Christian Huygensi lühike elulugu. Huygens, kristlased Huvitavaid fakte Huygensi elust

Huygens Christian (1629-1695), Hollandi füüsik, matemaatik, mehaanik, astronoom.

Sündis 14. aprillil 1629 Haagis. 16-aastaselt astus ta Leideni ülikooli, kaks aastat hiljem jätkas õpinguid Breda ülikoolis. Elas enamasti Pariisis; oli Pariisi Teaduste Akadeemia liige.

Huygens sai tuntuks kui geniaalne matemaatik. Kuid saatus otsustas, et ta oli I. Newtoni kaasaegne, mis tähendab, et ta oli alati kellegi teise ande varjus. Huygens oli Galileo ja Descartes'i järel üks mehaanika arendajaid. Ta asus juhtpositsioonile põgenemismehhanismiga pendlikellade loomisel. Tal õnnestus lahendada füüsikalise pendli võnkekeskme määramise probleem ja kehtestada tsentripetaaljõu määravad seadused. Ta uuris ja tuletas ka elastsete kehade kokkupõrkeid reguleerivaid seadusi.

Enne Newtonit töötas Huygens välja valguse laineteooria. Huygensi põhimõte (1678) – mehhanism, mille ta avastas valguse levikuks – kehtib ka tänapäeval. Huygens selgitas oma valguse teooriale tuginedes mitmeid optilisi nähtusi, mõõtis suure täpsusega Islandi sparni geomeetrilisi omadusi ja avastas selles kaksikmurdumise, seejärel nägi ta sama nähtust kvartskristallides. Huygens võttis kasutusele mõiste "kristalltelg" ja avastas valguse polarisatsiooni. Ta töötas suure eduga optika alal: täiustas oluliselt teleskoopi, kujundas okulaari ja võttis kasutusele avasid.

Olles üks Pariisi observatooriumi asutajatest, andis ta olulise panuse astronoomiasse – ta avastas Päikesesüsteemi ühe suurima satelliidi Saturni ja Titani 8. rõnga, eristas Marsi polaarmütse ja Jupiteri triipe. Suure huviga teadlane konstrueeris nn planetaarmasina (planetaariumi) ja lõi teooria Maa kuju kohta. Ta oli esimene, kes jõudis järeldusele, et Maa on pooluste lähedal kokku surutud, ja väljendas ideed mõõta gravitatsioonijõudu teise pendli abil. Huygens jõudis lähedale universaalse gravitatsiooniseaduse avastamisele. Tema matemaatilisi meetodeid kasutatakse teaduses ka tänapäeval.

Plaan:

Sissejuhatus

• 1 Biograafia
• 2 Teaduslik tegevus
  • 2.1 Matemaatika ja mehaanika
  • 2.2 Astronoomia
  • 2.3 Optika ja laineteooria
  • 2.4 Muud saavutused
• 3 Suuremat tööd
• 4 Märkused
Kirjandus
• 5.1 Huygensi teosed venekeelses tõlkes
• 5.2 Kirjandus temast

Sissejuhatus

Caspar Necheri portree (1671), õli, Boerhaave muuseum, Leiden

Christian Huygens (kuula (inf.) ) van Zuylichem(hollandi. Christiaan Huygens, IPA: [ˈkrɪstijaːn ˈɦœyɣə(n)s], 14. aprill 1629, Haag – 8. juuli 1695, ibid.) – Hollandi mehaanik, füüsik, matemaatik, astronoom ja leiutaja.

1. Biograafia

Huygens sündis Haagis. Tema isa Konstantin Huygens (Huygens), Oranži printside salanõunik, oli tähelepanuväärne kirjanik, kes sai ka hea teadusliku hariduse.

Noor Huygens õppis Leideni ülikoolis õigusteadust ja matemaatikat ning otsustas seejärel pühenduda teadusele.

Koos oma vennaga täiustas ta teleskoopi, viies selle 92-kordse suurenduseni ja hakkas taevast uurima. Huygens sai esmakordselt kuulsaks, kui avastas Saturni rõngad (ka Galileo nägi neid, kuid ei saanud aru, mis need on) ja selle planeedi satelliidi Titani.

1657. aastal sai Huygens Hollandi patendi pendelkella disainimiseks. Oma elu viimastel aastatel püüdis Galileo seda mehhanismi luua, kuid tema progresseeruv pimedus takistas teda. Huygensi kell tegelikult töötas ja andis selle aja kohta suurepärase täpsuse. Disaini keskseks elemendiks oli Huygensi leiutatud ankur, mis surus perioodiliselt pendlit ja säilitas summutamata võnkumised. Huygensi disainitud täpne ja odav pendelkell levis kiiresti kogu maailmas.

1665. aastal asus ta Colberti kutsel elama Pariisi ja võeti Teaduste Akadeemia liikmeks. 1666. aastal sai temast sama Colberti ettepanekul selle esimene president. Huygens juhtis Akadeemiat 15 aastat.

1673. aastal ilmus pealkirja all “Pendlikell” erakordselt informatiivne teos kiirendatud liikumise kinemaatikast. See raamat oli teatmeteos Newtonile, kes lõpetas Galileo alustatud ja Huygensi jätkatud mehaanika vundamendi ehitamise.

1681: seoses Nantes'i edikti kavandatava tühistamisega naasis Huygens, kes ei tahtnud katoliiklust üle minna, Hollandisse, kus jätkas oma teaduslikku uurimistööd.

Huygensi järgi nime saanud:

• kraater Kuul;
• mägi Mons Huygens kuu peal;
• kraater Marsil;
• asteroid 2801 Huygens;
• Titanile jõudnud Euroopa kosmosesond;
• Huygensi labor: Leideni ülikooli labor, Holland.

2. Teaduslik tegevus

Lagrange kirjutas, et Huygensi eesmärk oli parandada ja arendada Galileo kõige olulisemaid avastusi.

2.1. Matemaatika ja mehaanika

Christiaan Huygens
Gravüür Kaspar Necheri maalilt, G. Edelinki, 1684-1687.

Christian Huygens alustas oma teaduslikku tegevust 1651. aastal esseega hüperbooli, ellipsi ja ringi kvadratuurist. Aastal 1654 avastas ta evolutsiooniteooria ja involuutide teooria.

1657. aastal avaldas Huygens enda leiutatud pendelkella ehituse kirjelduse. Sel ajal polnud teadlastel katseteks nii vajalikku instrumenti nagu täpne kell. Näiteks Galileo luges kukkumise seadusi uurides enda pulsi lööke. Raskustega käitatavate ratastega kellad on olnud kasutusel pikka aega, kuid nende täpsus ei olnud rahuldav. Galileo ajast saadik on pendlit kasutatud eraldi lühikeste ajavahemike täpseks mõõtmiseks ning vaja oli lugeda hoovõttude arvu. Huygensi kella täpsus oli hea ja teadlane pöördus seejärel korduvalt, peaaegu 40 aasta jooksul, tema leiutise poole, täiustades seda ja uurides pendli omadusi. Huygens kavatses merel pikkuskraadi määramise probleemi lahendamiseks kasutada pendelkellasid, kuid see ei saavutanud märkimisväärset edu. Usaldusväärne ja täpne merekronomeeter ilmus alles 1735. aastal (Suurbritannias).

1673. aastal avaldas Huygens klassikalise mehaanikateose "Pendelkell". Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum and horologia aptato demonstrationes geometrica"). Tagasihoidlik nimi ei tohiks olla eksitav. Lisaks kellade teooriale sisaldas töö palju esmaklassilisi avastusi analüüsi ja teoreetilise mehaanika vallas. Huygens kvadratuurib seal ka mitmeid pöördepindu. See ja tema teised kirjutised avaldasid noorele Newtonile tohutut mõju.

Töö esimeses osas kirjeldab Huygens täiustatud, tsükloidset pendlit, millel on amplituudist sõltumata konstantne kõikumisaeg. Selle omaduse selgitamiseks pühendab autor raamatu teise osa kehade üldiste liikumisseaduste tuletamisele gravitatsiooniväljas - vaba, liikudes piki kaldtasapinda, veeredes mööda tsükloidi. Peab ütlema, et see paranemine ei leidnud praktilist rakendust, kuna väikeste kõikumiste korral on tsükloidse kaalutõusu täpsuse suurenemine ebaoluline. Uurimismetoodika ise sai aga osaks teaduse kullafondist.

Huygens tuletab vabalt langevate kehade ühtlaselt kiirendatud liikumise seadused, mis põhinevad eeldusel, et konstantse jõu mõju kehale ei sõltu algkiiruse suurusest ja suunast. Tuletades seose kukkumise kõrguse ja aja ruudu vahel, teeb Huygens märkuse, et kukkumiste kõrgused on omavahel seotud saadud kiiruste ruutudena. Edasi, arvestades ülespoole paiskunud keha vaba liikumist, leiab ta, et keha tõuseb suurimale kõrgusele, olles kaotanud kogu talle antud kiiruse ja omandab selle tagasi naastes uuesti.

Galileo tunnistas ilma tõenditeta, et kui kehad kukuvad mööda erineva kaldega sirgeid samalt kõrguselt, omandavad nad võrdse kiiruse. Huygens tõestab seda järgmiselt. Kaks erineva kaldega ja võrdse kõrgusega sirgjoont asetatakse alumiste otstega kõrvuti. Kui ühe ülemisest otsast välja lastud keha omandab suurema kiiruse kui teise ülemisest otsast välja lastud keha, siis saab seda lasta mööda esimest sellisest punktist ülemisest otsast allapoole, et altpoolt saadud kiirusest piisab. kere tõstmiseks teise rea ülemisse otsa; aga siis selgub, et keha tõusis kõrgemale kui see, kust ta kukkus, aga see ei saa olla.

Keha liikumisest piki kaldjoont liigub Huygens edasi liikumisele piki katkendjoont ja seejärel liikumisele mööda mis tahes kurvi ning tõestab, et mis tahes kõrguselt mööda kõverat kukkudes saavutatud kiirus on võrdne kiirusega, mis saavutati kõvera ajal. vabalangemine samalt kõrguselt mööda vertikaaljoont ja sama keha tõstmiseks samale kõrgusele nii piki vertikaalset sirget kui ka kõverat on vaja sama kiirust. Seejärel, liikudes edasi tsükloidi juurde ja arvestades selle mõningaid geomeetrilisi omadusi, tõestab autor raske punkti liikumiste tautokroonsust piki tsükloidi.

Töö kolmas osa kirjeldab evolutsiooni ja involuutide teooriat, mille autor avastas 1654. aastal; siit leiab ta tsükloidi evolutsiooni tüübi ja asukoha.

Neljandas osas kirjeldatakse füüsikalise pendli teooriat; Siin lahendab Huygens ülesande, mida nii paljudele tema aja geomeetritele ei antud – võnkekeskme määramise probleemi. See põhineb järgmisel lausel:

Kui komplekspendel on puhkeseisundist lahkunud, on lõpetanud mingi osa oma õõnest, mis on suurem kui poolkiik, ja kui ühendus kõigi selle osakeste vahel on hävinud, tõuseb igaüks neist osakestest sellisele kõrgusele, et nende ühine keskpunkt raskusjõud on sellel kõrgusel, kus see oli siis, kui pendel lahkus.

See väide, mida Huygens ei tõestanud, näib talle alusprintsiibina, samas kui praegu on see energia jäävuse seaduse lihtne tagajärg.

Füüsikalise pendli teooria esitas Huygens täiesti üldisel kujul ja rakendas seda erinevat tüüpi kehadele. Huygens parandas Galilei vea ja näitas, et viimase poolt välja kuulutatud pendli võnkumiste isokronism toimub vaid ligikaudselt. Ta märkis ka veel kaks Galileo viga kinemaatikas: ühtlast ringliikumist seostatakse kiirendusega (Galileo eitas seda) ja tsentrifugaaljõud on võrdeline mitte kiirusega, vaid kiiruse ruuduga.

Oma töö viimases, viiendas osas esitab Huygens kolmteist teoreemi tsentrifugaaljõu kohta. Selles peatükis esitatakse esmakordselt täpne kvantitatiivne väljend tsentrifugaaljõule, mis hiljem mängis olulist rolli planeetide liikumise uurimisel ja universaalse gravitatsiooniseaduse avastamisel. Huygens annab selles (sõnaliselt) mitu põhivalemit:

Aastal 1657 kirjutas Huygens avalduse " Arvutuste kohta hasartmängudes"tema õpetaja van Schooteni raamatule "Matemaatikaõpingud". See oli sisukas esitlus tollal esile kerkinud tõenäosusteooria algusest. Huygens koos Fermati ja Pascaliga pani selle aluse. Sellest raamatust tutvus tõenäosusteooriaga Jacob Bernoulli, kes viis teooria aluste loomise lõpule.

Huygensi populaarse astronoomilise ja filosoofilise traktaadi "Cosmotheoros" tiitelleht

2.2. Astronoomia

Huygens täiustas iseseisvalt teleskoopi; aastal 1655 avastas ta Saturni kuu Titani ja kirjeldas Saturni rõngaid. 1659. aastal kirjeldas ta oma avaldatud teoses kogu Saturni süsteemi.

1672. aastal avastas ta Marsi lõunapoolusel jääkatte.

Ta avastas ka Orioni udukogu ja teised udukogud, vaatles kaksiktähti ja hindas (üsna täpselt) Marsi pöörlemisperioodi ümber oma telje.

Viimane raamat “ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ sive de terris coelestibus earumque ornatu conjecturae” (ladina keeles; avaldati Haagis 1698. aastal) on filosoofiline ja astronoomiline mõtisklus universumist. Ta uskus, et inimesed elavad ka teistel planeetidel. Huygensi raamat sai laialdase leviku Euroopas, kus see tõlgiti inglise (1698), hollandi (1699), prantsuse (1702), saksa (1703) ja rootsi keelde (1774). Peeter I dekreediga tõlkis selle 1717. aastal vene keelde Jacob Bruce pealkirjaga “Maailma raamat”. Seda peetakse esimeseks raamatuks Venemaal, mis selgitab Koperniku heliotsentrilist süsteemi.

2.3. Optika ja laineteooria

• Huygens osales kaasaegsetes aruteludes valguse olemuse üle. Aastal 1678 avaldas ta oma traktaadi valgusest, valguse laineteooria ülevaate. Ta avaldas 1690. aastal veel ühe tähelepanuväärse teose; seal visandas ta Islandi spari kvalitatiivset peegelduse, murdumise ja kaksikmurdmise teooriat samal kujul, nagu seda praegu esitatakse füüsikaõpikutes. Sõnastas nn Fresneli poolt hiljem välja töötatud Huygensi põhimõte, mis võimaldab uurida lainefrondi liikumist, mängis olulist rolli valguse laineteoorias ja difraktsiooniteoorias.

• Talle kuulub teleskoobi esialgne täiustus, mida ta kasutas astronoomilistel vaatlustel ja mainis astronoomiat käsitlevas lõigus. Ta on ka diaskoopprojektori – nn. "maagiline latern"
• Leiutas Huygensi okulaari, mis koosneb kahest tasapinnalisest kumerast läätsest.

2.4. Muud saavutused

Mehaaniline taskukell

• Teoreetiline avastus Maa pooluste kõveruse kohta, samuti selgitus tsentrifugaaljõu mõju kohta gravitatsiooni suunale ja teise pendli pikkusele erinevatel laiuskraadidel.
• Elastsete kehade kokkupõrke probleemi lahendamine, samaaegselt Wallise ja Reniga.
• Tasakaalus oleva raske homogeense ahela tüübi küsimuse üks lahendusi on: (ahelajoon).
• Kella spiraali leiutamine, mis asendab pendlit, on navigeerimiseks äärmiselt oluline; Esimese spiraaliga käekella kujundas Pariisis kellassepp Thuret 1674. aastal.
• 1675. aastal patenteeris ta taskukella.
• Esimene nõudis universaalse loomuliku pikkuse mõõtmise valimist, milleks ta pakkus välja 1/3 pendli pikkusest võnkeperioodiga 1 sekund (see on ligikaudu 8 cm).

3. Suuremad tööd

• Horologium oscillatorium, 1673 (Pendelkell, ladina keeles).
• Kosmotheeoros. (1698. aasta väljaande ingliskeelne tõlge) - Huygensi astronoomilised avastused, hüpoteesid teiste planeetide kohta.
• Traktaat valgusest (Treatise on Light, inglisekeelne tõlge).

4. Märkmed

1. Hollandi-Vene praktilise transkriptsiooni järgi on õigem seda nime ja perekonnanime reprodutseerida vene keeles. Christian Huygens .
2. Gindikin S.G. Lood füüsikutest ja matemaatikutest - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html. - kolmas trükk, laiendatud. - M.: MTsNMO, 2001. - Lk 110. - ISBN 5-900916-83-9
3. Kuznetsov B. G. Galileo Galilei. - M.: Nauka, 1964, lk 165, 174.
4. Kõik planeedi Marsi kohta – x-mars.narod.ru/investig.htm

Kirjandus

5.1. Huygensi teosed venekeelses tõlkes

• Guens H. Maailmavaateline raamat ja arvamus taevaste ja maiste gloobuste ning nende kaunistuste kohta. Per. Jacob Bruce. Peterburi, 1717; 2. trükk, 1724 (venekeelses väljaandes ei ole märgitud autori ja tõlkija nime)
• Archimedes. Huygens. Legendre. Lambert. Ringi ruudu kandmisest. F. Rudio koostatud väljaande ajaloo rakendusega. Per. S. N. Bernstein. Odessa, Mathesis, 1913. (Kordustrükk: M.: URSS, 2002)
• Huygens H. Valgusteemaline traktaat, mis selgitab põhjuseid, mis temaga peegelduse ja murdumise, eriti Islandi kristalli kummalise murdumise ajal juhtub. M.-L.: ONTI, 1935.
• Huygens H. Kolm memuaari mehaanika kohta. - publ.lib.ru/ARCHIVES/G/GYUYGENS_Hristian/Gyuygens_H._Tri_memuara_po_mehanike.(1951)..zip M.: Kirjastus. NSVL Teaduste Akadeemia, 1951. Sari: Teaduste klassika.
  • Pendelkell.
  • Kehade liikumisest löögi mõjul.
  • Tsentrifugaaljõu kohta.
  • RAKENDUSED:
    • K. K. Baumgart. Christiaan Huygens. Lühike biograafiline sketš.
    • K. K. Baumgart. Christiaan Huygensi tööd mehaanika kohta.
  • Nimeregister.

5.2. Kirjandus temast

• Veselovski I.N. Huygens. M.: Uchpedgiz, 1959.
• A. P. Juškevitši toimetatud matemaatika ajalugu kolmes köites, M.: Nauka, 2. köide. 17. sajandi matemaatika. (1970) – ilib.mccme.ru/djvu/istoria/istmat2.htm
• Gindikin S.G. Lood füüsikutest ja matemaatikutest. - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html M: MCNMO, 2001.
• Costabel P. Christian Huygensi tsükloidpendli leiutamine ja matemaatiku oskus. Ajaloolised ja matemaatilised uuringud, vol. 21, 1976, lk. 143-149.
• Mach E. Mehaanika. Ajalooline ja kriitiline essee selle arengust. Iževsk: RHD, 2000.
• Frankfurt W. I., Frank A. M. Christiaan Huygens. M.: Nauka, 1962.
• Sall, Michel. Ajalooline ülevaade geomeetriliste meetodite tekkest ja arengust - ru.wikisource.org/wiki/Historical_review_of_the_origin_and_development_of_geometric_methods/Huygens. T. 1, nr. 11-14. M., 1883.
• John J. O'Connor Ja Edmund F. Robertson. Huygens, Christian – www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Huygens.html (inglise keeles) MacTutori arhiivis.
• Christiaan Huygensi teosed – www.gutenberg.org/author/Christiaan Huygensi projektis Gutenberg

Suur Nõukogude entsüklopeedia: Huygens, Huygens Christian (14.4.1629, Haag, - 8.7.1695, ibid.), Hollandi mehaanik, füüsik ja matemaatik, valguse laineteooria looja. Londoni Kuningliku Seltsi esimene välisliige (aastast 1663). G. õppis Leideni ja Breda ülikoolis, kus õppis õigusteadust ja matemaatikat. 22-aastaselt avaldas ta töö ringi, ellipsi ja hüperbooli kaare pikkuse määramise kohta. 1654. aastal ilmus tema töö “Ringjoone suuruse määramisest”, mis oli suur panus ringi ja läbimõõdu suhte määramise (arvu p arvutamise) teooriasse. Sellele järgnesid teised olulised matemaatilised traktaadid tsükloidi-, logaritmi- ja kontaktliinide jne uurimisest. Tema traktaat “Täringutel arvutamisest” (1657) on üks esimesi uurimusi tõenäosusteooria valdkonnas. G. kehtestas koos R. Hooke'iga konstantsed termomeetripunktid - jää sulamistemperatuur ja vee keemistemperatuur. Nendel samadel aastatel töötas G. astronoomiliste teleskoopide läätsede täiustamisega, püüdes suurendada nende ava ja kõrvaldada kromaatilist aberratsiooni. Nende abiga avastas G. 1655. aastal planeedi Saturni (Titan) satelliidi, määras kindlaks selle pöördeperioodi ja tegi kindlaks, et Saturn on ümbritsetud õhukese rõngaga, ei külgne sellega kuskil ja on ekliptika poole kaldu. Kõik tähelepanekud on andnud G. klassikalises teoses “Saturni süsteem” (1659). Samas töös kirjeldas G. esimest korda udukogu Orioni tähtkujus ja teatas triipudest Jupiteri ja Marsi pindadel.
Astronoomilised vaatlused nõudsid täpset ja mugavat aja mõõtmist. 1657. aastal leiutas G. esimese põgenemismehhanismiga varustatud pendelkella; G. kirjeldas oma leiutist teoses “Pendelkell” (1658). Selle teose teine, laiendatud trükk ilmus 1673. aastal Pariisis. Selle esimeses 4 osas uuris G. mitmeid pendli liikumisega seotud probleeme. Ta andis lahenduse füüsilise pendli löögikeskme leidmise ülesandele – mehaanika ajaloo esimesele probleemile, mis käsitleb ühendatud materiaalsete punktide süsteemi liikumist antud jõuväljas. Samas töös tegi G. kindlaks piki tsükloidi liikumise tautokronismi ja, olles välja töötanud tasapinnaliste kõverate evolutsiooniteooria, tõestas, et ka tsükloidi evolutsioon on tsükloid, kuid paikneb telgede suhtes erinevalt.
1665. aastal kutsuti G. Prantsuse Teaduste Akadeemia asutamisel selle esimeheks Pariisi, kus ta elas peaaegu pidevalt 16 aastat (1665-81). 1680. aastal töötas G. "planetaarse masina" loomisega - kaasaegse planetaariumi prototüübi -, mille kavandamiseks töötas ta välja üsna täieliku teooria jätkuvatest või jätkuvatest fraktsioonidest. See on viimane töö, mille ta Pariisis valmis sai.
1681. aastal, kodumaale naasnuna, asus G. taas optikatööle. Aastatel 1681-87 lihvis ta läätsesid tohutu fookuskaugusega 37, 54,63 m. Samal ajal konstrueeris G. oma nime kandva okulaari, mis on siiani kasutusel (vt Okulaar). Kogu G. optiliste tööde tsükkel lõpeb kuulsa “Traktaat valgusest” (1690). Selles esitatakse esmakordselt valguse laineteooria täiesti selgel kujul ja rakendatakse seda optiliste nähtuste seletamisel. Valguse traktaadi 5. peatükis andis G. selgituse Islandi spardikristallides avastatud topeltmurdumise nähtuse kohta; Klassikalist murdumise teooriat optiliselt üheteljelistes kristallides selgitatakse endiselt selle peatüki põhjal.
Valguse traktaadile lisas G. lisana argumendi "Gravitatsiooni põhjustest", milles ta jõudis lähedale universaalse gravitatsiooni seaduse avastamisele. Oma viimases postuumselt avaldatud traktaadis Cosmoteoros (1698) tugineb G. maailmade paljususe ja nende elamiskõlblikkuse teooriale. 1717. aastal tõlgiti traktaat vene keelde. keel Peeter I käsul.

Christiaan Huygens on Hollandi teadlane, matemaatik, astronoom ja füüsik, üks laineoptika rajajaid. Aastatel 1665-81 töötas ta Pariisis. Leiutas (1657) põgenemismehhanismiga pendelkella, andis selle teooria, kehtestas füüsilise pendli võnkeseadused ja pani aluse löögiteooriale. Lõi (1678, avaldati 1690) valguse laineteooria, selgitas topeltmurdmist. Koos Robert Hooke'iga kehtestas ta püsivad termomeetripunktid. Täiustatud teleskoop; kujundas temanimelise okulaari. Saturni ümbritseva rõnga avastas ka selle satelliit Titan. Ühe esimese tõenäosusteooria alase teose autor (1657).

Varajane talentide ärkamine

Christiaan Huygensi esivanemad hõivasid tema riigi ajaloos silmapaistva koha. Tema isa Konstantin Huygens (1596-1687), kelle majas sündis tulevane kuulus teadlane, oli haritud mees, oskas keeli ja armastas muusikat; pärast 1630. aastat sai temast William II (ja hiljem William III) nõunik. Kuningas James I tõstis ta rüütli auastmesse ja Louis XIII autasustas teda Püha Miikaeli ordeniga. Hea jälje ajalukku jätsid ka tema lapsed – 4 poega (teine ​​on Christian) ja üks tütar.

Christiani anne avaldus juba varases nooruses. Kaheksa-aastaselt oli ta juba õppinud ladina keelt ja aritmeetikat, õppinud laulmist ning kümneaastaselt tutvus geograafia ja astronoomiaga. 1641. aastal kirjutas tema õpetaja lapse isale: „Ma näen ja peaaegu kadestan Christiani tähelepanuväärset mälestust” ja kaks aastat hiljem: „Tunnistan, et Christianit tuleb poiste seas nimetada imeks.”

Ja Christian, olles õppinud kreeka, prantsuse ja itaalia keelt ning õppinud klavessiinimängu, hakkas sel ajal huvi tundma mehaanika vastu. Kuid mitte ainult: ta naudib ka ujumist, tantsimist ja ratsutamist. Kuueteistkümneaastaselt astus Christiaan Huygens koos vanema venna Konstantiniga Leideni ülikooli juurat ja matemaatikat õppima (viimane oli rohkem valmis ja edukam, õpetaja otsustas saata ühe oma töö Rene Descartes’ile).

2 aasta pärast asub vanem vend töötama prints Frederick Henriku heaks ning Christian ja tema noorem vend kolivad Bredasse Orani kolledžisse. Christiani isa valmistas teda ette ka avalikuks teenistuseks, kuid tal olid teised püüdlused.1650. aastal naasis ta Haagi, kus tema teaduslikku tööd takistasid vaid mõnda aega teda kummitanud peavalud.

Esimesed teaduslikud tööd

Christian Huygensi teaduslike huvide ring laienes jätkuvalt. Teda huvitavad Archimedese mehaanika- ja Descartes'i (ja hilisemate teiste autorite, sealhulgas inglaste Newtoni ja Hooke'i) optikateosed, kuid ei lõpeta matemaatikaõpinguid. Mehaanikas puudutab tema peamisteks uurimusteks löögiteooriat ja kellaehituse probleemi, millel oli tollal äärmiselt oluline rakenduslik tähendus ja mis oli alati Huygensi loomingus üks keskseid kohti.

Tema esimesi saavutusi optikas võib nimetada ka "rakenduslikuks". Christian Huygens tegeleb koos oma venna Constantine'iga optiliste instrumentide täiustamisega ja saavutab sellel alal märkimisväärset edu (see tegevus ei peatu paljudeks aastateks; 1682. aastal leiutab ta kolme läätsega okulaari, mis kannab siiani tema nime. Samas kui teleskoopide täiustamisel kirjutas Huygens aga oma raamatus "Dioptria": "... inimene: kes suudaks leiutada ainult teooriale tuginedes ja ilma juhuse sekkumiseta luukklaasi, peaks olema üliinimlik mõistus").

Uued instrumendid võimaldavad teha olulisi vaatlusi: 25. märts 1655 avastab Huygens Saturni suurima satelliidi Titani (mille rõngaste vastu oli ta juba pikka aega huvi tundnud). Aastal 1657 ilmus veel üks Huygensi teos “Arvutused täringutes” - üks esimesi tõenäosusteooria töid. Ta kirjutab oma vennale veel ühe essee "Kehade mõjust".

Üldiselt olid 17. sajandi viiekümnendad Huygensi suurima tegevuse aeg. Ta kogub teadusmaailmas kuulsust. Aastal 1665 valiti ta Pariisi Teaduste Akadeemia liikmeks.

"Huygensi põhimõte"

H. Huygens uuris Newtoni optilisi teoseid lakkamatu huviga, kuid ei aktsepteerinud tema korpuskulaarset valgusteooriat. Talle olid palju lähedasemad Robert Hooke'i ja Francesco Grimaldi vaated, kes uskusid, et valgusel on laineline olemus.

Kuid idee valgusest kui lainest tekitas kohe palju küsimusi: kuidas seletada valguse sirgjoonelist levikut, selle peegeldust ja murdumist? Newton andis neile näiliselt veenvad vastused. Sirgus on dünaamika esimese seaduse ilming: kerged kehakesed liiguvad ühtlaselt ja sirgjooneliselt, kui neile ei mõju mingid jõud. Peegeldust seletati ka kui kehakehade pinnalt kerkinud kehakeste elastset tagasilööki. Murdumisega oli olukord mõnevõrra keerulisem, kuid ka siin pakkus Newton seletuse. Ta uskus, et kui valguskeha lendab kuni keha piirini, hakkab sellele mõjuma ainest tulenev külgetõmbejõud, mis annab kehale kiirenduse. See toob kaasa kehakeha kiiruse (murdumise) suuna ja suuruse muutumise; seetõttu on Newtoni järgi valguse kiirus näiteks klaasis suurem kui vaakumis. See järeldus on oluline juba ainuüksi seetõttu, et see võimaldab eksperimentaalset kontrolli (hilisem kogemus lükkas Newtoni arvamuse ümber).

Christian Huygens, nagu ka tema eelpool mainitud eelkäijad, uskus, et kogu ruum on täidetud spetsiaalse meediumiga – eetriga ning valgus on selles eetris olevad lained. Kasutades analoogiat lainetega veepinnal, jõudis Huygens järgmisele pildile: kui laine esiosa (ehk esiserv) jõuab teatud punkti, st võnkumised jõuavad sellesse punkti, siis saavad need võnkumised tsentriteks. kõigis suundades lahknevatest uutest lainetest ja kõigi nende lainete mähisjoone liikumine annab pildi lainefrondi levimisest ning selle frondiga risti olev suund on laine levimise suund. Seega, kui vaakumis olev lainefront on mingil hetkel tasane, siis jääb see alati tasaseks, mis vastab valguse sirgjoonelisele levimisele. Kui valguslaine esiosa jõuab meediumi piirini, siis igast selle piiripunktist saab uue keralaine keskpunkt ja konstrueerides nende lainete mähised ruumis nii piirist kõrgemale kui allapoole, pole see keeruline. selgitada nii peegeldusseadust kui ka murdumisseadust (kuid sel juhul peame leppima sellega, et valguse kiirus keskkonnas on n korda väiksem kui vaakumis, kus n on keskkonna sama murdumisnäitaja mis sisaldub Descartes'i ja Snelli hiljuti avastatud murdumisseaduses).

Huygensi põhimõttest tuleneb, et valgus, nagu iga laine, võib painduda ümber takistuste. See fundamentaalset huvi pakkuv nähtus on küll olemas, kuid Huygens leidis, et sellise painde käigus tekkivad “külglained” ei vääri erilist tähelepanu.

Christian Huygensi ideed valgusest olid kaugel kaasaegsest. Seega uskus ta, et valguslained on pikisuunalised, s.t. et võnkumiste suunad langevad kokku laine levimise suunaga. See võib tunduda seda kummalisem, et Huygensil endal oli ilmselt juba ettekujutus polarisatsiooni nähtusest, mida saab mõista ainult põiklaineid arvesse võttes. Kuid see pole peamine. Huygensi põhimõte avaldas otsustavat mõju meie ideedele mitte ainult optikast, vaid ka igasuguste vibratsioonide ja lainete füüsikast, mis on nüüd meie teaduses üks keskseid kohti. (V.I. Grigorjev)

Lisateavet Christian Huygensi kohta:

Christian Huygens von Zuylichen - Hollandi aadliku Constantijn Huygensi poeg "Talendid, aadel ja rikkus olid Christian Huygensi perekonnas ilmselt päritavad," kirjutas üks tema biograaf. Tema vanaisa oli kirjanik ja kõrge esindaja, isa oli Orange'i printside salanõunik, matemaatik ja luuletaja. Oma suveräänide lojaalne teenimine ei orjastanud nende andeid ja tundus, et Christiani oli ette määranud sama paljude jaoks kadestamisväärne saatus. Ta õppis aritmeetikat ja ladina keelt, muusikat ja luulet. Tema õpetaja Heinrich Bruno ei saanud oma neljateistkümneaastasest õpilasest küllalt:

"Tunnistan, et Christianit tuleb poiste seas nimetada imeks... Ta arendab oma võimeid mehaanika ja konstruktsioonide vallas, teeb hämmastavaid masinaid, kuid vaevalt vajalik." Õpetaja eksis: poiss otsis õpingutest alati kasu. Tema konkreetne praktiline mõistus leiab peagi skeemid masinatest, mida inimesed tõesti vajavad.

Siiski ei pühendunud ta kohe mehaanikale ja matemaatikale. Isa otsustas teha oma pojast juristi ja kui Christian sai kuueteistkümneaastaseks, saatis ta Londoni ülikooli õigusteadust õppima. Ülikoolis õigusteadusi õppides huvitasid Huygensit samal ajal matemaatika, mehaanika, astronoomia ja praktiline optika. Vilunud käsitööline lihvib iseseisvalt optilisi klaase ja täiustab toru, mille abil teeb hiljem oma astronoomilised avastused.

Christiaan Huygens oli Galileo-Galilei vahetu järglane teaduses. Lagrange'i sõnul oli Huygens "määratud Galileo kõige olulisemaid avastusi täiustama ja edasi arendama". Seal on lugu sellest, kuidas Huygens esimest korda Galileo ideedega kokku puutus. Seitsmeteistaastane Huygens kavatses tõestada, et horisontaalselt visatud kehad liiguvad paraboolides, kuid pärast Galileo raamatust tõendit ei tahtnud ta "Iliast Homerose järgi kirjutada".

Pärast ülikooli lõpetamist saab Christiaan Huygensist Nassau krahvi saatjaskond, kes on teel Taani diplomaatilisele missioonile. Krahvi ei huvita, et see nägus noormees on huvitavate matemaatikatööde autor ja ta muidugi ei tea, kuidas Christian unistab jõuda Kopenhaagenist Stockholmi Descartes'i vaatama. Nii et nad ei kohtu kunagi: mõne kuu pärast Descartes sureb.

22-aastaselt avaldas Christiaan Huygens teose "Diskursused hüperbooli, ellipsi ja ringi ruudust". Aastal 1655 ehitab ta teleskoobi ja avastab ühe Saturni kuu, Titani, ning avaldab raamatu "Uued avastused ringi suuruses". 26-aastaselt kirjutab Christian dioptriate kohta märkmeid. 28-aastaselt ilmus tema traktaat “Arvutustest täringumängus”, kus kergemeelse välimusega pealkirja taga on peidus üks esimesi uurimusi ajaloos tõenäosusteooria vallas.

Üks Huygensi olulisemaid avastusi oli pendelkella leiutamine. Ta patenteeris oma leiutise 16. juulil 1657 ja kirjeldas seda 1658. aastal avaldatud lühikeses essees. Ta kirjutas oma kella kohta Prantsuse kuningale Louis XIV-le: „Minu masinad, mis on paigutatud teie korteritesse, ei hämmasta teid mitte ainult iga päev õige kellaaja näiduga, vaid sobivad, nagu ma alguses lootsin, määramiseks. merel asuva koha pikkuskraad. Christian Huygens töötas kellade, peamiselt pendelkellade loomise ja täiustamise kallal peaaegu nelikümmend aastat: 1656–1693. A. Sommerfeld nimetas Huygensit "kõigi aegade säravaimaks kellassepaks".

Kolmekümneaastaselt paljastab Christiaan Huygens Saturni sõrmuse saladuse. Galileo märkas Saturni rõngaid esmakordselt kahe külgmise lisandina, mis "toetavad" Saturni. Siis paistsid sõrmused nagu õhuke joon, ta ei märganud neid ega maininud enam. Kuid Galileo torul polnud vajalikku eraldusvõimet ja piisavat suurendust. Taeva vaatlemine läbi 92x teleskoobi. Christian avastab, et Saturni rõngast peeti ekslikult kõrvaltähtedeks. Huygens lahendas Saturni mõistatuse ja kirjeldas esimest korda selle kuulsaid rõngaid.

Sel ajal oli Christiaan Huygens väga kena suurte siniste silmade ja korralikult pügatud vuntsidega noormees. Tolleaegse moe järgi järsult kõverdatud paruka punakad lokid langesid õlgadele, lebades kalli krae lumivalgel Brabanti pitsil. Ta oli sõbralik ja rahulik. Keegi ei näinud teda eriti elevil või segaduses, kuhugi tormas või, vastupidi, aeglasesse undisse sukeldunud. Talle ei meeldinud “seltsis” olla ja ta ilmus sinna harva, kuigi tema päritolu avas talle kõigi Euroopa paleede uksed. Samas ei näe ta sinna ilmudes sugugi kohmetu ega piinliku näoga, nagu teiste teadlastega sageli juhtus.

Kuid asjata otsib võluv Ninon de Lenclos talle seltskonda, ta on alati sõbralik, ei midagi enamat, see veendunud poissmees. Ta võib juua koos sõpradega, kuid ainult natuke. Tee natuke nalja, naera natuke. Natuke kõike, väga vähe, et võimalikult palju aega jääks peamiseks - tööks. Töö – muutumatu kõikehõlmav kirg – põletas teda pidevalt.

Christiaan Huygensit paistis silma oma erakordne pühendumus. Ta oli oma võimetest teadlik ja püüdis neid maksimaalselt ära kasutada. "Ainus meelelahutus, mida Huygens endale nii abstraktsete töödega lubas," kirjutas tema kohta üks kaasaegne, "oli see, et ta õppis vaheaegadel füüsikat. Tavainimese jaoks oli tüütu ülesanne Huygensi jaoks meelelahutus.

1663. aastal valiti Huygens Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. 1665. aastal asus ta Colberti kutsel elama Pariisi ja järgmisel aastal sai temast vastloodud Pariisi Teaduste Akadeemia liige.

1673. aastal ilmus tema essee “Pendelkell”, mis annab Huygensi leiutise teoreetilised alused. Selles töös teeb Huygens kindlaks, et tsükloidil on isokronismi omadus, ja analüüsib tsükloidi matemaatilisi omadusi.

Raske punkti kõverjoonelist liikumist uurides näitab Huygens, jätkates Galileo väljendatud ideede arendamist, et keha teatud kõrguselt kukkudes mööda erinevaid radu omandab lõpliku kiiruse, mis ei sõltu tee kujust, vaid sõltub ainult kukkumise kõrgusest ja võib tõusta kõrgusele, mis on võrdne (vastupanu puudumisel) algkõrgusega. Seda positsiooni, mis sisuliselt väljendab gravitatsiooniväljas liikumise energia jäävuse seadust, kasutab Huygens füüsikalise pendli teoorias. Ta leiab väljenduse pendli lühendatud pikkusele, paneb paika löögikeskme mõiste ja selle omadused. Ta väljendab ringpendli tsükloidse liikumise ja väikeste võnkumiste matemaatilise pendli valemit järgmiselt:

"Ringpendli ühe väikese võnkumise aeg on seotud pendli kahekordse pikkusega kukkumise ajaga, nii nagu ringi ümbermõõt on seotud läbimõõduga."

On märkimisväärne, et oma töö lõpus esitab teadlane hulga ettepanekuid (ilma järeldusteta) tsentripetaaljõu kohta ja teeb kindlaks, et tsentripetaalne kiirendus on võrdeline kiiruse ruuduga ja pöördvõrdeline ringi raadiusega. See tulemus valmistas ette Newtoni teooria kehade liikumisest keskjõudude mõjul

Christiaan Huygensi mehaanilistest uuringutest on lisaks pendli- ja tsentripetaaljõu teooriale teada ka tema elastsete kuulide löögi teooria, mille ta esitas Londoni Kuningliku Seltsi poolt 1668. aastal välja kuulutatud võistlusprobleemile. Huygensi mõjuteooria põhineb elusjõudude, impulsi jäävuse seadusel ja Galileo relatiivsusprintsiibil. See avaldati alles pärast tema surma 1703. aastal. Huygens reisis üsna palju, kuid polnud kunagi jõude turist. Esimesel Prantsusmaa-reisil õppis ta optikat ja Londonis selgitas oma teleskoopide valmistamise saladusi. Ta töötas viisteist aastat Louis XIV õukonnas, viisteist aastat hiilgavat matemaatilist ja füüsikalist uurimistööd. Ja viieteistkümne aasta jooksul - ainult kaks lühikest reisi kodumaale arstiabi saamiseks

Christiaan Huygens elas Pariisis kuni 1681. aastani, mil ta pärast Nantes'i edikti tühistamist protestantina kodumaale naasis. Pariisis olles tundis ta Roemerit hästi ja aitas teda aktiivselt vaatlustes, mis viisid valguse kiiruse määramiseni. Huygens oli esimene, kes teatas oma traktaadis Roemeri tulemustest.

Kodus Hollandis ehitab Huygens jälle väsimust tundmata mehaanilise planetaariumi, hiiglaslikud seitsmekümnemeetrised teleskoobid ja kirjeldab teiste planeetide maailmu.

Huygensi valgusteos ilmub ladina keeles, autori parandatud ja prantsuse keeles uuesti avaldatud aastal 1690. Huygensi "Traktaat valgusest" sisenes teaduse ajalukku esimese laineoptika alase teadustööna. See traktaat sõnastas laine levimise põhimõtte, mida nüüd tuntakse Huygensi põhimõttena. Sellest põhimõttest lähtudes tuletati valguse peegelduse ja murdumise seadused ning töötati välja topeltmurdumise teooria Islandi spardis. Kuna valguse levimiskiirus kristallis on eri suundades erinev, ei ole lainepinna kuju sfääriline, vaid ellipsoidne.

Valguse levimise ja murdumise teooria üheteljelistes kristallides on Huygensi optika märkimisväärne saavutus. Christiaan Huygens kirjeldas ka ühe kahest kiirest kadumist, kui nad läbisid teise kristalli teatud orientatsiooniga esimese suhtes. Seega oli Huygens esimene füüsik, kes tuvastas valguse polarisatsiooni fakti.

Huygensi ideid hindas kõrgelt tema järeltulija Fresnel. Ta asetas need kõigist Newtoni avastustest optika vallas, väites, et Huygensi avastust "võib olla raskem teha kui kõiki Newtoni avastusi valgusnähtuste vallas".

Huygens ei käsitle oma traktaadis värve ega valguse difraktsiooni. Tema traktaat on pühendatud ainult peegelduse ja murdumise (ka topeltmurdmise) põhjendamisele laine vaatenurgast. See asjaolu oli ilmselt põhjuseks, miks Huygensi teooria, hoolimata 18. sajandil Lomonosovi ja Euleri toetusest, ei saavutanud tunnustust enne, kui Fresnel 19. sajandi alguses laineteooria uutel alustel ellu äratas.

Christiaan Huygens suri 8. juunil 1695, kui trükikojas trükiti tema viimast raamatut KosMoteoros. (Samin D.K. 100 suurt teadlast. - M.: Veche, 2000)

Lisateavet Christian Huygensi kohta:

Huyghens (Christian Huyghensvan Zuylichem), matemaatik, astronoom ja füüsik, keda Newton tunnustas suureks. Tema isa Signor van Zuylichem, Orange'i vürstide sekretär, oli tähelepanuväärne kirjanik ja teaduslikult haritud.

Christian Huygens alustas oma teaduslikku tegevust 1651. aastal esseega hüperbooli, ellipsi ja ringi kvadratuurist; 1654 avastas ta evolutsioonide ja involuutide teooria, 1655 avastas Saturni satelliidi ja rõngaste tüübi, 1659 kirjeldas Saturni süsteemi oma avaldatud töös. 1665. aastal asus ta Colberti kutsel elama Pariisi ja võeti Teaduste Akadeemia liikmeks.

Raskustega käitatavate ratastega kellad on olnud kasutusel pikka aega, kuid selliste kellade kiiruse reguleerimine ei olnud rahuldav. Galileo ajast saadik on pendlit kasutatud eraldi lühikeste ajavahemike täpseks mõõtmiseks ning vaja oli lugeda hoovõttude arvu. 1657. aastal avaldas Christiaan Huygens enda leiutatud pendelkella ehituse kirjelduse. Kuulus teos Horologium oscillatorium, sive de mota pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica, mille ta avaldas hiljem, 1673. aastal Pariisis ja sisaldas dünaamika olulisemate avastuste kirjeldust, sisaldab oma esimeses osas ka dünaamika struktuuri kirjeldust. kellad, kuid lisaks on pendli kaalumise meetodit täiustatud, muutes pendli tsükloidseks, millel on püsiv pöördeaeg, sõltumata pendli löögist. Tsükloidse pendli selle omaduse selgitamiseks pühendab autor raamatu teise osa vabade ja mööda kaldsirget liikuvate kehade langemise seaduste tuletamist ning lõpuks mööda tsükloidi. Siin väljendub esmakordselt selgelt liigutuste iseseisvuse algus: ühtlaselt kiirenenud gravitatsiooni toimel ja ühtlane inertsi mõjul.

Christian Huygens tõestab vabalt langevate kehade ühtlaselt kiirendatud liikumise seadusi, mis põhinevad põhimõttel, et konstantse suuruse ja suunaga jõu mõju kehale ei sõltu keha kiiruse suurusest ja suunast. Tuletades seose kukkumise kõrguse ja aja ruudu vahel, teeb Huygens märkuse, et kukkumiste kõrgused on omavahel seotud saadud kiiruste ruutudena. Edasi, arvestades ülespoole paiskunud keha vaba liikumist, leiab ta, et keha tõuseb suurimale kõrgusele, olles kaotanud kogu talle antud kiiruse ja omandab selle tagasi naastes uuesti.

Galileo tunnistas ilma tõenditeta, et kui kehad kukuvad mööda erineva kaldega sirgeid samalt kõrguselt, omandavad nad võrdse kiiruse. Christiaan Huygens tõestab seda järgmiselt. Kaks erineva kaldega ja võrdse kõrgusega sirgjoont asetatakse alumiste otstega kõrvuti. Kui ühe ülemisest otsast välja lastud keha omandab suurema kiiruse kui teise ülemisest otsast välja lastud keha, siis saab seda lasta mööda esimest sellisest punktist ülemisest otsast allapoole, et altpoolt saadud kiirusest piisab. tõsta keha teise rea ülemisse otsa, kuid siis selguks, et keha tõusis kõrgemale kui see, kust ta kukkus, aga see ei saa olla.

Keha liikumisest piki kaldjoont liigub H. Huygens edasi liikumisele mööda katkendjoont ja seejärel liikumisele piki suvalist kurvi ning tõestab, et mis tahes kõrguselt mööda kõverat kukkumisel saavutatav kiirus on võrdne kiirusega mis on omandatud samalt kõrguselt mööda vertikaaljoont vabalangemise ajal ja et sama keha tõstmiseks samale kõrgusele nii piki vertikaalset sirget kui ka kõverat on vaja sama kiirust.

Seejärel, liikudes edasi tsükloidi juurde ja arvestades mõningaid selle geomeetrilisi omadusi, tõestab autor raske punkti liikumiste tautokronismi piki tsükloidi. Töö kolmandas osas esitatakse evolutsiooniteooria ja involuutide teooria, mille autor avastas 1654. aastal; Siit leiavad kristlased tsükloidi evolutsiooni tüübi ja asukoha.

Neljandas osas esitatakse füüsikalise pendli teooria, siin lahendab Christiaan Huygens ülesande, mida nii paljudele tema aja geomeetritele ei antud – pöördekeskme määramise probleemi. See põhineb järgmisel väitel: "Kui keeruline pendel on puhkeseisundist lahkudes lõpetanud mingi osa oma löögist, mis on suurem kui poolkiik, ja kui ühendus kõigi selle osakeste vahel on hävinud, siis kõik need osakesed tõusevad sellisele kõrgusele, et nende ühine raskuskese oleks sellel kõrgusel, kus see oli siis, kui pendel lahkus. See väide, mida Christiaan Huygens ei tõestanud, näib talle alusprintsiibina, kuid nüüd esindab see energia jäävuse seaduse rakendamist pendlile. Füüsikalise pendli teooria esitas Huygens täiesti üldisel kujul ja rakendas seda erinevat tüüpi kehadele. Oma töö viimases, viiendas osas esitab teadlane kolmteist teoreemi tsentrifugaaljõu kohta ja uurib koonilise pendli pöörlemist.

Veel üks Christian Huygensi tähelepanuväärne töö on 1690. aastal avaldatud valguse teooria, milles ta esitab peegelduse ja murdumise ning seejärel topeltmurdumise teooria Islandi spardis samal kujul, nagu seda praegu esitatakse füüsikaõpikutes. Teistest, mille H. Huygens avastas, mainime järgmist.

Saturni rõngaste ja selle kahe kuu tõelise välimuse avastamine, mis tehti tema ehitatud kümne jala pikkuse teleskoobi abil. Christiaan Huygens tegeles koos oma vennaga optiliste klaaside valmistamisega ja parandas oluliselt nende tootmist. Teoreetiliselt avastati maa ellipsoidne kuju ja selle kokkusurumine poolustel, samuti selgitati tsentrifugaaljõu mõju gravitatsiooni suunale ja teise pendli pikkusele erinevatel laiuskraadidel. Elastsete kehade kokkupõrke probleemi lahendamine samaaegselt Wallise ja Brenniga.

Christiaan Huygens leiutas kella spiraali, asendades pendli, esimese spiraaliga kella ehitas Pariisis kellassepp Thuret 1674. aastal. Temale kuulus ka üks lahendusi raske homogeense keti kuju probleemile tasakaalus.

CHRISTIAN HUYGENS

Christiaan Huygens von Zuylichen – Hollandi aadliku Constantijn Huygensi poeg, sündis 14. aprillil 1629. aastal. "Talendid, aadel ja rikkus olid Christian Huygensi perekonnas ilmselt päritavad," kirjutas üks tema biograaf. Tema vanaisa oli kirjanik ja kõrge esindaja, isa oli Orange'i printside salanõunik, matemaatik ja luuletaja. Oma suveräänide lojaalne teenimine ei orjastanud nende andeid ja tundus, et Christiani oli ette määranud sama paljude jaoks kadestamisväärne saatus. Ta õppis aritmeetikat ja ladina keelt, muusikat ja luulet. Tema õpetaja Heinrich Bruno ei saanud oma neljateistkümneaastasest õpilasest küllalt: „Ma tunnistan, et Christianit tuleb poiste seas imeks nimetada... Ta arendab oma võimeid mehaanika ja disaini vallas, teeb hämmastavaid masinaid, aga vaevalt vajalik."

Õpetaja eksis: poiss otsis õpingutest alati kasu. Tema konkreetne praktiline mõistus leiab peagi skeemid masinatest, mida inimesed tõesti vajavad.

Siiski ei pühendunud ta kohe mehaanikale ja matemaatikale. Isa otsustas teha oma pojast juristi ja kui Christian sai kuueteistkümneaastaseks, saatis ta Londoni ülikooli õigusteadust õppima. Ülikoolis õigusteadusi õppides huvitasid Huygensit samal ajal matemaatika, mehaanika, astronoomia ja praktiline optika. Vilunud käsitööline lihvib iseseisvalt optilisi klaase ja täiustab toru, mille abil teeb hiljem oma astronoomilised avastused.

Christiaan Huygens oli Galileo vahetu järglane teaduses. Lagrange'i sõnul oli Huygens "määratud Galileo kõige olulisemaid avastusi täiustama ja edasi arendama". Seal on lugu sellest, kuidas Huygens esimest korda Galileo ideedega kokku puutus. Seitsmeteistaastane Huygens kavatses tõestada, et horisontaalselt visatud kehad liiguvad paraboolides, kuid pärast Galileo raamatust tõendit ei tahtnud ta "Iliast Homerose järgi kirjutada".

Pärast ülikooli lõpetamist saab temast diplomaatilisele missioonile teel Taani Nassau krahvi saatjaskonna ehe. Krahvi ei huvita, et see nägus noormees on huvitavate matemaatikatööde autor ja ta muidugi ei tea, kuidas Christian unistab jõuda Kopenhaagenist Stockholmi Descartes'i vaatama. Nii et nad ei kohtu kunagi: mõne kuu pärast Descartes sureb.

22-aastaselt avaldas Huygens teose "Diskursused hüperbooli, ellipsi ja ringi ruudust". Aastal 1655 ehitab ta teleskoobi ja avastab ühe Saturni kuu, Titani, ning avaldab raamatu "Uued avastused ringi suuruses". 26-aastaselt kirjutab Christian dioptriate kohta märkmeid. 28-aastaselt ilmus tema traktaat “Arvutustest täringumängus”, kus kergemeelse välimusega pealkirja taga on peidus üks esimesi uurimusi tõenäosusteooria vallas ajaloos.

Üks Huygensi olulisemaid avastusi oli pendelkella leiutamine. Ta patenteeris oma leiutise 16. juulil 1657 ja kirjeldas seda 1658. aastal avaldatud lühikeses essees. Ta kirjutas oma kella kohta Prantsuse kuningale Louis XIV-le: „Minu masinad, mis on paigutatud teie korteritesse, ei hämmasta teid mitte ainult iga päev õige kellaaja näiduga, vaid sobivad, nagu ma alguses lootsin, määramiseks. merel asuva koha pikkuskraad. Christian Huygens töötas kellade, peamiselt pendelkellade loomise ja täiustamise kallal peaaegu nelikümmend aastat: 1656–1693. A. Sommerfeld nimetas Huygensit "kõigi aegade säravaimaks kellassepaks".

Kolmekümneaastaselt paljastab Huygens Saturni rõnga saladuse. Galileo märkas Saturni rõngaid esmakordselt kahe külgmise lisandina, mis "toetavad" Saturni. Siis paistsid sõrmused nagu õhuke joon, ta ei märganud neid ega maininud enam. Kuid Galileo torul polnud vajalikku eraldusvõimet ja piisavat suurendust. Vaadeldes taevast läbi 92x teleskoobi, avastab Christian, et Saturni rõngast peeti ekslikult kõrvaltähtedeks. Huygens lahendas Saturni mõistatuse ja kirjeldas esimest korda selle kuulsaid rõngaid.

Sel ajal oli Huygens väga nägus suurte siniste silmade ja korralikult pügatud vuntsidega noormees. Tolleaegse moe järgi järsult kõverdatud paruka punakad lokid langesid õlgadele, lebades kalli krae lumivalgel Brabanti pitsil. Ta oli sõbralik ja rahulik. Keegi ei näinud teda eriti elevil või segaduses, kuhugi tormas või, vastupidi, aeglastesse mõtetesse sukeldunud. Talle ei meeldinud “seltsis” olla ja ta ilmus sinna harva, kuigi tema päritolu avas talle kõigi Euroopa paleede uksed. Samas ei näe ta sinna ilmudes sugugi kohmetu ega piinliku näoga, nagu teiste teadlastega sageli juhtus.

Kuid asjata otsib võluv Ninon de Lenclos talle seltskonda, ta on alati sõbralik, ei midagi enamat, see veendunud poissmees. Ta võib juua koos sõpradega, kuid ainult natuke. Tee natuke nalja, naera natuke. Natuke kõike, väga vähe, et võimalikult palju aega jääks peamiseks - tööks. Töö – muutumatu kõikehõlmav kirg – põletas teda pidevalt.

Huygensit eristas erakordne pühendumus. Ta oli oma võimetest teadlik ja püüdis neid maksimaalselt ära kasutada. "Ainus meelelahutus, mida Huygens endale nii abstraktsete töödega lubas," kirjutas tema kohta üks kaasaegne, "oli see, et ta õppis vaheaegadel füüsikat. Tavainimese jaoks oli tüütu ülesanne Huygensi jaoks meelelahutus.

1663. aastal valiti Huygens Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. 1665. aastal asus ta Colberti kutsel elama Pariisi ja järgmisel aastal sai temast vastloodud Pariisi Teaduste Akadeemia liige.

1673. aastal ilmus tema essee “Pendelkell”, mis annab Huygensi leiutise teoreetilised alused. Selles töös teeb Huygens kindlaks, et tsükloidil on isokronismi omadus, ja analüüsib tsükloidi matemaatilisi omadusi.

Raske punkti kõverjoonelist liikumist uurides näitab Huygens, jätkates Galileo väljendatud ideede arendamist, et keha teatud kõrguselt kukkudes mööda erinevaid radu omandab lõpliku kiiruse, mis ei sõltu tee kujust, vaid sõltub ainult kukkumise kõrgusest ja võib tõusta kõrgusele, mis on võrdne (vastupanu puudumisel) algkõrgusega. Seda positsiooni, mis sisuliselt väljendab gravitatsiooniväljas liikumise energia jäävuse seadust, kasutab Huygens füüsikalise pendli teoorias. Ta leiab väljenduse pendli lühendatud pikkusele, paneb paika löögikeskme mõiste ja selle omadused. Ta väljendab matemaatilise pendli valemit ringpendli tsükloidse liikumise ja väikeste võnkumiste kohta järgmiselt: „Ringpendli ühe väikese võnkumise aeg on seotud pendli kahekordse pikkusega langemise ajaga, nagu ka ringi ümbermõõt on seotud läbimõõduga.

On märkimisväärne, et oma töö lõpus esitab teadlane hulga ettepanekuid (ilma järeldusteta) tsentripetaaljõu kohta ja teeb kindlaks, et tsentripetaalne kiirendus on võrdeline kiiruse ruuduga ja pöördvõrdeline ringi raadiusega. See tulemus valmistas ette Newtoni teooria kehade liikumisest keskjõudude mõjul.

Huygensi mehaanikaõpingutest on lisaks pendli- ja tsentripetaaljõu teooriale teada tema elastsete kuulide löögi teooria, mille ta esitas Londoni Kuningliku Seltsi poolt 1668. aastal välja kuulutatud võistlusprobleemile. Huygensi mõjuteooria põhineb elusjõudude, impulsi jäävuse seadusel ja Galileo relatiivsusprintsiibil. See avaldati alles pärast tema surma 1703. aastal.

Huygens reisis üsna palju, kuid polnud kunagi jõude turist. Esimesel Prantsusmaa-reisil õppis ta optikat ja Londonis selgitas oma teleskoopide valmistamise saladusi. Ta töötas viisteist aastat Louis XIV õukonnas, viisteist aastat hiilgavat matemaatilist ja füüsikalist uurimistööd. Ja viieteistkümne aasta jooksul - ainult kaks lühikest reisi kodumaale arstiabi saamiseks.

Huygens elas Pariisis kuni 1681. aastani, mil ta pärast Nantes'i edikti tühistamist protestantina kodumaale naasis. Pariisis olles tundis ta Roemerit hästi ja aitas teda aktiivselt vaatlustes, mis viisid valguse kiiruse määramiseni. Huygens oli esimene, kes teatas oma traktaadis Roemeri tulemustest.

Kodus Hollandis ehitab Huygens jälle väsimust tundmata mehaanilise planetaariumi, hiiglaslikud seitsmekümnemeetrised teleskoobid ja kirjeldab teiste planeetide maailmu.

Huygensi teos valgusest ilmub ladina keeles, autori parandatud ja 1690. aastal prantsuse keeles uuesti avaldatud. Huygensi "Traktaat valgusest" sisenes teadusajalukku esimese laineoptika alase teadustööna. See traktaat sõnastas laine levimise põhimõtte, mida nüüd tuntakse Huygensi põhimõttena. Sellest põhimõttest lähtudes tuletati valguse peegelduse ja murdumise seadused ning töötati välja topeltmurdumise teooria Islandi spardis. Kuna valguse levimiskiirus kristallis on eri suundades erinev, ei ole lainepinna kuju sfääriline, vaid ellipsoidne.

Valguse levimise ja murdumise teooria üheteljelistes kristallides on Huygensi optika märkimisväärne saavutus. Huygens kirjeldas ka ühe kahest kiirest kadumist, kui nad läbisid teise kristalli teatud orientatsioonis esimese suhtes. Seega oli Huygens esimene füüsik, kes tuvastas valguse polarisatsiooni fakti.

Huygensi ideid hindas kõrgelt tema järeltulija Fresnel. Ta asetas need kõigist Newtoni avastustest optika vallas, väites, et Huygensi avastust "võib olla raskem teha kui kõiki Newtoni avastusi valgusnähtuste vallas".

Huygens ei käsitle oma traktaadis värve ega valguse difraktsiooni. Tema traktaat on pühendatud ainult peegelduse ja murdumise (ka topeltmurdmise) põhjendamisele laine vaatenurgast. See asjaolu oli ilmselt põhjuseks, miks Huygensi teooria, hoolimata 18. sajandil Lomonosovi ja Euleri toetusest, ei saanud tunnustust enne, kui Fresnel 19. sajandi alguses laineteooria uutel alustel ellu äratas.

Huygens suri 8. juulil 1695, kui trükikojas trükiti tema viimast raamatut Cosmoteoros.