惠更斯生平经历是怎样的?惠更斯的成就贡献有哪些?趣历史这就为你介绍:
克里斯蒂安·惠更斯简介
克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huyg(h)ens,1629年04月14日—1695年07月08日)荷兰物理学家、天文学家、数学家,1629年4月4日生于海牙,1695年7月8日卒于海牙。
他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱,是历史上最著名的物理学家之一,他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献,在数学和天文学方面也有卓越的成就,是近代自然科学的一位重要开拓者。
他建立向心力定律,提出动量守恒原理,并改进了计时器。
惠更斯生平经历
一、学生时期
惠更斯自幼聪慧,13岁时曾自制一台车床,表现出很强的动手能力。他的祖父,也叫克里斯蒂安·惠更斯,作为秘书效力于沉默者威廉(William the Silent)以及毛里斯亲王(Prince Maurice)。
在1625年,他的父亲康斯坦丁(Constantijn)成为亲王弗雷德里克·亨利(Prince Frederic Henry)的秘书,而且正如克里斯蒂安的哥哥,另一位康斯坦丁(Constantijn)那样,在随后的生涯中,一直服务于奥兰治家族(Orange family)。
跟随这个效命于奥兰治王室(house of Orange)的外交事务(diplomatic service)传统,惠更斯家族有一个坚实的教育和文化传统。
他的祖父积极参与到对孩子们的教育中,于是惠更斯的父亲在文学和科学方面都极为博学。他曾与梅森(Mersenne)和笛卡尔有过通信,而笛卡尔受到过惠更斯在海牙对他的很好的招待。
康斯坦丁是一个对艺术很有品位的人,有绘画才能,也是一个音乐家、多才的作曲家,而尤其是,一个杰出的诗人;他那些用荷兰文和拉丁文写下的篇章,令他在荷兰文学史上获得了经久不衰的地位。
从1645年5月到1647年三月,克里斯蒂安在莱顿大学(University of Leiden)学习法律与数学。其中数学是学自凡司顿(Frans van Schooten)。他学习了经典数学,也学习了韦达(Viète)、笛卡尔、费马的现代方法。
在这一时期,他的父亲告诉梅森其子对落体问题的研究,这引起了梅森的注意,也从而开始了在克里斯蒂安与梅森之间的直接通信。笛卡尔,其工作在这些年深深地影响了年轻的惠更斯,也对克里斯蒂安的工作表示兴趣与欣赏。
从1647年3月到1649年八月,克里斯蒂安在新成立的位于布雷达(Breda)的奥兰治学院(Collegium Arausiacum[College of Orange])学习法律,他的父亲是这所学校的校长,而佩尔(Pell)教数学。
二、科学研究
在他的学习之后,惠更斯没有选择外交(diplomacy)这个本来对他的出生和教育更自然的职业生涯。他不想要这样的事业,而不论怎样,随着1650年威廉二世(William II)的去世、惠更斯家族失去了从事外交工作的首要机会。
惠更斯一直呆在家到1666年,除了到巴黎和伦敦的三次旅行。他父亲提供的资助让他可以完全投入到对自然的研究中。这些年(1650到1666)是惠更斯的生涯中最多产的时期。
最初惠更斯集中于数学:面积和体积的确定,以及由帕普斯的工作所启发的代数问题。在1651年,《双曲线、椭圆和圆的求积定理》写成,包括对圣文森特的格里高利的圆求积的反驳。而后是1654年的《圆大小的发现》。
在接下来的岁月中,惠更斯研究了抛物线求长、求抛物线旋转面的面积、许多曲线如蔓叶线、摆线(与帕斯卡在1658年公开提出的一个问题有联系)和对数曲线的切线和面积问题。1657年,惠更斯关于概率问题的论文发表,《论赌博中的计算》(Tractatus de ratiociniis in aleae ludo)。
1650年,一个关于流体静力学的手稿已经完成。而在1652年,惠更斯将弹性碰撞的规律公式化,并开始几何光学的学习。
在1655年他让自己与他哥哥一起,去磨制镜片。他们制造了显微镜和望远镜。而惠更斯在1655-1656年的冬天,发现了土星的卫星并辨识出了土星光环,两者分别报告于《土星之月新观察》和《土星系统》中。
1656年惠更斯发明了摆钟。这在1658年的《时钟》中有记述。这也造就了一些机会让他发现摆线等时性(1659)、研究渐屈线和摆动中心的理论。惠更斯对离心力的研究也从1659年开始。
在这些年中,他与许多学者的通信大量增多,那些学者有圣文森特的格里高利、沃利斯、凡司顿和斯吕塞(Sluse)。在1660年之后,对摆钟在海上确定经度的应用研究占据了他很多的时间。
他积极参与天文观测(例如对土星的观测)和空气泵实验中来。在1669年他阐述了他的重力起因理论,而在1678年他写了《论光》,其中宣布了他在1676-1677年发展出来的光的波动理论(严格地说是光的脉冲理论)。
在1668-1669年,他在理论上和实验上,研究了阻力介质中的物体运动。在1673年,他与帕平(Papin)合作,建造了一个内燃机(moteur à explosion)。而此后他也与莱布尼兹有定期接触。
惠更斯在1673年开始了他关于简谐振动的研究,并设计出由弹簧而非钟摆来校准时间的钟表,接着,就发生了他与胡克(Hooke)的优先权之争。在1677年他使用了显微镜进行研究。
因为疾病,惠更斯在1681年离开巴黎,在1683年之前痊愈,但与此同时柯尔贝尔去世,而如果在巴黎没有他的支持,惠更斯因其国籍、新教信仰以及家庭与奥兰治王室的关系,会给他招致强烈的反对,因此他决定呆在荷兰。从而他的经济状况不像以前那样有保障,而他可以靠家里的土地所有权而有一份收入。
惠更斯是创建经典力学的先驱。在力学方面的研究,惠更斯是以伽利略所创建的基础为出发点的。
他在研究摆中阐明了许多动力学概念和规律(包括摆的运动方程,离心力、摆动中心、转动惯量的概念),用摆测量重力加速度,指出物体在地球赤道处受到的离心力是重量的1/289,著有《关于钟摆的运动》。
他同J.沃利斯(1616~1703)和C.雷恩(1632~1723)在同一时期发现弹性体的碰撞规律。
在1668~1669年英国皇家学会碰撞问题征文悬赏中,他是得奖者之一。他详尽地研究了完全弹性碰撞问题(当时叫“对心碰撞”)。死后综合发表于《论物体的碰撞运动》(1703)中,包括5个假设和13个命题。
他纠正了笛卡儿不考虑动量方向性的错误,并首次提出完全弹性碰撞前后的守恒。他还研究了岸上与船上两个人手中小球的碰撞情况并把相对性原理应用于碰撞现象的研究。
大约在1669年,惠更斯就已经提出解决了碰撞问题的一个法则——“活力”守恒原理,它成为能量守恒的先驱。
惠更斯从实践和理论上研究了钟摆及其理论。提出著名的单摆周期公式。在研究摆的重心升降问题时,惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量,还引入了反馈装置——“反馈”这一物理思想今天更显得意义重大。
设计了船用钟和手表平衡发条,大大缩小了钟表的尺寸。他还用摆求出重力加速度的准确值,并建议用秒摆的长度作为自然长度标准。
惠更斯还提出了他的离心力定理,他还研究了圆周运动、摆、物体系转动时的离心力以及泥球和地球转动时变扁的问题等等。这些研究对于后来万有引力定律的建立起了促进作用。
他提出过许多既有趣又有启发性的离心力问题。惠更斯在他的《摆钟论》中还给出了他关于所谓的“离心力”的基本命题。
他提出:一个作圆周运动的物体具有飞离中心的倾向,它向中心施加的离心力与速度的平方成正比,与运动半径成反比。这也是他对有关的伽利略摆动学说的扩充。
后来,惠更斯和胡克还各自发现了螺旋式弹簧丝的振荡等时性,这为近代游丝怀表和手表的发明创造了条件。
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