Гюйгенс реферат по физике
Обновлено: 02.07.2024
Вместе с братом улучшил телескоп, доведя его до 92-кратного увеличения. Известность пришла к Гюйгенсу, когда открыл кольца Сатурна и спутник этой планеты, Титан
Широта интересов Гюйгенса поражает. За время научной деятельности написал десятки серьезных научных трудов в механике и математике и физике. Признавая заслуги великого голландца в познании окружающего мира и постановке существовавших в то время взглядов на научную основу, королевское научное сообщество оказало Христиану Гюйгенсу честь, избрав его в 1663 году своим членом, первым из иностранных ученых. Через три года французы основали свою академию наук. Первым президентом французского научного сообщества стал Гюйгенс.
Ему принадлежит оригинальное усовершенствование телескопа, использованного им в астрономических наблюдениях. Также изобрел окуляр Гюйгенса, состоящий из двух плосковыпуклых линз, которые используются и в наши дни. Являлся первооткрывателем диаскопического проектора.
Гюйгенс обосновал сплюснутость Земли у полюсов, а также объяснил влияния центробежной силы на направление силы тяжести и на длину секундного маятника на разных широтах. Ученый дал решение вопроса о соударении упругих тел, одновременно с Валлисом и Реном и одно из решений вопроса о виде тяжелой однородной цепи, находящейся в равновесии. Ему принадлежит изобретение часовой спирали, заменяющей маятник, крайне важное для навигации, а также впервые запатентовал карманные часы.
Первым призвал выбрать всемирную натуральную меру длины, в качестве которой предложил 1/3 длины маятника с периодом колебаний 1 секунда, что равняется примерно 8 сантиметрам.
Великий ученый Христиан Гюйгенс умер в родном городе 8 июля 1695 года.
Гюйгенс Х. Книга мирозрения и мнение о небесно-земных глобусах и их украшениях. Пер. Якова Брюса. Санкт-Петербург, 1717; 2-е изд., 1724 (в русском издании не указаны имя автора и имя переводчика)
Архимед. Гюйгенс. Лежандр. Ламберт. О квадратуре круга. С приложением истории вопроса, составленной Ф. Рудио. Пер. С. Н. Бернштейна. Одесса, Mathesis, 1913. (Репринт: М.: УРСС, 2002)
Гюйгенс Х. Трактат о свете, в котором объяснены причины того, что с ним происходит при отражении и преломлении, в частности при странном преломлении исландского кристалла. М.-Л.: ОНТИ, 1935.
Гюйгенс Х. Три мемуара по механике. М.: Изд. АН СССР, 1951. Серия: Классики науки.
Маятниковые часы.
О движении тел под влиянием удара.
О центробежной силе.
Пик Гюйгенса на Луне и расположенный рядом кратер Гюйгенс А;
Кратер на Марсе;
Астероид 2801 Huygens;
Европейский космический зонд, достигший Титана.
Отец - Константин Гюйгенс (1596-1687), ученый, широко образованный человек. Знал языки, увлекался музыкой. После 1630 года стал советником Вильгельма II (а впоследствии и Вильгельма III). Король Яков I возвел его в сан рыцаря, а Людовик XIII пожаловал орденом Святого Михаила.
Его дети: четыре сына (второй - Христиан) и одна дочь, также оставили добрый след в истории.
Детские годы, раннее пробуждение талантов будущего учёного. Первые научные труды и научная деятельность Х. Гюйгенса во Франции. Усовершенствование оптических инструментов и изобретение трехлинзового окуляра, носящего его имя. Последние годы жизни ученого.
| Рубрика | История и исторические личности |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.12.2015 |
| Размер файла | 13,6 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Жизнь и деятельность основоположника волновой оптики
Х. Гюйгенса
Раннее пробуждение талантов
окуляр гюйгенс ученый
Христиан Гюйгенс (1629-1695) - нидерландский ученый, математик, астроном и физик, один из основоположников волновой оптики.
Христиан Гюйгенс родился 14 апреля 1629, Гааге в аристократической семье Константина Гюйгенса и Сусанны ван Барле родился Христиан Гюйгенс. Его отец был секретарем Фридриха Генриха Оранского, а затем Вильгельма Второго Оранского. Однако он был не только дипломатом, но и литератором, автором театральных пьес и ученым-любителем.
А Христиан в это время, изучив греческий, французский и итальянский языки и освоив игру на клавесине, увлекся механикой. Но не только этим: он охотно занимается и плаваньем, танцами и верховой ездой. В шестнадцать лет Христиан Гюйгенс вместе со старшим братом Константином поступает в Лейденский университет для подготовки по праву и по математике.
Первые научные труды
Круг научных интересов Христиана Гюйгенса продолжал расширяться. Он увлекается трудами Архимеда по механике и Декарта (а позже и других авторов, в том числе, и англичан Ньютона и Гука) по оптике, но не перестает заниматься и математикой. В механике главные его исследования относятся к теории удара и к проблеме конструирования часов, имевшей в то время исключительно важное прикладное значение и занимавшей всегда в работе Гюйгенса одно из центральных мест.
Вообще пятидесятые годы 17 века были временем наибольшей активности Гюйгенса. Он приобретает известность в научном мире. В 1665 он избирается членом Парижской академии наук.
Научная деятельность Х.Гюйгенса во Франции
Гюйгенс довольно много путешествовал, но никогда не был праздным туристом. Во время первой поездки во Францию он занимался оптикой, а в Лондоне объяснял секреты изготовления своих телескопов. Пятнадцать лет он проработал при дворе Людовика XIV, пятнадцать лет блестящих математических и физических исследований. И за пятнадцать лет -- лишь две короткие поездки на родину, чтобы подлечиться.
Христиан Гюйгенс жил в Париже до 1681 года, начались враждебные действия католической Франции по отношению протестантской Голландии.
Последние годы жизни
Дома, в Голландии, опять не зная усталости, Гюйгенс строит механический планетарий, гигантские семидесятиметровые телескопы, описывает миры других планет.
8 июня 1695г. Христиан Гюйгенс умирает в своей квартире в Гааге.
Список литературы
1. Голин Г.М. Хрестоматия по истории физики. Классическая физика. - Мн.: Выш. школа,1979. - 272с.
2. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. - М.: Просвещение,1982. - 448с.
3. Самин, Д. К. Сто великих учёных. - М.: Вече, 2000. - 590 с.
Подобные документы
Юные годы Данилевского и его первая экспедиция. Научные труды и последние дни жизни естествоиспытателя. Самое известное сочинение Данилевского, концепция культурно-исторического процесса. Теория развития славянской расы и общечеловеческий прогресс.
реферат [13,9 K], добавлен 24.07.2010
Жизненный путь Андрея Дмитриевича Сахарова. Научная работа и открытия ученого. Термоядерное оружие. Правозащитная деятельность и последние годы жизни ученого. Значение деятельности А.Д. Сахарова - ученого, педагога, правозащитника для человечества.
реферат [41,1 K], добавлен 08.12.2008
Детские годы и воспитание Леонардо да Винчи. Приглашение французского короля и жизнь художника в замке Кло-Люсе. Художественное наследие Леонардо, его вклад в мировую художественную культуру. Научные изобретения, работы в области анатомии и медицины.
презентация [2,6 M], добавлен 03.04.2014
Происхождение и воспитание Владимира. Его детские и юношеские годы. Путь к власти. Укрепление им языческого культа. Киевское княжение. Знакомство с православием и крещение Руси. Военная деятельность великого князя. Семья и дети. Последние годы жизни.
контрольная работа [24,4 K], добавлен 11.07.2013
Жизнь и научная деятельность русского филолога В.В. Виноградова. Детство и юношеские годы ученого. "Академическая грамматика" русского языка, созданная в советский период под редакцией Виноградова. Арест по "делу славистов", ссылка и освобождение.
презентация [463,2 K], добавлен 14.06.2011
Биографические сведения о Андрэасе Везалии: семья, обучение в медицинском университете Парижа и склонность к анатомии. Первые научные работы и практическая медицина. Трактат "О строении человеческого тела, в семи книгах". Последние годы жизни ученого.
курсовая работа [26,2 K], добавлен 06.06.2009
Детство и годы учебы Макара Евсевьевича Евсевьева в Казанской учительской инородческой семинарии. Исследования ученого в области филологии. Деятельность по созданию и развитию национальной школы. Общественная, научная и педагогическая деятельность.
Голландский учёный Христиан Гюйгенс фон Зёйлихен знаменит на весь мир тем, что изобрёл маятниковые часы, сформировал теорию удара и был первым исследователем теории вероятностей. Широко известны и его оптические открытия: Гюйгенс доказал двухфакторное лучепреломление и заложил основы волновой теории света. В качестве астронома Гюйгенс прославился открытием кольца Сатурна и его крупнейшего спутника, Титана.
Что ещё известно о создателе волновой оптики?
Немного истории
Христиан Гюйгенс родился в богатой семье нидерландского поэта, учёного, композитора и дворянина Константейна Гюйгенса тёплым апрельским днём 1629 года. Богатство и вращение в академических кругах позволило его родителям с ранних лет обучать сына таким дисциплинам, как арифметика, музыка, стихосложение и латинский язык. Родители быстро поняли: маленький Христиан невероятно талантлив. Мальчик схватывал все учебные материалы на лету и отличался невероятной тягой к новым знаниям.
Гюйгенс-старший не мучился в раздумьях о будущем своего одарённого сына: едва мальчику исполнилось шестнадцать лет, отец отправил Христиана изучать юриспруденцию и право в Университет Лондона. И мужчина не прогадал, ведь профессия юриста считалась в XVII веке одной из самых престижных. Однако судьба распорядилась иначе, и молодой Христиан увлекся в университете дополнительными факультативами, на которых лучшие британские учёные преподавали физику, астрономию, практическую оптику и математику. Христиану Гюйгенсу не было суждено стать юристом.
В 34 года Гюйгенс стал членом Лондонского королевского общества, а спустя два года – руководителем Парижской Академии наук, которая была образована в 1664 году. В этот период своей жизни голландец проживал во французской столице.
Важнейшие открытия Христиана Гюйгенса
Что ответит сегодня среднестатистический школьник, если спросить его – что изобрёл Христиан Гюйгенс? Почти наверняка он скажет, что этот голландец создал первые в мире часы с маятником. Патент на это изобретение был создан Гюйгенсом в 1657 году. Первое публичное описание часов вышло спустя год. Впоследствии голландец потратил четыре десятка лет, совершенствуя своё главное изобретение.
Гюйгенс был связан с Галилео Галилеем не только тем, что построил телескоп. Он, как и итальянский астроном, исследовал Сатурн, а именно – кольца планеты. Так, Гюйгенс доказал, что у Сатурна есть как минимум одно кольцо, и в этом исследователю помог его 92-кратный телескоп. Ранее, когда телескопы не были столь высокотехнологичны, считалось, что свет, который отражают кольца шестой от Солнца планеты, это на самом деле сияние нескольких далёких звёзд.
В 1678 году Гюйгенс внёс весомый вклад в развитие оптики, обнаружив феномен поляризации света. Он доказал, что в оптически более плотной среде свет распространяется с меньшей скоростью, чем в среде оптически менее плотной.
Христиан Гюйгенс исследовал также центростремительную силу. Он выявил и доказал теорию о прямой пропорциональности центростремительного ускорения и квадрата скорости.
Апогеем научных изысканий голландского физика стало возведение им в родных Нидерландах механического планетария. В этом месте обрели свой дом несколько огромных телескопов длиной в семьдесят метров каждый. С помощью них Гюйгенс описал миры почти всех планет Солнечной системы.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
"В физике не бывает точных доказательств, и первопричины можно узнать только по их следствиям. Для этого, исходя из того, что уже известно на опыте, выдвигают гипотезы и затем проверяют, согласуются ли другие явления со сделанными предположениями".
Х . Гюйгенс .
Основная: физика, математика, астрономия, оптика
14 апреля 1629 г.
Голландский механик, физик и математик, создатель волновой теории света. Первый иностранный член Лондонского королевского общества (с 1663). Учился в университетах Лейдена и
ния отношения окружности к диаметру. Затем последовали другие значительные математические трактаты по исследова- нию циклоиды, логарифмической и цеп- ной линии и др.
1657 Изобретение маятниковых часов. Совершенствованием часов, Гюйгенс занимался почти сорок лет.
1668 Х. Гюйгенс работает над теорией соударения тел
1655 Гюйгенс открывает Титан - самый большой спутник Сатурна, при помощи собственноручно построенного телескопа.
1672. Обнаружил ледяную маску на южном полюсе Марса .
1651 Христиан Гюйгенс опубликовал "Рассуждения о квадратуре гиперболы, эллипса и круга" .
1654. Открыл теорию эволют и эвольвент.
Основные открытия
Христиан Гюйгенс опубликовал "Рассуждения о квадратуре гиперболы, эллипса и круга" .
Открыл теорию эволют и эвольвент.
Гюйгенс открывает Титан - самый большой спутник Сатурна, при помощи собственноручно построенного телескопа.
Изобретение маятниковых часов. Совершенствованием часов, Гюйгенс занимался почти сорок лет.
Х. Гюйгенс работает над теорией соударения тел.
Согласно принципу Гюйгенса каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн . Для того чтобы, зная положение волновой поверхности в момент времени t, найти ее положение в следующий момент времени t+∆t, нужно каждую точку волновой поверхности рассматривать как источник вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени (рис.1). Этот принцип в равной мере пригоден для описания распространения волн любой природы: механических, световых и т. д. Гюйгенс сформулировал его первоначально именно для световых волн.
Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное истолкование: частицы среды, до которых доходят колебания, в свою очередь, колеблясь, приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они взаимодействуют.
Закон отражения
С помощью принципа Гюйгенса можно вывести закон, которому подчиняются волны при отражении от границы раздела сред.
Рассмотрим отражение плоской волны. Волна называется плоской , если поверхн- ости равной фазы (волновые поверхности) представляют собой плоскости. На (рис.2) MN - отражающая поверхность, прямые и — два луча падающей плоской волны (они параллельны друг другу). Плоскость AC - волновая поверхность этой волны.
Угол a между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности и точке падения называют углом падения .
Волновую поверхность отраженной волны можно получить, если провести огибающую вторичных волн, центры которых лежат на границе раздела сред. Различные участки волновой поверхности AC достигают отражающей границы не одновременно. Возбуждение колебаний в точке A начнется раньше, чем в точке B , на время
где — скорость волны.
В момент, когда волна достигнет точки B и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке A уже будет представлять собой полусферу радиусом . Радиусы вторичных волн от источников, расположенных между точками A и B , меняются так, как показано на (рис.2). Огибающей вторичных волн является плоскость DH , касательная к сферическим поверхностям. Она представляет собой волновую поверхность отраженной волны. Отраженные лучи и перпендикулярны волновой поверхности DB . Угол между перпендикуляром к отражающей поверхности и отраженным лучом называют углом отражения .
Так как AD = CB и треугольники ADB и ACB прямоугольные, то . Но и как углы с перпендикулярными сторонами. Следовательно, угол отражения равен углу падения:
Кроме того, как вытекает из построения Гюйгенса, падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости . Эти два утверждения представляют собой закон отражения света .
Если обратить направление распространения световых лучей, то отраженный луч станет падающим, а падающий — отраженным. Обратимость хода световых лучей — их важное свойство.
Этот принцип позволяет с помощью простых геометрических построений находить волновую поверхность в любой момент времени по известной волновой поверхности в предшествующий момент. Из принципа Гюйгенса выведен закон отражения волн.[3]
Кубический сосуд с непрозрачными стенками расположен так, что глаз наблюдателя не видит его дна, но полностью видит стенку CD . До какой высоты h надо заполнить сосуд водой (), чтобы наблюдатель смог увидеть предмет F , находящийся на расстоя- нии b =10см от точки D?
Решение: Так как, согласно условию задачи, глаз не видит дна сосуда, а сосуд имеет форму куба, угол падения луча зрения на поверхность жидкости равен (рис. 3) .
Отец Гюйгенса происходил из голландского дворянского рода и получил прекрасное образование: он знал языки и литературу многих народов и эпох, сам писал поэтические произведения по-латыни и по-нидерландски. Он был также знатоком музыки и живописи, тонким и остроумным человеком. Его интересовали достижения науки в области математики, механики и оптики. Неординарность его личности подтверждает то, что среди его друзей было много известных людей, в том числе и знаменитый Рене Декарт, выдающийся французский ученый.
Влияние Декарта сильно отразилось на формировании мировоззрения его сына, будущего великого ученого.
Детство и юность.
В восемь лет Христиан выучил латынь, знал четыре действия арифметики, а в девять лет он познакомился с географией и началами астрономии, умел определять время восхода и захода Солнца во все времена года. Когда Христиану минуло десять лет, он научился слагать стихи на латыни и играть на скрипке, в одиннадцать познакомился с игрой на лютне, а в двенадцать знал основные правила логики.
Мерсенн присылал Христиану интересные задачи. Из его писем тот познакомился с циклоидой и центром качания физического маятника. Узнав о критике Гюйгенсом параболической формы нити, Мерсенн сообщил, что такая же ошибка была сделана и самим Галилеем, и попросил прислать полное доказательство.
Гюйгенс и Архимед.
Гюйгенс и оптика.
Во второй части книги Гюйгенс говорит об обратимости оптической системы.
Гюйгенс с помощью своих телескопов сумел объяснить также странный вид Сатурна, смущавший астрономов, начиная с Галилея, - он установил, что тело планеты окружено кольцом.
В 1662 году Гюйгенс также предложил новую оптическую систему окуляра, которая впоследствии была названа его именем. Этот окуляр состоял из двух положительных линз, разделенных большим воздушным промежутком. Такой окуляр по схеме Гюйгенса широко применяется оптиками и в наши дни.
Гюйгенс и механика.
Гюйгенса следует поставить в самом начале длинного ряда исследователей, которые принимали участие в установлении всеобщего закона сохранения энергии.
Гюйгенс и часы.
На период с декабря 1655 года по октябрь 1660 года приходится наибольший расцвет научной деятельности Гюйгенса. В это время, кроме завершения теории кольца Сатурна и теории удара, были выполнены почти все основные работы Гюйгенса, принесшие ему славу.
Гюйгенс во многих вопросах наследовал и совершенствовал решение проблем, предпринятое Галилеем. Например, он обратился к исследованию изохронного характера качаний математического маятника (свойство колебаний, проявляющееся в том, что частота малых колебаний практически не зависит от их амплитуды). Вероятно, в свое время это было первым открытием Галилея в механике. Гюйгенсу представилась возможность дополнить Галилея: изохронность математического маятника (то есть независимость периода колебаний маятника определенной длины от амплитуды размаха) оказалась справедливой лишь приближенно и то для малых углов отклонения маятника. И Гюйгенс осуществил идею, которая занимала Галилея в его последние годы жизни: он сконструировал маятниковые часы.
Задачей о создании и совершенствовании часов, прежде всего маятниковых, Гюйгенс занимался почти сорок лет: с 1656 по 1693 год.
Именно Галилей первым обнаружил, что колебания маятника изохронны и собирался использовать маятник при создании часов. Летом 1636 года он писал голландскому адмиралу Л. Реалю о соединении маятника со счетчиком колебаний (это по существу и есть проект маятниковых часов!). Однако из-за болезни и скорой кончины Галилей не закончил работу.
Нелегкий путь от лабораторных экспериментов до создания маятниковых часов преодолел в 1657 году Христиан Гюйгенс, в то время уже известный ученый. 12 января 1657 года он писал:
16 июня Генеральные Штаты Голландии выдали патент, устанавливающий авторство Гюйгенса.
С этого момента и до 1693 года он стремится совершенствовать часы. И если в начале Гюйгенс проявил себя как инженер, использующий в известном механизме изохронное свойство маятника, то постепенно все больше проявлялись его возможности физика и математика.
Гюйгенс обнаружил, что колебания маятника изохронны лишь при малых углах отклонения от вертикали, и решил с целью компенсации отклонений уменьшать длину маятника при увеличении угла отклонения. Гюйгенс догадался, как это реализовать технически.
Волновая теория света.
В семидесятые годы основное внимание Гюйгенса привлекают световые явления. В 1676 году он приезжает в Голландию и знакомится с одним из создателей микроскопии Антони ван Левенгуком, после чего пытается сам изготовить микроскоп.
В 1678 году Гюйгенс приезжает в Париж, где его микроскопы произвели потрясающее впечатление. Он демонстрировал их на заседании Парижской Академии.
Волновые представления позволили Гюйгенсу теоретически сформулировать законы отражения и преломления света. Он дал наглядную модель распространения света в кристаллах.
Волновая теория объясняла явления геометрической оптики, но поскольку Гюйгенс сравнивал световые волны и звуковые и полагал, что они являются продольными и распространяются в виде импульсов, он не смог объяснить явления интерференции и дифракции света, которые зависят от периодичности световых волн. Вообще Гюйгенс гораздо больше интересовался волнами как распространением колебаний в прозрачной среде, чем механизмом самих колебаний, который не был ему ясен.
Читайте также: