai salah satu pendiri Observatorium Paris, ia memberikan kontribusi signifikan terhadap astronomi - ia menemukan cincin ke-8 Saturnus dan Titan, salah satu satelit terbesar di tata surya, membedakan tutup kutub di Mars dan garis-garis di Jupiter. Ilmuwan dengan penuh minat merancang apa yang disebut mesin planet (planetarium) dan menciptakan teori sosok Bumi. Dia adalah orang pertama yang sampai pada kesimpulan bahwa Bumi dikompresi di dekat kutub, dan mengungkapkan gagasan untuk mengukur gaya gravitasi menggunakan pendulum kedua. Huygens nyaris menemukan hukum gravitasi universal. Metode matematikanya masih digunakan dalam sains hingga saat ini.

Pendiri doktrin modern mekanika teoretis, 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. Pertama karya ilmiah ilmuwan muda itu keluar dari cetakan pada tahun 1651 dan disebut "Discourse on the quadrature of hyperbola, elips and circle." Karya-karya Huygens di bidang ilmu eksakta sangat penting secara praktis - 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 seorang jenius

Luasnya kepentingan Huygens sangat mencolok. Selama karir ilmiahnya, ia menulis lusinan karya ilmiah yang serius di bidang mekanika dan matematika dan fisika. Menyadari kehebatan orang Belanda yang hebat dalam memahami dunia di sekitarnya dan menetapkan pandangan-pandangan yang ada pada waktu itu. dasar ilmiah, komunitas ilmiah kerajaan menghormati Christian Huygens dengan memilihnya pada tahun 1663 sebagai anggota - ilmuwan asing pertama. Pada 1666, Prancis mendirikan akademi sains mereka. Huygens menjadi presiden pertama komunitas ilmiah Prancis.

Astronomi menjadi salah satu dari sekian banyak cabang ilmu yang diperkaya oleh karya-karya naturalis Belanda. Persahabatan ayahnya, Constantin Huygens, dengan pendiri teori filosofis Cartesianisme, Rene Descartes, sangat mempengaruhi pandangan para pemuda Kristen. Huygens menjadi tertarik pada penelitian astronomi. Dengan bantuan saudaranya, ia mendesain ulang teleskop rumahnya sedemikian rupa untuk mencapai perbesaran setinggi mungkin - 92x.

Mars, Saturnus, dan selanjutnya, lebih jauh ...

Penemuan astronomi pertama Huygens menjadi sensasi ilmiah. Pada 1655, mengamati sekeliling Saturnus melalui teleskop, seorang astronom melihat keanehan yang sama yang ditunjukkan Galileo Galilei dalam tulisannya. Namun orang Italia itu tidak bisa memberikan pembenaran yang jelas atas fenomena ini. Huygens, di sisi lain, dengan tepat menentukan bahwa ini adalah gugusan 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 disebut 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, ditemukan 45 tahun sebelumnya oleh orang Prancis Nicolas de Pereis. Saat ini, Nebula Orion diklasifikasikan dalam katalog astronomi sebagai 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 untuk keberadaan organisme hidup di Mars. Para astronom cukup akurat menghitung periode rotasi 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 berhipotesis bahwa makhluk cerdas dapat menghuni objek lain di luar Bumi. Anumerta risalah Huygens telah 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 "The Book of Worldview" » .

Menyimpulkan pengamatan bertahun-tahun terhadap berbagai objek di Alam Semesta, Huygens berusaha meletakkan dasar ilmiah untuk keberadaan sistem heliosentris Copernicus, dan juga mempelajari cara menghitung jarak sebenarnya ke bintang dan nebula berdasarkan kecerahannya yang tampak.

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 dari Badan Antariksa Eropa, dinamai menurut namanya, diluncurkan ke satelit Saturnus, Titan, yang ia temukan. Misi pesawat ruang angkasa itu sama suksesnya dengan kehidupan Christian Huygens yang panjang dan kaya akan penemuan ilmiah.

Rencana:

1 Biografi
2 Kegiatan ilmiah
- 2.1 Matematika dan Mekanika
- 2.2 Astronomi
- 2.3 Optik dan Teori Gelombang
- 2.4 Prestasi lainnya
3 Karya utama
4 Catatan

5.1 Karya-karya Huygens dalam terjemahan Rusia
5.2 Sastra tentang dia

pengantar

Potret oleh Kaspar Necher (1671), minyak, Museum Boerhaave, Leiden

Christian Huygens (dengarkan (inf.)) Van Zuilichem(Belanda Christiaan Huygens, IPA: [ˈKrɪstijaːn yɣə (n) s], 14 April 1629, Den Haag - 8 Juli 1695, ibid.) - Mekanik, fisikawan, matematikawan, astronom, dan penemu Belanda.

1. Biografi

Huygens lahir di Den Haag. Ayahnya, Constantine Huygens (Huygens), penasihat rahasia pangeran Orange, adalah seorang penulis luar biasa yang juga menerima pendidikan ilmiah yang baik.

Huygens muda belajar hukum dan matematika di Universitas Leiden, kemudian memutuskan untuk mengabdikan dirinya pada sains.

Bersama saudaranya, ia meningkatkan teleskop, menjadikannya pembesaran 92 kali, dan mulai mempelajari langit. Ketenaran pertama datang ke Huygens ketika dia menemukan cincin Saturnus (Galileo juga melihatnya, tetapi tidak dapat memahami apa itu) dan satelit dari planet ini, Titan.

Pada 1657 Huygens menerima paten Belanda untuk jam pendulum. Pada tahun-tahun terakhir hidupnya, Galileo mencoba menciptakan mekanisme ini, tetapi kebutaan progresif mencegahnya. Jam tangan Huygens benar-benar berfungsi dan memberikan akurasi yang sangat baik untuk saat itu. Elemen sentral dari desain adalah jangkar yang ditemukan oleh Huygens, yang secara berkala mendorong pendulum dan mempertahankan osilasi terus menerus. Jam pendulum yang tepat dan murah, dirancang oleh Huygens, dengan cepat diterima secara luas di seluruh dunia.

Pada 1665, atas undangan Colbert, dia menetap di Paris dan diterima sebagai anggota Akademi Ilmu Pengetahuan. Pada 1666, atas saran Colbert yang sama, ia menjadi presiden pertamanya. Huygens menjalankan Akademi selama 15 tahun.

Pada tahun 1673, sebuah karya yang sangat berarti tentang kinematika gerak dipercepat diterbitkan dengan judul "Jam Pendulum". Buku ini digunakan oleh Newton, yang menyelesaikan pembangunan fondasi mekanika, dimulai oleh Galileo dan dilanjutkan oleh Huygens.

1681: sehubungan dengan rencana pembatalan Dekrit Nantes, Huygens, yang tidak ingin masuk Katolik, kembali ke Belanda, di mana ia melanjutkan penelitian ilmiahnya.

Untuk menghormati Huygens diberi nama:

kawah di bulan;
Gunung Mons huygens di bulan;
sebuah kawah di Mars;
asteroid 2801 Huygens;
wahana antariksa Eropa yang mencapai Titan;
Laboratorium Huygens: laboratorium di Universitas Leiden, Belanda.

2. Kegiatan ilmiah

Lagrange menulis bahwa Huygens "ditakdirkan untuk memperbaiki dan mengembangkan penemuan terpenting Galileo."

2.1. Matematika dan Mekanika

Christian Huygens
Ukiran dari lukisan karya Kaspar Necher karya G. Edelink, 1684-1687.

Christian Huygens memulai karir ilmiahnya pada tahun 1651 dengan esai tentang kuadratur hiperbola, elips dan lingkaran. Pada tahun 1654 ia menemukan teori evolusi dan evolusi.

Pada 1657 Huygens menerbitkan deskripsi perangkat jam pendulum yang ditemukan olehnya. Pada saat itu, para ilmuwan tidak memiliki perangkat yang diperlukan untuk eksperimen seperti jam yang akurat. Galileo, misalnya, ketika mempelajari hukum jatuh, menghitung denyut nadinya sendiri. Jam tangan dengan roda yang digerakkan oleh beban telah digunakan sejak lama, tetapi akurasinya tidak memuaskan. Sejak zaman Galileo, pendulum telah digunakan secara terpisah untuk secara akurat mengukur periode waktu yang singkat, dan perlu untuk melacak jumlah ayunan. Jam Huygens memiliki akurasi yang baik, dan ilmuwan itu berulang kali, selama hampir 40 tahun, beralih ke penemuannya, memperbaikinya dan mempelajari sifat-sifat pendulum. Huygens bermaksud menggunakan jam pendulum untuk memecahkan masalah penentuan garis bujur di laut, tetapi tidak membuat kemajuan yang signifikan. Kronometer laut yang andal dan akurat hanya muncul pada tahun 1735 (di Inggris Raya).

Pada tahun 1673 Huygens menerbitkan sebuah karya klasik tentang mekanika "Jam Pendulum" (" Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrasi geometrik"). Nama yang sederhana tidak boleh menyesatkan. Selain teori jam, esai tersebut memuat banyak penemuan kelas satu di bidang analisis dan mekanika teoretis. Huygens juga mengkuadratkan sejumlah permukaan revolusi di sana. Ini dan tulisan-tulisannya yang lain memiliki dampak yang luar biasa pada Newton muda.

Di bagian pertama karyanya, Huygens menjelaskan pendulum sikloidal yang ditingkatkan yang memiliki waktu ayunan konstan terlepas dari amplitudonya. Untuk menjelaskan properti ini, penulis mencurahkan bagian kedua buku ini untuk menurunkan hukum umum gerak benda di medan gravitasi - bebas, bergerak di sepanjang bidang miring, berguling di sepanjang cycloid. Harus dikatakan bahwa peningkatan ini belum menemukan aplikasi praktis, karena pada fluktuasi kecil, peningkatan akurasi dari penambahan berat sikloidal tidak signifikan. Namun, metodologi penelitian itu sendiri memasuki dana emas ilmu pengetahuan.

Dari gerakan benda sepanjang garis lurus yang miring, Huygens melanjutkan ke gerakan sepanjang garis putus-putus dan kemudian bergerak sepanjang kurva, dan dia membuktikan bahwa kecepatan yang diperoleh ketika jatuh dari ketinggian berapa pun di sepanjang kurva sama dengan kecepatan yang diperoleh selama jatuh bebas dari ketinggian yang sama sepanjang garis vertikal, dan bahwa kecepatan yang sama diperlukan untuk mengangkat benda yang sama ke ketinggian yang sama baik di sepanjang garis vertikal dan di sepanjang kurva. Kemudian, beralih ke sikloid dan mempertimbangkan beberapa sifat geometrisnya, penulis membuktikan tautokronisme pergerakan titik berat di sepanjang sikloid.

Di bagian ketiga esai, teori evolusi dan evolusi, yang ditemukan oleh penulis pada tahun 1654, disajikan; di sini ia menemukan bentuk dan posisi evolusi cycloid.

Bagian keempat menyajikan teori pendulum fisik; di sini Huygens memecahkan masalah yang tidak diberikan kepada begitu banyak ahli geometri modern - masalah menentukan pusat osilasi. Hal ini didasarkan pada proposal berikut:

Jika sebuah bandul kompleks, setelah keluar dari keadaan diam, telah membuat beberapa bagian dari ayunannya, setengah bentang yang lebih besar, dan jika hubungan antara semua partikelnya hancur, maka masing-masing partikel ini akan naik ke ketinggian yang sama. pusat gravitasi akan berada pada ketinggian itu, dimana dia berada saat pendulum dibiarkan diam.

Proposisi ini, tidak dibuktikan oleh Huygens, tampak baginya sebagai prinsip dasar, sementara sekarang ini merupakan konsekuensi sederhana dari hukum kekekalan energi.

Teori pendulum fisik diberikan oleh Huygens dalam bentuk yang sepenuhnya umum dan seperti yang diterapkan pada berbagai jenis benda. Huygens mengoreksi kesalahan Galileo dan menunjukkan bahwa isokronisme osilasi pendulum, yang dinyatakan oleh pendulum, hanya terjadi kira-kira. Dia juga mencatat dua lagi kesalahan Galileo dalam kinematika: gerakan seragam di sekitar lingkaran dikaitkan dengan percepatan (Galileo menyangkal ini), dan gaya sentrifugal tidak sebanding dengan kecepatan, tetapi dengan kuadrat kecepatan.

Pada tahun 1657 Huygens menulis lampiran " Tentang pemukiman dalam perjudian"Untuk buku gurunya van Schooten" Mathematical Etudes ". Itu adalah presentasi yang berarti dari permulaan teori probabilitas yang muncul saat itu. Huygens, bersama dengan Fermat dan Pascal, meletakkan dasar untuk itu. Melalui buku ini, Jacob Bernoulli berkenalan dengan teori probabilitas, yang menyelesaikan penciptaan fondasi teori.

Halaman judul risalah astronomi dan filosofis populer Huygens "Cosmotheoros"

2.2. Astronomi

Pada 1672, ia menemukan lapisan es di Kutub Selatan Mars.

Dia juga menemukan nebula Orion dan nebula lainnya, mengamati bintang ganda, dan memperkirakan (cukup akurat) periode rotasi Mars di sekitar porosnya.

Buku terakhir "ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ sive de terris coelestibus earumque ornatu conjecturae" (dalam bahasa Latin; diterbitkan di Den Haag pada tahun 1698) adalah meditasi filosofis dan astronomis tentang Alam Semesta. Diyakini bahwa planet lain juga dihuni oleh manusia. Buku Huygens disebarluaskan di Eropa, di mana ia diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris (tahun 1698), Belanda (1699), Prancis (1702), Jerman (1703) dan Swedia (1774). Itu diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia oleh dekrit Peter I oleh Jacob Bruce pada tahun 1717 dengan judul "The Book of the World View". Ini dianggap sebagai buku pertama di Rusia yang menjelaskan sistem heliosentris Copernicus.

2.3. Optik dan Teori Gelombang

Huygens mengambil bagian dalam kontroversi kontemporer tentang sifat cahaya. Pada 1678 ia menerbitkan A Treatise on Light, garis besar teori gelombang cahaya. Dia menerbitkan karya luar biasa lainnya pada tahun 1690; di sana ia mempresentasikan teori kualitatif refleksi, refraksi dan birefringence di spar Islandia dalam bentuk yang sama seperti yang sekarang disajikan dalam buku teks fisika. Diformulasikan apa yang disebut. Prinsip Huygens, yang memungkinkan seseorang untuk mempelajari gerak muka gelombang, kemudian dikembangkan oleh Fresnel dan yang memainkan peran penting dalam teori gelombang cahaya dan teori difraksi.

Dia memiliki perbaikan asli dari teleskop yang digunakan olehnya dalam pengamatan astronomi dan disebutkan dalam paragraf tentang astronomi. Dia juga penemu proyektor diaskopik - yang disebut. "Lentera ajaib".
Menciptakan lensa okuler Huygens, yang terdiri dari dua lensa plano-cembung.

2.4. Prestasi lainnya

Jam tangan mekanik saku

Penemuan teoritis perataan bumi di kutub, serta penjelasan tentang pengaruh gaya sentrifugal terhadap arah gravitasi dan pada panjang bandul kedua pada garis lintang yang berbeda.
Penyelesaian masalah tumbukan benda elastik, bersamaan dengan Wallis dan Wren.
Salah satu solusi untuk pertanyaan tentang bentuk rantai homogen berat dalam kesetimbangan: (garis rantai).
Penemuan jam spiral untuk menggantikan pendulum sangat penting untuk navigasi; jam tangan spiral pertama dirancang di Paris oleh pembuat jam Thuret pada tahun 1674.
Pada tahun 1675 ia mematenkan jam saku.
Yang pertama menyerukan pilihan ukuran panjang alami dunia, seperti yang ia usulkan 1/3 dari panjang bandul dengan periode osilasi 1 detik (ini kira-kira 8 cm).

3. Karya utama

Horologium Oscillatorium, 1673 (Jam pendulum, dalam bahasa Latin).
Kosmotheeoros. (Terjemahan bahasa Inggris dari edisi 1698) - penemuan astronomi Huygens, hipotesis tentang planet lain.
Risalah tentang Cahaya (terjemahan bahasa Inggris).

4. Catatan

Menurut transkripsi praktis Belanda-Rusia, lebih tepat untuk mereproduksi nama depan dan belakang ini dalam bahasa Rusia sebagai Christian Huygens .
Gindikin S.G. Cerita tentang fisikawan dan matematikawan - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html. - edisi ketiga, diperpanjang. - M .: MTsNMO, 2001 .-- Hal. 110 .-- ISBN 5-900916-83-9
B.G. Kuznetsov Galileo Galilei. - M.: Nauka, 1964, hlm. 165, 174.
Segala sesuatu tentang planet Mars - x-mars.narod.ru/investig.htm

literatur

5.1. Karya-karya Huygens dalam terjemahan Rusia

Guens H. Buku pandangan dunia dan pendapat tentang bola duniawi dan perhiasannya. Per. Yakub Bruce. Sankt Peterburg, 1717; 2nd ed., 1724 (dalam edisi Rusia, nama penulis dan nama penerjemah tidak ditunjukkan)
Archimedes. Huygens. legenda Lambert. Tentang mengkuadratkan lingkaran. Dengan lampiran sejarah masalah, disusun oleh F. Rudio. Per. S.N. Bernstein. Odessa, Mathesis, 1913. (Cetak ulang: M.: URSS, 2002)
Huygens H. Sebuah risalah tentang cahaya, yang menjelaskan alasan apa yang terjadi padanya selama pemantulan dan pembiasan, khususnya dengan pembiasan aneh kristal Islandia. M.-L.: ONTI, 1935.
Huygens H. Tiga memoar tentang mekanik. - publ.lib.ru/ARCHIVES/G/GYUYGENS_Hristian/Gyuygens_H._Tri_memuara_po_mehanike.(1951)..zip M .: Izd. Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet, 1951. Seri: Ilmu Pengetahuan Klasik.
- Jam bandul.
- Pada pergerakan tubuh di bawah pengaruh pukulan.
- Tentang gaya sentrifugal.
- APLIKASI:
  - K.K.Baumgart. Christian Huygens. Sketsa biografi singkat.
  - K.K.Baumgart. Karya Christian Huygens tentang mekanika.
- indeks penulis.

5.2. Sastra tentang dia

Veselovsky I.N. Huygens. M.: Uchpedgiz, 1959.
Sejarah matematika diedit oleh AP Yushkevich dalam tiga volume, Moskow: Nauka, Volume 2. Matematika abad ke-17. (1970) - ilib.mccme.ru/djvu/istoria/istmat2.htm
Gindikin S.G. Cerita tentang fisikawan dan matematikawan. - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html M: MCNMO, 2001.
Costabel P. Penemuan pendulum cycloidal oleh Christian Huygens dan keahlian seorang ahli matematika. Penelitian sejarah dan matematika, tidak. 21, 1976, hal. 143-149.
Mach E. Mekanika. Sketsa sejarah dan kritis perkembangannya. Izhevsk: RKhD, 2000.
Frankfurt UI, Frank A.M. Christian Huygens. Moskow: Nauka, 1962.
Selendang, Michelle. Ikhtisar sejarah asal mula dan perkembangan metode geometris - en.wikisource.org/wiki/Historical_review_of_the_determination_and_development_of_geometric_methods/Huygens. T.1, n. 11-14. M., 1883.
John J. O'Connor dan Edmund F. Robertson... Huygens, Christian - www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Huygens.html dalam arsip MacTutor.
Karya Christiaan Huygens - www.gutenberg.org/author/Christiaan Huygens di Proyek Gutenberg

Perangkat fisik baru - hati

Semua orang sangat menyadari menara ramping yang terletak di kota Pisa Italia dari berbagai lukisan dan foto. Dia akrab tidak hanya dengan proporsi dan keanggunannya, tetapi juga dengan masalah yang menimpanya. Menara perlahan tapi terasa menyimpang dari vertikal, seolah membungkuk.

Menara Miring Pisa yang "miring" terletak di kota di mana ilmuwan besar Italia kontemporer lahir dan melakukan banyak studi ilmiah Galileo Galilei... Di kampung halamannya, Galileo menjadi profesor universitas. Profesor matematika, meskipun ia terlibat tidak hanya dalam matematika, tetapi juga dalam optik, astronomi, 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 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 tanpa disadari 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 kita sehari-hari, apalagi, seringkali, tampaknya, mengkonfirmasi pemikiran Aristoteles - daun ringan perlahan dan mulus terbang dari pohon-pohon di hutan musim gugur, hujan es besar mengetuk atap dengan keras dan cepat ...

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 pola pergerakan pendulum.

Bagaimana kedua tubuh, ringan dan berat, akan berperilaku jika mereka diikat bersama? Setelah mengajukan pertanyaan ini pada dirinya sendiri, Galileo berargumen 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 tubuh harus jatuh dengan kecepatan yang sama.

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

Eksperimen harus dilakukan dengan benda dengan berat yang berbeda, tetapi bentuk rampingnya kira-kira sama, sehingga udara tidak memperkenalkan "koreksi"-nya pada 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 mencapai tanah pada saat yang sama!

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

Galileo ingin mempelajari perilaku tubuh ketika mereka tidak bergerak begitu cepat. Dia membuat alur persegi panjang dengan dinding yang dipoles dengan baik dari balok kayu panjang, meletakkannya secara miring dan menurunkan bola-bola berat (hati-hati, tanpa mendorong) ke bawah.

Tidak ada jam yang bagus pada waktu itu, dan Galileo menilai waktu yang diperlukan untuk setiap percobaan, menimbang jumlah air yang mengalir melalui tabung tipis dari tong besar.

Dengan bantuan perangkat "ilmiah" semacam itu, Galileo menetapkan keteraturan penting: jarak yang ditempuh bola sebanding dengan kuadrat waktu, yang menegaskan gagasan matangnya tentang kemungkinan gerakan tubuh dengan akselerasi konstan.

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

Penampilan dan struktur jam bandul pertama 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 percobaan pertama bom atom dengan jarak 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 berosilasi ini, Christian Huygens pada tahun 1657 menciptakan jam pendulum pertama dengan gerakan teratur.

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

Tampilan