Christiaan Huygens

Christiaan_HuygensChristiaan Huygens – holenderski matematyk, fizyk oraz astronom, syn Constantijna Huygensa – urodził się w Hadze, Holandia 14 kwietnia 1629 roku, a zmarł w tym samym mieście 8 lipca 1695 roku. On generalnie pisał swoje nazwisko w formie Hugens, ale przyjęło się stosować zapis zgodny z wymową w języku angielskim, czasami też nazwisko to pisane jest jako Christian Huyghens. Jego życie nie było bogate i niewiele można o nim powiedzieć poza wymieniem jego różnych traktatów i badań.

W roku 1651 opublikował esej w którym ukazał fałszywe rozumowanie w systemie kwadratur zaproponowanych przez Grégoire’a de Saint-Vincent, który był dobrze zorientowany w geometrii Greków, ale nie uchwycił kluczowych kwestii w bardziej nowoczesnych metodach. Po tym eseju nastąpiły kolejne traktaty na temat kwadratury stożkowych i przybliżonej rektyfikacji okręgu.

W roku 1654 skierował swe zainteresowania w kierunku modernizacji teleskopów. We współpracy ze swym bratem opracował nową, lepszą metodę wycinania i polerowania soczewek. W wyniku tych ulepszeń w ciągu następnych dwóch lat 1655-6 był w stanie rozwiązać wiele astronomicznych problemów, jak na przykład naturę pierścieni Saturna. Jego obserwacje astronomiczne wymagały bardzo dokładnego pomiaru czasu w związku z tym w 1656 roku wynalazł zegar z wahadłem i opisał go w traktacie Horologium w roku 1658. Do tej pory do pomiaru czasu wykorzystywano zegary wagowe.

W 1668 roku wysłał do Royal Society of London, w odpowiedzi na istniejący problem, memoriał, w którym (równocześnie z Wallisem i Wrenem) udowodnił doświadczalnie, że sumaryczny pęd w określonym kierunku przed zderzeniem dwóch ciał jest równy sumarycznemu pędowi w tym kierunku po zderzeniu. Był to jeden z punktów w mechanice, co do którego Kartezjusz był w błędzie.

huygensclockNajważniejszą pracą Huygensa było jego Horologium Oscillatorium opublikowane w Paryżu w 1673 roku. Pierwszy rozdział poświęcony jest zegarom z wahadłem. Drugi rozdział zawiera rozważania nad spadaniem ciężkich ciał pod własnymi ciężarami w próżni, albo pionowo w dół lub po gładkich krzywych. W trzecim rozdziale definiuje ewoluty i ewolwenty, udowadnia niektóre z ich bardziej elementarnych właściwości i ilustruje swoje metody znajdując ewoluty z cykloidy i paraboli. To są pierwsze przypadki, w których obliczono obwiednię linii ruchomej. W czwartym rozdziale rozwiązuje on problem wahadła złożonego i pokazuje, że środki drgania i punkt zawieszenia są wymienne. W piątym i ostatnim rozdziale omawia ponownie teorię zegara, zwraca uwagę, że jeśli bob wahadła poruszałby się, jak to się dzieje w cykloidalnych zegarach, wykonując oscylacje wzdłuż cykloidy, oscylacje te byłyby izochroniczne; a kończy wykazaniem, że siła odśrodkowa działająca na ciało, które porusza się po okręgu o promieniu r z jednostajną prędkością v jest wprost proporcjonalna do v² i odwrotnie proporcjonalna do r. Praca ta zawiera pierwszą próbę zastosowania dynamiki do ciał o skończonych rozmiarach, a nie tylko do mas punktowych.

W roku 1675 Huygens zaproponował regulowanie ruchu zegarów przy użyciu wahadła sprężynowego, w swej teorii wykorzystując w tym czasie trochę jeszcze niedopracowaną i niekompletną teorię opracowaną przez Hooke’a w roku 1658. Zegary i zegarki przenośne zostały wynalezione na początku XVI wieku, i pod koniec tego wieku nie były już czymś niezwykłym, ale były niezgrabne i zawodne, napędzane przez główną sprężynę i regulowane za pomocą stożkowego koła i mechanizmu wychwytowego i aż do roku 1687 miały tylko jedną wskazówkę. Pierwszy zegar którego ruch był regulowany za pomocą wahadła sprężynowego zastał wykonany w Paryżu pod kierunkiem Huygensa i zaprezentowany przez niego królowi Ludwikowi XIV.

Po powrocie do Holandii w roku 1681 Huygens opracował soczewki o niezwykle długiej ogniskowej np. 123 stopy, 180 stóp i 210 stóp które podarował m.in. Royal Society w Londynie gdzie są do tej pory. W tym samym czasie opracował okular achromatyczny do teleskopu nazwany później jego imieniem. W roku 1689 przenosi się z Holandii do Anglii w celu zapoznania się z opublikowanymi przez Newtona w 1687 roku Principia. Huygens rozpoznał intelektualny potencjał zawartych w niej teorii, ale uważał je za niekompletne.

Po powrocie w roku 1690 Huygens publikuje swój traktat o świetle w którym została przedstawiona i wyjaśniona falowa teoria światła. Podstawowe idee tej teorii zostały zaproponowane przez Roberta Hooke’a w roku 1664 ale bez szczegółowej analizy wszystkich konsekwencji.

Komentowanie jest wyłączone.