Īsa Christian Huygens biogrāfija. Huigenss, kristieši Interesanti fakti no Huigensa dzīves

Huygens Christian (1629-1695), holandiešu fiziķis, matemātiķis, mehāniķis, astronoms.

Dzimis 1629. gada 14. aprīlī Hāgā. 16 gadu vecumā iestājās Leidenes Universitātē, divus gadus vēlāk turpināja studijas Bredas Universitātē. Pārsvarā dzīvoja Parīzē; gadā bija Parīzes Zinātņu akadēmijas loceklis.

Huigenss kļuva pazīstams kā izcils matemātiķis. Taču liktenis lēma, ka viņš ir I.Ņūtona laikabiedrs, kas nozīmē, ka viņš vienmēr atradās kāda cita talanta ēnā. Huigenss bija viens no mehānikas izstrādātājiem pēc Galileo un Dekarta. Viņš pieder pie vadības svārsta pulksteņu radīšanas ar izbēgšanu. Viņam izdevās atrisināt fiziskā svārsta svārstību centra noteikšanas problēmu, noteikt likumus, kas nosaka centripetālo spēku. Viņš arī pētīja un secināja elastīgo ķermeņu sadursmes likumsakarības.

Pirms Ņūtona Haigenss izstrādāja gaismas viļņu teoriju. Huygens princips (1678) - mehānisms, ko viņš atklāja gaismas izplatībai - ir piemērojams mūsdienās. Pamatojoties uz savu gaismas teoriju, Huigenss izskaidroja vairākas optiskās parādības, ar lielu precizitāti izmērīja Islandes spara ģeometriskās īpašības un atklāja tajā dubulto refrakciju, pēc tam viņš redzēja to pašu parādību kvarca kristālos. Huygens ieviesa jēdzienu "kristāla ass", atklāja gaismas polarizāciju. Viņš ar lieliem panākumiem strādāja optikas jomā: ievērojami uzlaboja teleskopu, izstrādāja okulāru, ieviesa diafragmas.

Būdams viens no Parīzes observatorijas veidotājiem, viņš sniedza nozīmīgu ieguldījumu astronomijā – atklāja Saturna un Titāna 8. gredzenu, vienu no lielākajiem Saules sistēmas pavadoņiem, atšķīra polāros vāciņus uz Marsa un joslas uz Jupitera. Zinātnieks ar lielu interesi izstrādāja tā saukto planetāro mašīnu (planetāriju) un radīja Zemes figūras teoriju. Viņš bija pirmais, kurš nonāca pie secinājuma, ka Zeme ir saspiesta netālu no poliem, un ierosināja ideju izmērīt gravitācijas spēku ar otrā svārsta palīdzību. Huigenss bija tuvu universālās gravitācijas likuma atklāšanai. Viņa matemātiskās metodes joprojām tiek izmantotas zinātnē.

Plāns:

Ievads

• 1 Biogrāfija
• 2 Zinātniskā darbība
  • 2.1 Matemātika un mehānika
  • 2.2 Astronomija
  • 2.3 Optika un viļņu teorija
  • 2.4 Citi sasniegumi
• 3 Galvenie raksti
• 4 Piezīmes
Literatūra
• 5.1 Huygens darbi krievu tulkojumā
• 5.2 Literatūra par viņu

Ievads

Kaspara Nehera portrets (1671), eļļa, Boerhaave muzejs, Leidene

Kristians Huigenss (klausies (inf.)) van Zeulihems(holandiešu. Kristians Huigenss, IFA: [ˈkrɪstijaːn ˈɦœyɣə(n)s], 1629. gada 14. aprīlis, Hāga - 1695. gada 8. jūlijs, turpat) - holandiešu mehāniķis, fiziķis, matemātiķis, astronoms un izgudrotājs.

1. Biogrāfija

Huigenss dzimis Hāgā. Viņa tēvs Konstantīns Huigenss (Huygens), Oranžas prinču slepenais padomnieks, bija ievērojams rakstnieks, kurš ieguva arī labu zinātnisko izglītību.

Jaunais Huigenss Leidenas Universitātē studēja jurisprudenci un matemātiku, pēc tam nolēma nodoties zinātnei.

Kopā ar brāli viņš uzlaboja teleskopu, palielinot to līdz 92x palielinājumam, un sāka pētīt debesis. Pirmā slava Huigensam atnāca, kad viņš atklāja Saturna gredzenus (tos redzēja arī Galilejs, bet nevarēja saprast, kas tie ir) un šīs planētas pavadoni Titānu.

1657. gadā Huygens saņēma Nīderlandes patentu par svārsta pulksteņa dizainu. Savas dzīves pēdējos gados Galilejs mēģināja izveidot šo mehānismu, taču progresējošais aklums viņam neļāva. Huygens pulkstenis patiešām strādāja un nodrošināja izcilu precizitāti tam laikam. Dizaina centrālais elements bija Huygens izgudrotais enkurs, kas periodiski spieda svārstu un uzturēja neslāpētas svārstības. Huygens izstrādātais precīzs un lēts svārsta pulkstenis ātri kļuva plaši izmantots visā pasaulē.

1665. gadā pēc Kolberta uzaicinājuma viņš apmetās uz dzīvi Parīzē un tika uzņemts par Zinātņu akadēmijas locekli. 1666. gadā pēc tā paša Kolberta ierosinājuma viņš kļuva par tās pirmo prezidentu. Huigenss akadēmiju vadīja 15 gadus.

1673. gadā ar nosaukumu "Svārsta pulkstenis" tika publicēts ārkārtīgi informatīvs darbs par paātrinātas kustības kinemātiku. Šī grāmata bija darbvirsmas grāmata Ņūtonam, kurš pabeidza Galileo iesākto un Haigensa turpināto mehānikas pamatu būvniecību.

1681. gads: saistībā ar plānoto Nantes edikta atcelšanu Huigenss, nevēlēdamies pāriet katoļticībā, atgriezās Holandē, kur turpināja zinātniskos pētījumus.

Nosaukts Huygens vārdā:

• krāteris uz Mēness;
• kalns Mons Huygens uz Mēness;
• krāteris uz Marsa
• asteroīds 2801 Huygens;
• Eiropas kosmosa zonde, kas sasniedza Titānu;
• Huygens laboratorija: laboratorija Leidenes Universitātē, Nīderlandē.

2. Zinātniskā darbība

Lagranžs rakstīja, ka Huigensam "bija lemts pilnveidot un attīstīt svarīgākos Galileo atklājumus".

2.1. Matemātika un mehānika

Kristians Huigenss
Gravējums no G. Edelinkas Kaspara Nehera gleznas, 1684-1687.

Kristians Huigenss savu zinātnisko darbību sāka 1651. gadā ar eseju par hiperbolas, elipses un apļa kvadrātu. 1654. gadā viņš atklāja evolūcijas un evolūcijas teoriju.

1657. gadā Huygens publicēja viņa izgudrotā pulksteņa dizaina aprakstu ar svārstu. Tolaik zinātniekiem nebija tādas eksperimentiem nepieciešamas ierīces kā precīzs pulkstenis. Piemēram, Galileo, pētot krišanas likumus, skaitīja sava pulsa sitienus. Pulksteņi ar atsvariem vadāmiem riteņiem tika izmantoti jau ilgu laiku, taču to precizitāte bija neapmierinoša. Kopš Galileo laikiem svārsts tika izmantots atsevišķi precīzai nelielu laika periodu mērīšanai, un bija nepieciešams saskaitīt šūpošanos skaitu. Huygens pulkstenim bija laba precizitāte, un pēc tam zinātnieks atkārtoti, gandrīz 40 gadus, pievērsās viņa izgudrojumam, uzlabojot to un pētot svārsta īpašības. Huigenss plānoja izmantot svārsta pulksteni, lai atrisinātu garuma noteikšanas problēmu jūrā, taču tas nepanāca būtisku progresu. Uzticams un precīzs jūras hronometrs parādījās tikai 1735. gadā (Lielbritānija).

1673. gadā Haigenss publicēja klasisko mehānisko darbu Svārsta pulkstenis. Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum un horologia aptato demonstrationes geometrica"). Pieticīgajam nosaukumam nevajadzētu būt maldinošam. Papildus pulksteņu teorijai darbā bija daudz pirmšķirīgu atklājumu analīzes un teorētiskās mehānikas jomā. Haigenss tur arī kvadrātā iedala vairākas revolūcijas virsmas. Šim un citiem viņa rakstiem bija liela ietekme uz jauno Ņūtonu.

Darba pirmajā daļā Haigenss apraksta uzlabotu, cikloīdu svārstu, kuram ir nemainīgs šūpošanās laiks neatkarīgi no amplitūdas. Lai izskaidrotu šo īpašību, autors grāmatas otro daļu velta vispārējo ķermeņu kustības likumu atvasināšanai gravitācijas laukā - brīvi, pārvietojoties pa slīpu plakni, ripojot lejup pa cikloīdu. Jāsaka, ka šis uzlabojums nav atradis praktisku pielietojumu, jo ar nelielām svārstībām precizitātes pieaugums no cikloidālā svara pieauguma ir nenozīmīgs. Taču pati pētījuma metodoloģija iekļuva zinātnes zelta fondā.

Haigenss atvasina brīvi krītošu ķermeņu vienmērīgi paātrinātas kustības likumus, pamatojoties uz pieņēmumu, ka darbība, ko ķermenim rada nemainīgs spēks, nav atkarīga no sākotnējā ātruma lieluma un virziena. Atvasinot sakarību starp kritiena augstumu un laika kvadrātu, Haigenss izsaka piezīmi, ka kritienu augstumi ir saistīti kā iegūto ātrumu kvadrāti. Tālāk, ņemot vērā uz augšu izmestā ķermeņa brīvo kustību, viņš konstatē, ka ķermenis paceļas līdz lielākajam augstumam, zaudējis visu tam nodoto ātrumu, un atkal iegūst, atgriežoties atpakaļ.

Galileo bez pierādījumiem pieļāva, ka, krītot pa dažāda slīpuma taisnēm no viena augstuma, ķermeņi iegūst vienādus ātrumus. Huigenss to pierāda šādi. Divas taisnas līnijas ar dažādu slīpumu un vienādu augstumu ir piestiprinātas ar apakšējiem galiem viens pie otra. Ja ķermenis, kas nolaists no viena augšējā gala, iegūst lielāku ātrumu nekā tas, kas tiek palaists no otra augšējā gala, tad to var palaist pa pirmo no šāda punkta zem augšējā gala tā, lai zemāk iegūtais ātrums būtu pietiekami, lai paceltu ķermeni līdz otrās taisnes augšējam galam; bet tad izrādītos, ka ķermenis pacēlās augstumā, kas ir lielāks par to, no kura tas nokrita, un tas nevar būt.

No ķermeņa kustības pa slīpu taisnu līniju Haigenss pāriet uz kustību pa lauztu līniju un pēc tam uz kustību pa kādu līkni, un viņš pierāda, ka ātrums, kas iegūts, krītot no jebkura augstuma gar līkni, ir vienāds ar ātrumu, kas iegūts līknes laikā. brīvs kritiens no viena un tā paša augstuma pa vertikālu līniju un ka ir nepieciešams vienāds ātrums, lai paceltu vienu un to pašu ķermeni vienā augstumā gan vertikālā taisnā līnijā, gan līkumā. Pēc tam, pārejot uz cikloīdu un ņemot vērā dažas tā ģeometriskās īpašības, autors pierāda smagā punkta kustību tautohronismu gar cikloīdu.

Darba trešajā daļā tiek prezentēta evolūciju un evolūciju teorija, ko autors atklāja jau 1654. gadā; šeit viņš atrod cikloīda evolūcijas formu un novietojumu.

Ceturtajā daļā ir izklāstīta fiziskā svārsta teorija; šeit Huigenss atrisina problēmu, kas nebija tik daudziem mūsdienu ģeometriem - svārstību centra noteikšanas problēmu. Tas ir balstīts uz šādu priekšlikumu:

Ja komplekss svārsts, atstājis miera stāvokli, ir pabeidzis noteiktu sava šūpojuma daļu, vairāk nekā pusšūpošanos, un ja savienojums starp visām tā daļiņām tiek iznīcināts, tad katra no šīm daļiņām pacelsies tādā augstumā, ka to kopējā smaguma centrs atradīsies tajā augstumā, kurā viņš atradās pie svārsta izejas no miera stāvokļa.

Šis apgalvojums, ko nav pierādījis Haigenss, viņam šķiet pamatprincips, bet tagad tas ir vienkāršas enerģijas nezūdamības likuma sekas.

Fiziskā svārsta teoriju Huygens sniedza diezgan vispārīgā formā un piemēroja dažāda veida ķermeņiem. Huigenss izlaboja Galileja kļūdu un parādīja, ka pēdējā pasludinātā svārsta svārstību izohronisms notiek tikai aptuveni. Viņš arī atzīmēja vēl divas Galileo kļūdas kinemātikā: vienmērīga kustība aplī ir saistīta ar paātrinājumu (Galileo to noliedza), un centrbēdzes spēks ir proporcionāls nevis ātrumam, bet gan ātruma kvadrātam.

Sava darba pēdējā, piektajā daļā Haigenss sniedz trīspadsmit teorēmas par centrbēdzes spēku. Šī nodaļa pirmo reizi sniedz precīzu kvantitatīvu izteiksmi centrbēdzes spēkam, kam pēc tam bija nozīmīga loma planētu kustības izpētē un universālās gravitācijas likuma atklāšanā. Huygens tajā (verbāli) sniedz vairākas pamatformulas:

1657. gadā Huigenss uzrakstīja pielikumu " Par azartspēļu norēķiniem” viņa skolotāja van Šotena grāmatai “Matemātiskās etīdes”. Tas bija jēgpilns toreiz jaunās varbūtības teorijas pirmsākumu izklāsts. Huigenss kopā ar Fermā un Paskālu lika pamatus. No šīs grāmatas Džeikobs Bernulli iepazinās ar varbūtības teoriju, kas pabeidza teorijas pamatu radīšanu.

Huygens populārā astronomiskā un filozofiskā traktāta Cosmotheoros titullapa

2.2. Astronomija

Huigenss pats uzlaboja teleskopu; 1655. gadā viņš atklāja Saturna pavadoni Titānu un aprakstīja Saturna gredzenus. 1659. gadā viņš savā publicētajā darbā aprakstīja visu Saturna sistēmu.

1672. gadā viņš atklāja ledus cepuri Marsa dienvidu polā.

Viņš arī atklāja Oriona miglāju un citus miglājus, novēroja binārās zvaigznes, novērtēja (diezgan precīzi) Marsa rotācijas periodu ap savu asi.

Pēdējā grāmata "ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ sive de terris coelestibus earumque ornatu conjecturae" (latīņu valodā; izdota Hāgā 1698. gadā) ir filozofiski un astronomiski apcerējumi par Visumu. Viņš uzskatīja, ka arī citas planētas apdzīvo cilvēki. Huigensa grāmata tika plaši izplatīta Eiropā, kur tā tika tulkota angļu (1698. gadā), holandiešu (1699.), franču (1702.), vācu (1703.) un zviedru (1774. gadā). Tas tika tulkots krievu valodā ar Jakova Brūsa Pētera I dekrētu 1717. gadā ar nosaukumu "Pasaules skatījuma grāmata". Tā tiek uzskatīta par pirmo grāmatu Krievijā, kurā aprakstīta Kopernika heliocentriskā sistēma.

2.3. Optika un viļņu teorija

• Huigenss piedalījās mūsdienu strīdos par gaismas dabu. 1678. gadā viņš publicēja traktātu par gaismu — gaismas viļņu teorijas izklāstu. Vēl viens ievērojams darbs, ko viņš publicēja 1690. gadā; tur viņš prezentēja kvalitatīvo atstarošanas, refrakcijas un dubultās refrakcijas teoriju islandiešu sparā tādā pašā formā, kādā tā tagad ir pasniegta fizikas mācību grāmatās. Formulēja t.s. Huygens princips, kas ļauj izpētīt viļņu frontes kustību, ko pēc tam izstrādāja Fresnels un kam bija nozīmīga loma gaismas viļņu teorijā un difrakcijas teorijā.

• Viņam pieder oriģinālais teleskopa uzlabojums, ko viņš izmantoja astronomiskajos novērojumos un minēts rindkopā par astronomiju. Viņš ir arī diaskopiskā projektora – tā sauktā – izgudrotājs. "burvju laterna"
• Izgudroja Huygens okulāru, kas sastāv no divām plakaniski izliektajām lēcām.

2.4. Citi sasniegumi

Mehāniskais kabatas pulkstenis

• Teorētiski atklāts Zemes noslāpums pie poliem, kā arī skaidrojums par centrbēdzes spēka ietekmi uz gravitācijas virzienu un otrā svārsta garumu dažādos platuma grādos.
• Elastīgo ķermeņu sadursmes jautājuma risinājums vienlaikus ar Volisu un Vrenu.
• Viens no risinājumiem jautājumam par smagas viendabīgas ķēdes formu līdzsvarā: (ķēdes līnija).
• Pulksteņa spirāles izgudrojums, kas aizstāj svārstu, ir ārkārtīgi svarīgs navigācijai; Pirmo pulksteni ar spirāli 1674. gadā Parīzē izstrādāja pulksteņmeistars Thuret.
• 1675. gadā viņš patentēja kabatas pulksteni.
• Pirmais aicināja izvēlēties universālu dabisko garuma mēru, ko viņš ierosināja kā 1/3 no svārsta garuma ar 1 sekundes svārstību periodu (tas ir aptuveni 8 cm).

3. Galvenie darbi

• Horologium oscillatorium, 1673 (Svārsta pulkstenis, latīņu valodā).
• Kosmotheeoros. (1698. gada izdevuma tulkojums angļu valodā) - Huigensa astronomiskie atklājumi, hipotēzes par citām planētām.
• Traktāts par gaismu (Treatise on Light, tulkojums angļu valodā).

4. Piezīmes

1. Saskaņā ar holandiešu-krievu praktisko transkripciju pareizāk ir šo vārdu un uzvārdu atveidot krievu valodā kā Kristians Huigenss .
2. Gindikins S.G. Stāsti par fiziķiem un matemātiķiem - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html. - trešais izdevums, paplašināts. - M .: MTSNMO, 2001. - S. 110. - ISBN 5-900916-83-9
3. Kuzņecovs B. G. Galilejs Galilejs. - M.: Nauka, 1964, 165., 174. lpp.
4. Viss par planētu Marss - x-mars.narod.ru/investig.htm

Literatūra

5.1. Huygens darbi krievu tulkojumā

• Gēns H. Pasaules uzskatu un uzskatu grāmata par debess-zemes globusiem un to rotājumiem. Per. Jēkabs Brūss. Sanktpēterburga, 1717; 2. izdevums, 1724 (krievu izdevumā autora vārds un tulkotāja vārds nav norādīts)
• Arhimēds. Huigenss. Leģenda. Lamberts. Par apļa sadalīšanu kvadrātā. Ar jautājuma vēstures pielikumu, ko sastādījis F. Rudio. Per. S. N. Bernsteins. Odesa, Matēze, 1913. (Pārpublicējums: M.: URSS, 2002)
• Haigenss H. Traktāts par gaismu, kurā izskaidroti iemesli, kas ar to notiek atstarošanas un laušanas laikā, jo īpaši Islandes kristāla dīvainās laušanas laikā. M.-L.: ONTI, 1935. gads.
• Haigenss H. Trīs memuāri par mehāniku. - publ.lib.ru/ARCHIVES/G/GYUYGENS_Christian/Gyuygens_H._Tri_memuara_po_mehanike.(1951)..zip M.: Red. PSRS Zinātņu akadēmija, 1951. Sērija: Zinātņu klasika.
  • Svārsta pulkstenis.
  • Par ķermeņu kustību trieciena ietekmē.
  • Par centrbēdzes spēku.
  • LIETOTNES:
    • K. K. Baumgarts. Kristians Huigenss. Īsa biogrāfiska skice.
    • K. K. Baumgarts. Kristiana Haigensa darbi par mehāniku.
  • Vārda rādītājs.

5.2. Literatūra par viņu

• Veselovskis I.N. Huigenss. Maskava: Učpedgiza, 1959.
• Matemātikas vēsture, A. P. Juškeviča redakcijā trīs sējumos, M .: Nauka, 2. sējums. 17. gadsimta matemātika. (1970) - ilib.mccme.ru/djvu/istoria/istmat2.htm
• Gindikins S.G. Stāsti par fiziķiem un matemātiķiem. - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html M: MTsNMO, 2001.
• Kostabels P. Cikloīda svārsta izgudrojums, ko izstrādājis Kristians Huigenss, un matemātiķa amats. Vēsturiskie un matemātiskie pētījumi, izdevums. 21, 1976, 1. lpp. 143-149.
• Mah E. Mehānika. Tās attīstības vēsturiski kritiska skice. Iževska: RHD, 2000.
• Frankfurte U. I., Frenks A. M. Kristians Huigenss. Maskava: Nauka, 1962.
• Šalle, Mišels. Vēsturisks apskats par ģeometrisko metožu izcelsmi un attīstību - en.wikisource.org/wiki/Historical_Review of the Origin_and_Development of Geometric_Methods/Huygens. T. 1, n. 11-14. M., 1883. gads.
• Džons J. O'Konors un Edmunds F. Robertsons. Huygens, Christian - www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Huygens.html (angļu valodā) MacTutor arhīvā.
• Christiaan Huygens darbi — www.gutenberg.org/author/Christiaan Huygens projektā Gutenberg

Lielā padomju enciklopēdija: Huigenss, Kristians Huigenss (1629. gada 14. aprīlis, Hāga — 1695. gada 8. jūlijs, turpat), holandiešu mehāniķis, fiziķis un matemātiķis, gaismas viļņu teorijas radītājs. Pirmais Londonas Karaliskās biedrības ārzemju biedrs (kopš 1663. gada). G. studējis Leidenes un Bredas universitātēs, kur studējis jurisprudenci un matemātiku. 22 gadu vecumā viņš publicēja darbu par riņķa, elipses un hiperbolas loku garuma noteikšanu. 1654. gadā parādījās viņa darbs Par apkārtmēra lieluma noteikšanu, kas bija nozīmīgākais ieguldījums apkārtmēra un diametra attiecības noteikšanas teorijā (skaitļa p aprēķināšana). Tam sekoja citi nozīmīgi matemātiski traktāti par cikloīdu, logaritmisko un kontakttīklu uc izpēti. Viņa traktāts "Par aprēķiniem spēlējot kauliņus" (1657) ir viens no pirmajiem pētījumiem varbūtību teorijas jomā. G. kopā ar R. Huku noteica termometra konstantos punktus – ledus kušanas un ūdens viršanas temperatūru. Šo gadu laikā kungs strādā pie astronomisko lampu lēcu uzlabošanas, cenšoties palielināt to diafragmas attiecību un novērst hromatisko aberāciju. Ar viņu palīdzību G. 1655. gadā atklāja planētas Saturna (Titāna) satelītu, noteica tā revolūcijas periodu un konstatēja, ka Saturnu ieskauj plāns gredzens, nekur nav tam blakus un ir slīps pret ekliptiku. Visus novērojumus sniedzis G. klasiskajā darbā "Saturna sistēma" (1659). Tajā pašā darbā G. sniedza pirmo aprakstu par miglāju Oriona zvaigznājā un ziņoja par joslām uz Jupitera un Marsa virsmām.
Astronomiskajiem novērojumiem bija nepieciešama precīza un ērta laika mērīšana. 1657. gadā G. izgudroja pirmo svārsta pulksteni, kas aprīkots ar evakuācijas ierīci; G. savu izgudrojumu aprakstīja darbā "Svārsta pulkstenis" (1658). Otrais, paplašinātais šī darba izdevums tika izdots 1673. gadā Parīzē. Pirmajās 4 daļās G. pētīja vairākas problēmas, kas saistītas ar svārsta kustību. Viņš sniedza risinājumu problēmai par fiziskā svārsta šūpošanās centra atrašanu - pirmo problēmu mehānikas vēsturē par savienotu materiālu punktu sistēmas kustību noteiktā spēka laukā. Tajā pašā darbā G. noteica kustības tautohronismu pa cikloīdu un, izstrādājis plaknes līkņu evolūcijas teoriju, pierādīja, ka cikloīda evolūcija arī ir cikloīds, bet atšķirīgi atrodas attiecībā pret asīm.
1665. gadā, dibinot Francijas Zinātņu akadēmiju, G. tika uzaicināts uz Parīzi par tās priekšsēdētāju, kur gandrīz bez pārtraukuma nodzīvoja 16 gadus (1665-81). 1680. gadā G. strādāja pie "planētu mašīnas" - mūsdienu planetārija prototipa - izveides, kuras būvniecībai viņš izstrādāja diezgan pilnīgu teoriju par turpinātajām jeb nepārtrauktajām frakcijām. Šis ir pēdējais darbs, ko viņš veica Parīzē.
1681. gadā, atgriežoties dzimtenē, G. atkal nodarbojās ar optisko darbu. 1681-87 viņš ražoja slīpēšanas lēcas ar milzīgu fokusa attālumu 37, 54,63 m. Viss G. optisko darbu cikls beidzas ar slaveno Traktātu par gaismu (1690). Tajā pirmo reizi gaismas viļņu teorija tiek pasniegta pilnīgi atšķirīgā formā un pielietota optisko parādību skaidrošanai. "Traktāta par gaismu" 5. nodaļā G. sniedza skaidrojumu par dubultās refrakcijas fenomenu, kas atklāts Īslandes špatas kristālos; klasiskā refrakcijas teorija optiski vienasu kristālos joprojām tiek skaidrota, pamatojoties uz šo nodaļu.
"Traktātam par gaismu" G. kā pieteikumu pievienoja argumentu "Par gravitācijas cēloņiem", kurā viņš nonāca tuvu universālās gravitācijas likuma atklāšanai. Savā pēdējā traktātā Kosmoteoros (1698), kas publicēts pēcnāves laikā, G. balstās uz teoriju par pasauļu daudzveidību un to apdzīvojamību. 1717. gadā traktāts tika tulkots krievu valodā. valoda pēc Pētera I rīkojuma.

Kristians Huigenss ir holandiešu zinātnieks, matemātiķis, astronoms un fiziķis, viens no viļņu optikas pamatlicējiem. 1665-81 strādāja Parīzē. Izgudroja (1657) svārsta pulksteni ar aizbēgšanu, sniedza savu teoriju, noteica fiziskā svārsta svārstību likumus, ielika pamatus trieciena teorijai. Izveidoja (1678, publicēta 1690) gaismas viļņu teoriju, skaidroja divkāršo laušanu. Kopā ar Robertu Huku viņš noteica termometra nemainīgos punktus. Uzlabots teleskops; izstrādāja viņa vārdā nosauktu okulāru. Atklāja Saturna gredzenu un tā pavadoni Titānu. Autors vienam no pirmajiem darbiem par varbūtības teoriju (1657).

Agrīna talantu pamošanās

Christian Huygens senči ieņēma ievērojamu vietu viņa valsts vēsturē. Viņa tēvs Konstantīns Huigenss (1596-1687), kura mājā dzimis topošais slavenais zinātnieks, bija labi izglītots cilvēks, zināja valodas, mīlēja mūziku; pēc 1630. gada kļuva par Vilhelma II (un vēlāk Viljama III) padomnieku. Karalis Jēkabs I paaugstināja viņu līdz bruņinieka pakāpei, un Luijs XIII piešķīra viņam Svētā Miķeļa ordeni. Viņa bērni - 4 dēli (otrais - kristieši) un viena meita - arī atstāja labu zīmi vēsturē.

Kristiāna apdāvinātība izpaudās jau agrā bērnībā. Astoņu gadu vecumā viņš jau apguva latīņu valodu un aritmētiku, iemācījās dziedāt, bet desmit gadu vecumā iepazinās ar ģeogrāfiju un astronomiju. 1641. gadā viņa skolotājs bērna tēvam rakstīja: "Es redzu un gandrīz apskaužu Kristiāna ievērojamo atmiņu," un divus gadus vēlāk: "Es atzīstu, ka Kristiānu zēnu vidū jāsauc par brīnumu."

Un Kristians šajā laikā, mācījies grieķu, franču un itāļu valodu un apguvis klavesīna spēli, sāka interesēties par mehāniku. Bet ne tikai: viņš labprāt nodarbojas ar peldēšanu, dejošanu un izjādēm. Sešpadsmit gadu vecumā Kristians Huigenss kopā ar savu vecāko brāli Konstantīnu iestājās Leidenes Universitātē, lai mācītos jurisprudencē un matemātikā (pēdējais bija labprātīgāks un veiksmīgāks; skolotājs nolemj vienu no saviem darbiem nosūtīt Renē Dekartam).

Pēc 2 gadiem vecākais brālis sāk strādāt pie prinča Frederika Henrika, un Kristians un viņa jaunākais brālis pārceļas uz Bredu, Oranžas koledžu. Arī viņa tēvs sagatavoja Kristiānu valsts dienestam, taču viņam bija citi centieni.1650. gadā viņš atgriezās Hāgā, kur viņa zinātnisko darbu kavēja tikai galvassāpes, kas viņu vajā kādu laiku.

Pirmie zinātniskie darbi

Christian Huygens zinātnisko interešu loks turpināja paplašināties. Viņam patīk Arhimēda darbi par mehāniku un Dekarta (un vēlāk arī citu autoru, tostarp angļu Ņūtona un Huka) darbi par optiku, taču nebeidz studēt matemātiku. Mehānikā viņa galvenie pētījumi ir saistīti ar trieciena teoriju un pulksteņu konstruēšanas problēmu, kas tolaik bija ārkārtīgi svarīga lietišķā nozīme un vienmēr ieņēma vienu no centrālajām vietām Huygens daiļradē.

Viņa pirmos sasniegumus optikā var saukt arī par "lietišķajiem". Kopā ar savu brāli Konstantīnu Kristians Huigenss nodarbojas ar optisko instrumentu pilnveidošanu un gūst ievērojamus panākumus šajā jomā (šī darbība neapstājas daudzus gadus; 1682. gadā viņš izgudro trīs lēcu okulāru, kas joprojām nes viņa vārdu. Pilnveidojot teleskopi, Huigenss tomēr Dioptrijā ” rakstīja: “...cilvēkam: kurš varētu izgudrot teleskopu, balstoties tikai uz teoriju, bez nejaušības iejaukšanās, tam vajadzētu būt pārcilvēciskam prātam”).

Jauni instrumenti ļauj veikt svarīgus novērojumus: 1655. gada 25. martā Huigenss atklāj Titānu, lielāko Saturna pavadoni (par kura gredzeniem viņš bija interesējies jau ilgu laiku). 1657. gadā parādījās vēl viens Huygens darbs “Par aprēķiniem spēlējot kauliņus”, viens no pirmajiem darbiem par varbūtības teoriju. Savam brālim viņš raksta vēl vienu eseju "Par ķermeņu ietekmi".

Kopumā 17. gadsimta piecdesmitie gadi bija Huigensa lielākās aktivitātes laiks. Viņš iegūst bēdīgu slavu zinātnes pasaulē. 1665. gadā viņu ievēlēja par Parīzes Zinātņu akadēmijas locekli.

"Haigensa princips"

H. Huigenss ar neatlaidīgu interesi pētīja Ņūtona optiskos darbus, taču nepieņēma viņa korpuskulāro gaismas teoriju. Viņam daudz tuvāki bija Roberta Huka un Frančesko Grimaldi uzskati, kuri uzskatīja, ka gaismai ir viļņa daba.

Taču gaismas viļņa jēdziens uzreiz radīja daudz jautājumu: kā izskaidrot gaismas taisnvirziena izplatīšanos, tās atstarošanu un laušanu? Ņūtons uz tiem sniedza šķietami pārliecinošas atbildes. Taisnība ir pirmā dinamikas likuma izpausme: gaismas asinsķermenīši pārvietojas vienmērīgi un taisni, ja uz tiem neiedarbojas nekādi spēki. Atspulgs tika skaidrots arī kā elastīgs asinsķermeņu atsitiens no ķermeņu virsmām. Situācija ar refrakciju bija nedaudz sarežģītāka, taču pat šeit Ņūtons piedāvāja skaidrojumu. Viņš uzskatīja, ka tad, kad gaismas korpuss uzlido līdz ķermeņa robežai, uz to sāk darboties pievilkšanās spēks no vielas puses, piešķirot ķermenim paātrinājumu. Tas noved pie korpusa ātruma (refrakcijas) virziena un tā lieluma izmaiņām; tāpēc, pēc Ņūtona domām, gaismas ātrums stiklā, piemēram, ir lielāks nekā vakuumā. Šis secinājums ir svarīgs kaut vai tāpēc, ka tas ļauj veikt eksperimentālu pārbaudi (vēlāk eksperiments atspēkoja Ņūtona viedokli).

Kristians Huigenss, tāpat kā iepriekš minētie viņa priekšgājēji, uzskatīja, ka visa telpa ir piepildīta ar īpašu nesēju – ēteri, un gaisma ir viļņi šajā ēterī. Izmantojot analoģiju ar viļņiem uz ūdens virsmas, Huygens nāca klajā ar šādu attēlu: kad viļņa priekšpuse (t.i., priekšējā mala) sasniedz noteiktu punktu, t.i., svārstības sasniedz šo punktu, tad šīs svārstības kļūst par jauno viļņu centri, kas atšķiras visos virzienos, un visu šo viļņu apvalka kustība sniedz priekšstatu par viļņu frontes izplatīšanos, un virziens, kas ir perpendikulārs šai frontei, ir viļņu izplatīšanās virziens. Tātad, ja viļņu fronte tukšumā kādā brīdī ir plakana, tad tā vienmēr paliek plakana, kas atbilst gaismas taisnvirziena izplatībai. Ja gaismas viļņa priekšpuse sasniedz vides robežu, tad katrs punkts uz šīs robežas kļūst par jauna sfēriska viļņa centru, un, izveidojot šo viļņu apvalkus telpā gan virs, gan zem robežas, tas ir viegli. izskaidrot gan atstarošanas likumu, gan laušanas likumu (bet pie Šajā gadījumā ir jāpieņem, ka gaismas ātrums vidē ir n reizes mazāks nekā vakuumā, kur tas ir n - vienāds gaismas laušanas koeficients vide, kas iekļauta Dekarta un Snela nesen atklātajā refrakcijas likumā).

No Huygens principa izriet, ka gaisma, tāpat kā jebkurš vilnis, var apiet arī šķēršļus. Šis fenomens, kas ir fundamentāli interesants, pastāv, taču Huigenss uzskatīja, ka "sānu viļņi", kas rodas šāda apvalka laikā, nav pelnījuši īpašu uzmanību.

Christian Huygens idejas par gaismu bija tālu no mūsdienu. Tātad, viņš uzskatīja, ka gaismas viļņi ir gareniski, t.i. ka svārstību virzieni sakrīt ar viļņu izplatīšanās virzienu. Tas var šķist vēl jo dīvaināk, jo pašam Huigensam acīmredzot jau bija priekšstats par polarizācijas fenomenu, ko var saprast, tikai ņemot vērā šķērsviļņus. Bet tas nav galvenais. Huygens principam bija izšķiroša ietekme uz mūsu priekšstatiem ne tikai par optiku, bet arī par jebkādu svārstību un viļņu fiziku, kas tagad ieņem vienu no galvenajām vietām mūsu zinātnē. (V. I. Grigorjevs)

Vairāk par Christian Huygens:

Kristians Huigenss fon Zuilihens - holandiešu muižnieka Konstantīna Huigensa dēls "Talanti, muižniecība un bagātība, acīmredzot, bija iedzimta Kristiana Huigensa ģimenē," rakstīja viens no viņa biogrāfiem. Viņa vectēvs bija rakstnieks un ievērojams cilvēks, viņa tēvs bija Oranžas prinču slepenais padomnieks, matemātiķis un dzejnieks. Uzticīga kalpošana saviem valdniekiem nepaverdzināja viņu talantus, un šķita, ka Kristiānam bija lemts tāds pats apskaužams liktenis daudziem. Viņš studēja aritmētiku un latīņu valodu, mūziku un versifikāciju. Viņa skolotājs Heinrihs Bruno nevarēja pietikt ar savu četrpadsmitgadīgo skolnieku:

"Es atzīstu, ka Kristians ir jāsauc par brīnumu zēnu vidū... Viņš izmanto savas spējas mehānikas un būvniecības jomā, izgatavo pārsteidzošas mašīnas, bet diez vai tas ir nepieciešams." Skolotājs kļūdījās: zēns vienmēr meklē ieguvumus no mācībām. Viņa konkrētais, praktiskais prāts drīz atradīs cilvēkiem patiešām nepieciešamo mašīnu shēmas.

Tomēr viņš nekavējoties nenodevās mehānikai un matemātikai. Tēvs nolēma padarīt savu dēlu par juristu un, kad Kristians sasniedza sešpadsmit gadu vecumu, viņš nosūtīja viņu studēt jurisprudenci Londonas Universitātē. Nodarbojoties ar juridiskajām zinātnēm universitātē, Huigensam vienlaikus patīk matemātika, mehānika, astronomija un praktiskā optika. Prasmīgs amatnieks, pats noslīpē optiskās brilles un uzlabo cauruli, ar kuras palīdzību vēlāk veiks savus astronomiskos atklājumus.

Christian Huygens bija tiešais Galileo-Galilei pēctecis zinātnē. Pēc Lagranža teiktā, Huigensam "bija lemts uzlabot un attīstīt svarīgākos Galileo atklājumus". Ir stāsts par to, kā Huygens pirmo reizi saskārās ar Galileo idejām. Septiņpadsmitgadīgais Huigenss grasījās pierādīt, ka horizontāli izmesti ķermeņi pārvietojas pa parabolām, taču, atradis pierādījumu Galileja grāmatā, viņš nevēlējās "rakstīt Iliādu pēc Homēra".

Pēc universitātes absolvēšanas Kristians Huigenss kļūst par Nasavas grāfa svītas rotu, kurš diplomātiskā misijā ir ceļā uz Dāniju. Grāfu neinteresē fakts, ka šis izskatīgais jauneklis ir ziņkārīgu matemātikas darbu autors, un viņš, protams, nezina, kā Kristians sapņo nokļūt no Kopenhāgenas uz Stokholmu pie Dekarta. Tātad viņi nekad nesatiksies: pēc dažiem mēnešiem Dekarts mirs.

22 gadu vecumā Kristians Huigenss publicē Diskursus par hiperbolas, elipses un apļa laukumu. 1655. gadā viņš uzbūvēja teleskopu un atklāj vienu no Saturna pavadoņiem Titānu un publicē New Discoveries in a Size of a Circle. 26 gadu vecumā Kristians raksta piezīmes par dioptrijām. 28 gadu vecumā tika publicēts viņa traktāts “Par aprēķiniem spēlējot kauliņus”, kur aiz šķietami vieglprātīga nosaukuma slēpjas viens no pirmajiem pētījumiem varbūtību teorijas jomā.

Viens no Huygens svarīgākajiem atklājumiem bija svārsta pulksteņa izgudrojums. Viņš patentēja savu izgudrojumu 1657. gada 16. jūlijā un aprakstīja to īsā esejā, kas publicēta 1658. gadā. Par savu pulksteni viņš rakstīja Francijas karalim Ludviķim XIV: “Mani jūsu dzīvokļos novietotie automāti ne tikai katru dienu pārsteidz ar pareizu laika norādi, bet tie ir piemēroti, kā jau no paša sākuma cerēju, lai noteiktu laiku. vietas jūrā garums." Kristians Huigenss gandrīz četrdesmit gadus nodarbojās ar pulksteņu, īpaši svārsta pulksteņu, radīšanu un uzlabošanu: no 1656. līdz 1693. gadam. A. Zomerfelds Huigensu nosauca par "visu laiku izcilāko pulksteņmeistaru".

Trīsdesmit gadu vecumā Kristians Huigenss atklāj Saturna gredzena noslēpumu. Saturna gredzenus pirmais pamanīja Galilejs kā divus sānu piedēkļus, kas "atbalsta" Saturnu. Tad bija redzami gredzeni, kā tieva svītra, viņš tos nepamanīja un vairs nepieminēja. Bet Galileo caurulei nebija vajadzīgās izšķirtspējas un pietiekama palielinājuma. Vērojot debesis ar 92x teleskopu. Kristians atklāj, ka Saturna gredzens tika ņemts kā sānu zvaigznes. Huigenss atrisināja Saturna mīklu un pirmo reizi aprakstīja tā slavenos gredzenus.

Tolaik Kristians Huigenss bija ļoti izskatīgs jauneklis ar lielām zilām acīm un glīti apgrieztām ūsām. Tā laika modei vēsi saritinātās parūkas sarkanīgās cirtas nokrita uz pleciem, guļot uz dārgas apkakles sniegbaltām Brabantas mežģīnēm. Viņš bija draudzīgs un mierīgs. Neviens viņu neredzēja īpaši satrauktu vai apmulsušu, kaut kur steidzīgu vai, gluži otrādi, iegrimušu lēnās pārdomās. Viņam nepatika atrasties “gaismā” un tur parādījās reti, lai gan viņa izcelsme viņam atvēra visu Eiropas piļu durvis. Taču, kad viņš tur parādījās, viņš nemaz neizskatījās neveikls vai apmulsis, kā tas bieži notika citiem zinātniekiem.

Bet velti apburošais Ninons de Lanklos meklē savu kompāniju, viņš vienmēr ir draudzīgs, ne vairāk, šis pārliecinātais vecpuisis. Viņš var dzert ar draugiem, bet ne daudz. Mazliet ložņā, mazliet pasmejies. Pa drusciņai no visa, pavisam nedaudz, lai pēc iespējas vairāk laika paliek galvenajam - darbam. Darbs – nemainīga, visu patērējoša aizraušanās – viņu pastāvīgi dedzināja.

Kristians Huigenss izcēlās ar neparastu centību. Viņš apzinājās savas spējas un centās tās pilnībā izmantot. "Vienīgā izklaide, ko Huigenss atļāvās tik abstraktos darbos," par viņu rakstīja viens no viņa laikabiedriem, "bija tā, ka viņš pa vidu nodarbojās ar fiziku. Kas parastam cilvēkam bija nogurdinošs uzdevums, Huigensam — izklaide.

1663. gadā Huygens tika ievēlēts par Londonas Karaliskās biedrības biedru. 1665. gadā pēc Kolbēra uzaicinājuma viņš apmetās uz dzīvi Parīzē un nākamajā gadā kļuva par jaunizveidotās Parīzes Zinātņu akadēmijas biedru.

1673. gadā tika publicēts viņa darbs "Svārsta pulkstenis", kurā tika doti Huigensa izgudrojuma teorētiskie pamati. Šajā darbā Huygens konstatē, ka cikloīdam ir izohronisma īpašība, un analizē cikloīda matemātiskās īpašības.

Pētot smaga punkta līknes kustību, Haigenss, turpinot attīstīt Galileo izteiktās idejas, parāda, ka ķermenis, krītot no noteikta augstuma pa dažādiem ceļiem, iegūst ierobežotu ātrumu, kas nav atkarīgs no ceļa formas, bet ir atkarīgs tikai no kritiena augstuma un var pacelties līdz augstumam, kas vienāds (ja nav pretestības) ar sākotnējo augstumu. Šo priekšlikumu, kas būtībā izsaka enerģijas nezūdamības likumu kustībai gravitācijas laukā, Haigenss izmanto fiziskā svārsta teorijā. Viņš atrod izteiksmi samazinātajam svārsta garumam, nosaka šūpošanās centra koncepciju un tā īpašības. Viņš izsaka matemātiskā svārsta formulu cikloīdai kustībai un nelielām riņķveida svārsta svārstībām šādi:

"Apļveida svārsta vienas nelielas svārstības laiks ir saistīts ar laiku, kad viņš nokrīt divreiz par svārsta garumu, jo apļa apkārtmērs ir saistīts ar diametru."

Zīmīgi, ka savas esejas beigās zinātnieks sniedz vairākus priekšlikumus (bez secinājuma) par centripetālo spēku un konstatē, ka centripetālais paātrinājums ir proporcionāls ātruma kvadrātam un apgriezti proporcionāls apļa rādiusam. Šis rezultāts sagatavoja Ņūtona teoriju par ķermeņu kustību centrālo spēku iedarbībā.

No Kristiana Huigensa mehāniskajiem pētījumiem papildus svārsta un centripetālā spēka teorijai ir zināma arī viņa elastīgo lodīšu trieciena teorija, kuru viņš prezentēja konkursa uzdevumam, ko Londonas Karaliskā biedrība izsludināja 1668. gadā. Huigensa ietekmes teorija balstās uz dzīvo spēku, impulsa saglabāšanas likumu un Galileja relativitātes principu. Tas tika publicēts tikai pēc viņa nāves 1703. gadā. Huigenss diezgan daudz ceļoja, taču viņš nekad nebija dīkdienīgs tūrists. Pirmajā Francijas ceļojumā viņš studēja optiku, bet Londonā skaidroja savu teleskopu izgatavošanas noslēpumus. Piecpadsmit gadus viņš strādāja Luija XIV galmā, piecpadsmit gadus spoži matemātiski un fizikāli pētījumi. Un piecpadsmit gados – tikai divi nelieli braucieni uz dzimteni, lai dziedinātu

Kristians Huigenss Parīzē dzīvoja līdz 1681. gadam, kad pēc Nantes edikta atcelšanas atgriezās dzimtenē kā protestants. Atrodoties Parīzē, viņš labi pazina Rēmeru un aktīvi palīdzēja viņam novērojumos, kuru rezultātā tika noteikts gaismas ātrums. Huygens bija pirmais, kas savā traktātā ziņoja par Rēmera rezultātiem.

Mājās, Holandē, atkal nezinot nogurumu, Huigenss būvē mehānisku planetāriju, milzu septiņdesmit metru teleskopus, apraksta citu planētu pasaules.

Huigensa darbs latīņu valodā parādās par gaismu, autors laboja un pārpublicēja franču valodā 1690. gadā. Huigensa traktāts par gaismu iegāja zinātnes vēsturē kā pirmais zinātniskais darbs par viļņu optiku. Šis "Traktāts" formulēja viļņu izplatīšanās principu, kas tagad pazīstams kā Huygens princips. Pamatojoties uz šo principu, tika atvasināti gaismas atstarošanas un laušanas likumi, kā arī izstrādāta dubultās refrakcijas teorija Islandes sparā. Tā kā gaismas izplatīšanās ātrums kristālā dažādos virzienos ir atšķirīgs, viļņa virsmas forma nebūs sfēriska, bet gan elipsoidāla.

Gaismas izplatīšanās un laušanas teorija viensiālos kristālos ir ievērojams Huygens optikas sasniegums. Kristians Huigenss arī aprakstīja viena no diviem stariem pazušanu, kad tie iziet cauri otrajam kristālam ar noteiktu orientāciju attiecībā pret pirmo. Tādējādi Huygens bija pirmais fiziķis, kurš konstatēja gaismas polarizācijas faktu.

Huygens idejas augstu novērtēja viņa pēctecis Fresnels. Viņš tos ierindoja augstāk par visiem atklājumiem Ņūtona optikā, apgalvojot, ka Huygens atklājumu "iespējams, ir grūtāk izdarīt nekā visus Ņūtona atklājumus gaismas parādību jomā".

Huigenss savā traktātā neņem vērā krāsas, kā arī gaismas difrakciju. Viņa traktāts ir veltīts tikai atstarošanas un laušanas (arī dubultās refrakcijas) pamatojumam no viļņu viedokļa. Šis apstāklis, iespējams, bija iemesls, kāpēc Huigensa teorija, neskatoties uz tās atbalstu 18. gadsimtā no Lomonosova un Eilera, nesaņēma atzinību, līdz Fresnels 19. gadsimta sākumā atjaunoja viļņu teoriju uz jauna pamata.

Kristians Huigenss nomira 1695. gada 8. jūnijā, kad tipogrāfijā tika drukāta viņa pēdējā grāmata KosMoteoros. (Samins D.K. 100 lielu zinātnieku. - M .: Veche, 2000)

Vairāk par Christian Huygens:

Huigenss (Christian Huyghensvan Zuylichem) ir matemātiķis, astronoms un fiziķis, kuru Ņūtons atzina par izcilu. Viņa tēvs sinjors van Zuilihems, Oranžas prinču sekretārs, bija ievērojams rakstnieks un zinātniski izglītots.

Kristians Huigenss savu zinātnisko darbību sāka 1651. gadā ar eseju par hiperbolas, elipses un apļa kvadrātu; 1654. gadā atklāja evolūcijas un evolūcijas teoriju, 1655. gadā atrada Saturna pavadoni un gredzenu veidu, 1659. gadā aprakstīja Saturna sistēmu savā publicētajā darbā. 1665. gadā pēc Kolberta uzaicinājuma viņš apmetās uz dzīvi Parīzē un tika uzņemts par Zinātņu akadēmijas locekli.

Pulksteņi ar atsvaru vadāmiem riteņiem tika izmantoti jau ilgu laiku, taču šādu pulksteņu regulējums nebija apmierinošs. Kopš Galileo laikiem svārsts tika izmantots atsevišķi precīzai nelielu laika periodu mērīšanai, un bija nepieciešams saskaitīt šūpošanos skaitu. 1657. gadā Kristians Huigenss publicēja viņa izgudrotā pulksteņa dizaina aprakstu ar svārstu. Vēlāk viņa izdotais 1673. gadā Parīzē slavenais darbs Horologium oscillatorium, sive de mota pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica, kas satur svarīgāko dinamikas atklājumu izklāstu, tā pirmajā daļā satur arī uzbūves aprakstu. no pulksteņa, bet ar papildinājumu uzlabojot svārsta pastiprināšanas veidu, padarot svārstu cikloīdu, kam ir nemainīgs šūpošanās laiks neatkarīgi no svārsta lieluma. Lai izskaidrotu šo cikloīda svārsta īpašību, grāmatas otro daļu autors velta brīvu un pa slīpām taisnēm kustīgu un visbeidzot pa cikloīdu ķermeņu krišanas likumu atvasināšanai. Šeit pirmo reizi skaidri izteikts kustību neatkarības sākums: vienmērīgi paātrināts gravitācijas iedarbības dēļ un vienmērīgs inerces dēļ.

Kristians Huigenss pierāda brīvi krītošu ķermeņu vienmērīgi paātrinātas kustības likumus, pamatojoties uz sākumu, ka darbība, ko ķermenim rada nemainīga lieluma un virziena spēks, nav atkarīga no ķermeņa jau esošā ātruma lieluma un virziena. Atvasinot sakarību starp kritiena augstumu un laika kvadrātu, Haigenss izsaka piezīmi, ka kritienu augstumi ir saistīti kā iegūto ātrumu kvadrāti. Tālāk, ņemot vērā uz augšu izmestā ķermeņa brīvo kustību, viņš konstatē, ka ķermenis paceļas līdz lielākajam augstumam, zaudējis visu tam nodoto ātrumu un atkal iegūst, atgriežoties atpakaļ.

Galileo bez pierādījumiem pieļāva, ka, krītot pa dažāda slīpuma taisnēm no viena augstuma, ķermeņi iegūst vienādus ātrumus. Kristians Huigenss to pierāda šādi. Divas taisnas līnijas ar dažādu slīpumu un vienādu augstumu ir piestiprinātas ar apakšējiem galiem viens pie otra. Ja ķermenis, kas palaists no viena augšējā gala, iegūst lielāku ātrumu nekā tas, kas palaists no otra augšējā gala, tad to var palaist pa pirmo no šāda punkta zem augšējā gala tā, lai zemāk iegūtais ātrums būtu pietiekami, lai paceltu ķermeni līdz otrās taisnes augšējam galam, bet tad izrādītos, ka ķermenis pacēlās augstumā, kas ir lielāks par to, no kura tas nokrita, bet tas nevar būt.

No ķermeņa kustības pa slīpu taisni H. Haigenss pāriet uz kustību pa lauztu līniju un pēc tam uz kustību pa jebkuru līkni, un viņš pierāda, ka ātrums, kas iegūts, krītot no jebkura augstuma pa līkumu, ir vienāds ar ātrumu kas iegūts brīvā kritienā no tāda paša augstuma vertikālā līnijā, un ka ir nepieciešams vienāds ātrums, lai paceltu vienu un to pašu ķermeni vienā augstumā gan vertikālā taisnā līnijā, gan līkumā.

Pēc tam, pārejot uz cikloīdu un ņemot vērā dažas tā ģeometriskās īpašības, autors pierāda smagā punkta kustību tautohronismu gar cikloīdu. Darba trešajā daļā tiek prezentēta evolūciju un evolūciju teorija, ko autors atklāja jau 1654. gadā; šeit kristieši atrod cikloīda evolūcijas formu un stāvokli.

Ceturtajā daļā ir izklāstīta fiziskā svārsta teorija, šeit Kristians Huigenss atrisina problēmu, kas nebija tik daudziem mūsdienu ģeometriem - šūpošanās centra noteikšanas problēmu. Tas balstās uz šādu ierosinājumu: “Ja komplekss svārsts, atstājis miera stāvokli, pabeidz kādu sava šūpojuma daļu, lielāku pusšūpošanos, un ja tiek izjaukts savienojums starp visām tā daļiņām, tad katra no šīm daļiņām pacelsies līdz. tādā augstumā, lai to kopējais smaguma centrs vienlaikus atrastos tajā augstumā, kādā tas bija, kad svārsts izgāja no miera stāvokļa. Šis apgalvojums, ko nepierādīja Kristians Huigenss, viņam šķiet pamatprincips, bet tagad tas atspoguļo enerģijas nezūdamības likuma piemērošanu svārstam. Fizikālā svārsta teoriju Haigenss sniedza pilnīgi vispārīgā formā un piemērojot dažāda veida ķermeņiem. Sava darba pēdējā, piektajā daļā zinātnieks sniedz trīspadsmit teorēmas par centrbēdzes spēku un aplūko koniskā svārsta rotāciju.

Vēl viens ievērojams Kristiana Huigensa darbs ir 1690. gadā publicētā Gaismas teorija, kurā viņš izklāsta atstarošanas un laušanas teoriju un pēc tam dubultās refrakcijas teoriju islandiešu valodā tādā pašā formā, kādā tā tagad ir sniegta fizikas mācību grāmatās. No citiem, ko atklājis H. Huigenss, minēsim sekojošo.

Saturna gredzenu un tā divu satelītu patiesā izskata atklāšana, kas izgatavota ar desmit pēdu teleskopu, kuru viņš pats izkārtoja. Kopā ar savu brāli Christian Huygens viņš nodarbojās ar optisko stiklu ražošanu un ievērojami uzlaboja to ražošanu. Teorētiski atklāt zemes elipsoidālo formu un tās saspiešanu pie poliem, kā arī skaidrojumu par centrbēdzes spēka ietekmi uz gravitācijas virzienu un otrā svārsta garumu dažādos platuma grādos. Elastīgo ķermeņu sadursmes jautājuma risinājums vienlaikus ar Volisu un Brenu.

Kristianam Haigensam pieder pulksteņa spirāles izgudrojums, kas aizstāj svārstu, pirmo pulksteni ar spirāli izgatavoja Parīzē pulksteņmeistars Thuret 1674. gadā. Viņam pieder arī viens no risinājumiem jautājumā par smagas viendabīgas ķēdes formu. līdzsvarā.

KRISTIANS HUIGENS

Kristians Huigenss fon Zuilihens - Nīderlandes muižnieka Konstantīna Huigensa dēls, dzimis 1629. gada 14. aprīlī. "Talanti, muižniecība un bagātība, acīmredzot, bija iedzimta Kristiana Huigensa ģimenē," rakstīja viens no viņa biogrāfiem. Viņa vectēvs bija rakstnieks un ievērojams cilvēks, viņa tēvs bija Oranžas prinču slepenais padomnieks, matemātiķis un dzejnieks. Uzticīga kalpošana saviem valdniekiem nepaverdzināja viņu talantus, un šķita, ka Kristiānam bija lemts tāds pats apskaužams liktenis daudziem. Viņš studēja aritmētiku un latīņu valodu, mūziku un versifikāciju. Viņa skolotājs Heinrihs Bruno nevarēja pietikt ar savu četrpadsmitgadīgo skolnieku: “Es atzīstu, ka Kristiāns zēnu vidū jāsauc par brīnumu... Viņš attīsta savas spējas mehānikas un konstrukciju jomā, izgatavo pārsteidzošas mašīnas, bet diez vai tas ir nepieciešams."

Skolotājs kļūdījās: zēns vienmēr meklē ieguvumus no mācībām. Viņa konkrētais, praktiskais prāts drīz atradīs cilvēkiem patiešām nepieciešamo mašīnu shēmas.

Tomēr viņš nekavējoties nenodevās mehānikai un matemātikai. Tēvs nolēma padarīt savu dēlu par juristu un, kad Kristians sasniedza sešpadsmit gadu vecumu, viņš nosūtīja viņu studēt jurisprudenci Londonas Universitātē. Nodarbojoties ar juridiskajām zinātnēm universitātē, Huigensam vienlaikus patīk matemātika, mehānika, astronomija un praktiskā optika. Prasmīgs amatnieks, pats noslīpē optiskās brilles un uzlabo cauruli, ar kuras palīdzību vēlāk veiks savus astronomiskos atklājumus.

Kristians Huigenss bija Galileo tiešais pēctecis zinātnē. Pēc Lagranža teiktā, Huigensam "bija lemts uzlabot un attīstīt svarīgākos Galileo atklājumus". Ir stāsts par to, kā Huygens pirmo reizi saskārās ar Galileo idejām. Septiņpadsmitgadīgais Huigenss grasījās pierādīt, ka horizontāli izmesti ķermeņi pārvietojas pa parabolām, taču, atradis pierādījumu Galileja grāmatā, viņš nevēlējās "rakstīt Iliādu pēc Homēra".

Pēc universitātes absolvēšanas viņš kļūst par Nasavas grāfa svītas rotu, kurš diplomātiskā misijā ir ceļā uz Dāniju. Grāfu neinteresē fakts, ka šis izskatīgais jauneklis ir ziņkārīgu matemātikas darbu autors, un viņš, protams, nezina, kā Kristians sapņo nokļūt no Kopenhāgenas uz Stokholmu pie Dekarta. Tātad viņi nekad nesatiksies: pēc dažiem mēnešiem Dekarts mirs.

22 gadu vecumā Haigenss publicēja grāmatu Diskursi par hiperbolas, elipses un apļa laukumu. 1655. gadā viņš uzbūvēja teleskopu un atklāj vienu no Saturna pavadoņiem Titānu un publicē New Discoveries in a Size of a Circle. 26 gadu vecumā Kristians raksta piezīmes par dioptrijām. 28 gadu vecumā tika publicēts viņa traktāts “Par aprēķiniem spēlējot kauliņus”, kur aiz šķietami vieglprātīga nosaukuma slēpjas viens no pirmajiem pētījumiem varbūtību teorijas jomā.

Viens no Huygens svarīgākajiem atklājumiem bija svārsta pulksteņa izgudrojums. Viņš patentēja savu izgudrojumu 1657. gada 16. jūlijā un aprakstīja to īsā esejā, kas publicēta 1658. gadā. Par savu pulksteni viņš rakstīja Francijas karalim Ludviķim XIV: “Mani jūsu dzīvokļos novietotie automāti ne tikai katru dienu pārsteidz ar pareizu laika norādi, bet tie ir piemēroti, kā jau no paša sākuma cerēju, lai noteiktu laiku. vietas jūrā garums." Kristians Huigenss gandrīz četrdesmit gadus nodarbojās ar pulksteņu, īpaši svārsta pulksteņu, radīšanu un uzlabošanu: no 1656. līdz 1693. gadam. A. Zomerfelds Huigensu nosauca par "visu laiku izcilāko pulksteņmeistaru".

Trīsdesmit gadu vecumā Huigenss atklāj Saturna gredzena noslēpumu. Saturna gredzenus pirmais pamanīja Galilejs kā divus sānu piedēkļus, kas "atbalsta" Saturnu. Tad bija redzami gredzeni, kā tieva svītra, viņš tos nepamanīja un vairs nepieminēja. Bet Galileo caurulei nebija vajadzīgās izšķirtspējas un pietiekama palielinājuma. Vērojot debesis ar 92x teleskopu, Kristiāns atklāj, ka Saturna gredzens ir ņemts kā sānu zvaigznes. Huigenss atrisināja Saturna mīklu un pirmo reizi aprakstīja tā slavenos gredzenus.

Tolaik Huigenss bija ļoti izskatīgs jauneklis ar lielām zilām acīm un glīti apgrieztām ūsām. Tā laika modei vēsi saritinātās parūkas sarkanīgās cirtas nokrita uz pleciem, guļot uz dārgas apkakles sniegbaltām Brabantas mežģīnēm. Viņš bija draudzīgs un mierīgs. Neviens viņu neredzēja īpaši satrauktu vai apmulsušu, kaut kur steidzīgu vai, gluži otrādi, iegrimušu lēnā pārdomāšanā. Viņam nepatika atrasties “gaismā” un tur parādījās reti, lai gan viņa izcelsme viņam atvēra visu Eiropas piļu durvis. Tomēr, kad viņš tur parādījās, viņš nemaz neizskatījās neveikls vai apmulsis, kā tas bieži notika ar citiem zinātniekiem.

Bet velti apburošais Ninons de Lanklos meklē savu kompāniju, viņš vienmēr ir draudzīgs, ne vairāk, šis pārliecinātais vecpuisis. Viņš var dzert ar draugiem, bet ne daudz. Mazliet ložņā, mazliet pasmejies. Pa drusciņai no visa, pavisam nedaudz, lai pēc iespējas vairāk laika paliek galvenajam - darbam. Darbs – nemainīga, visu patērējoša aizraušanās – viņu pastāvīgi dedzināja.

Huigenss izcēlās ar neparastu centību. Viņš apzinājās savas spējas un centās tās pilnībā izmantot. "Vienīgā izklaide, ko Huigenss atļāvās tik abstraktos darbos," par viņu rakstīja viens no viņa laikabiedriem, "bija tā, ka viņš pa vidu nodarbojās ar fiziku. Kas parastam cilvēkam bija nogurdinošs uzdevums, Huigensam — izklaide.

1663. gadā Huygens tika ievēlēts par Londonas Karaliskās biedrības locekli. 1665. gadā pēc Kolbēra uzaicinājuma viņš apmetās uz dzīvi Parīzē un nākamajā gadā kļuva par jaunizveidotās Parīzes Zinātņu akadēmijas biedru.

1673. gadā tika publicēts viņa darbs "Svārsta pulkstenis", kurā tika doti Huigensa izgudrojuma teorētiskie pamati. Šajā darbā Huygens konstatē, ka cikloīdam ir izohronisma īpašība, un analizē cikloīda matemātiskās īpašības.

Pētot smaga punkta līknes kustību, Haigenss, turpinot attīstīt Galileo izteiktās idejas, parāda, ka ķermenis, krītot no noteikta augstuma pa dažādiem ceļiem, iegūst ierobežotu ātrumu, kas nav atkarīgs no ceļa formas, bet ir atkarīgs tikai no kritiena augstuma un var pacelties līdz augstumam, kas vienāds (ja nav pretestības) ar sākotnējo augstumu. Šo priekšlikumu, kas būtībā izsaka enerģijas nezūdamības likumu kustībai gravitācijas laukā, Haigenss izmanto fiziskā svārsta teorijā. Viņš atrod izteiksmi samazinātajam svārsta garumam, nosaka šūpošanās centra koncepciju un tā īpašības. Matemātiskā svārsta formulu cikloīdai kustībai un apļveida svārsta nelielām svārstībām viņš izsaka šādi: "Apļveida svārsta vienas nelielas svārstības laiks ir saistīts ar krišanas laiku pa svārsta dubulto garumu, kā apkārtmēru. apļa vērtība ir saistīta ar diametru."

Zīmīgi, ka savas esejas beigās zinātnieks sniedz vairākus priekšlikumus (bez secinājuma) par centripetālo spēku un konstatē, ka centripetālais paātrinājums ir proporcionāls ātruma kvadrātam un apgriezti proporcionāls apļa rādiusam. . Šis rezultāts sagatavoja Ņūtona teoriju par ķermeņu kustību centrālo spēku iedarbībā.

No Huygens mehāniskajiem pētījumiem papildus svārsta un centripetālā spēka teorijai ir zināma viņa teorija par elastīgo lodīšu triecienu, ko viņš prezentēja konkursa uzdevumam, ko Londonas Karaliskā biedrība izsludināja 1668. gadā. Huigensa ietekmes teorija balstās uz dzīvo spēku, impulsa saglabāšanas likumu un Galileja relativitātes principu. Tas tika publicēts tikai pēc viņa nāves 1703. gadā.

Huigenss diezgan daudz ceļoja, taču viņš nekad nebija dīkdienīgs tūrists. Pirmajā Francijas ceļojumā viņš studēja optiku, bet Londonā skaidroja savu teleskopu izgatavošanas noslēpumus. Piecpadsmit gadus viņš strādāja Luija XIV galmā, piecpadsmit gadus spoži matemātiski un fizikāli pētījumi. Un piecpadsmit gados - tikai divi nelieli braucieni uz dzimteni, lai dziedinātu.

Huigenss Parīzē dzīvoja līdz 1681. gadam, kad pēc Nantes edikta atcelšanas viņš kā protestants atgriezās dzimtenē. Atrodoties Parīzē, viņš labi pazina Rēmeru un aktīvi palīdzēja viņam novērojumos, kuru rezultātā tika noteikts gaismas ātrums. Huygens bija pirmais, kas savā traktātā ziņoja par Rēmera rezultātiem.

Mājās, Holandē, atkal nezinot nogurumu, Huigenss būvē mehānisku planetāriju, milzu septiņdesmit metru teleskopus, apraksta citu planētu pasaules.

Huygens darbs latīņu valodā parādās uz gaismas, autors labojis un pārpublicējis franču valodā 1690. gadā. Huygens traktāts par gaismu iegāja zinātnes vēsturē kā pirmais zinātniskais darbs par viļņu optiku. Šis "Traktāts" formulēja viļņu izplatīšanās principu, kas tagad pazīstams kā Huygens princips. Pamatojoties uz šo principu, tika atvasināti gaismas atstarošanas un laušanas likumi, kā arī izstrādāta dubultās refrakcijas teorija Islandes sparā. Tā kā gaismas izplatīšanās ātrums kristālā dažādos virzienos ir atšķirīgs, viļņa virsmas forma nebūs sfēriska, bet gan elipsoidāla.

Gaismas izplatīšanās un laušanas teorija viensiālos kristālos ir ievērojams Huygens optikas sasniegums. Huigenss arī aprakstīja viena no diviem stariem pazušanu, kad tie iziet cauri otrajam kristālam ar noteiktu orientāciju attiecībā pret pirmo. Tādējādi Huygens bija pirmais fiziķis, kurš konstatēja gaismas polarizācijas faktu.

Huygens idejas augstu novērtēja viņa pēctecis Fresnels. Viņš tos ierindoja augstāk par visiem atklājumiem Ņūtona optikā, apgalvojot, ka Huygens atklājumu "iespējams, ir grūtāk izdarīt nekā visus Ņūtona atklājumus gaismas parādību jomā".

Huigenss savā traktātā neņem vērā krāsas, kā arī gaismas difrakciju. Viņa traktāts ir veltīts tikai atstarošanas un laušanas (arī dubultās refrakcijas) pamatojumam no viļņu viedokļa. Šis apstāklis, iespējams, bija iemesls, kāpēc Huigensa teorija, neskatoties uz tās atbalstu 18. gadsimtā no Lomonosova un Eilera, nesaņēma atzinību, līdz Fresnels 19. gadsimta sākumā atjaunoja viļņu teoriju uz jauna pamata.

Huigenss nomira 1695. gada 8. jūlijā, kad tipogrāfijā tika drukāta viņa pēdējā grāmata Kosmoteoros.