Відкриття закону коливань маятника

Дослідження Галілея були продовжені голландським фізиком, математиком та астрономом Християном Гюйгенсом (1629–1695).

Син багатого землевласника, Гюйгенс отримав, за бажанням батька, юридичну освіту в Лейденському університеті. Але юнак не хотів стати адвокатом: його вабили до себе астрономія, фізика, математика та механічні дослідження.

З захопленням займаючись оптикою, Гюйгенс сам шліфував шибки і досяг у цьому мистецтві високої досконалості. Він виготовив рефрактор, який перевершував за своїми якостями всі подібні інструменти астрономів свого часу. За допомогою цього рефрактора він відкрив, що планета Сатурн оточена кільцем, що світиться, і має супутника, якого раніше ніхто не міг побачити.

Ще у віці двадцяти двох років Гюйгенс опублікував своє перше математичне дослідження, а за ним — низку інших робіт.

До тридцяти років Гюйгенс уже встиг здобути велику популярність. У віці тридцяти чотирьох років його було обрано до членів Лондонського Королівського товариства, а через три роки — до Паризької Академії наук.

Король Франції відвів Гюйгенсу чудову квартиру за Королівської бібліотеки в Парижі. У Паризькій Академії наук він мав великий вплив і пошану. Але Гюйгенс був протестантом, а французи католиками. На початку 80-х років, коли у Франції почалося переслідування протестантів, Гюйгенс поїхав до себе на батьківщину, до протестантської Голландії. Там він оселився в Гаазі, де й залишався аж до смерті.

Займаючись оптичними дослідженнями, Гюйгенс припустив, що світло є коливанням пружного матеріального середовища — ефіру, що заповнює світовий простір і проміжки між атомами.За теорією Гюйгенса, від точки коливання, що світиться, розходяться подібно до хвиль на поверхні води від каменя, що впав. У просторі вони мають сферичний вигляд, оскільки поширюються на всі боки з однаковою швидкістю.

Користуючись цією теорією, Гюйгенс вивів закони відбиття та заломлення світла.

Як механік Гюйгенс уславився розробкою теорії фізичного маятника.

У ту епоху точний вимір часу набув особливого значення в астрономії у зв'язку із завданням визначення відносного становища зірок.

На земній поверхні місце визначається географічною широтою та довготою. Подібно до цього, положення зірки на небесній сфері вказується її відстанню (в градусах) від небесного екватора і точки весняного рівнодення [8].

Небесний екватор – проекція земного екватора на небесну сферу. Положення його можна визначити, продовживши подумки площину земного екватора до перетину з небесною сферою. Якщо подумки провести площину, перпендикулярну до площині екватора і проходить через зірку і полюс світу, то перетин цієї площини з небесною сферою дасть коло відмін.

Дуга цього кола від зірки до перетину його з екватором є відмінювання зірки. Дуга по екватору від точки весняного рівнодення до перетину кола відмін з екватором називається прямим сходженням зірки.

Відмінювання і пряме сходження визначають положення кожної зірки на небесній сфері.

Коли виміряно пряме сходження однієї зірки, то визначення цієї координати інший зірки можна скористатися точним годинником.

Внаслідок обертання Землі через площину меридіана місця спостереження протягом доби проходять усі зірки та точка весняного рівнодення.Момент проходження через меридіан місця спостереження називається кульмінацією. Протягом години кожна точка небесної сфери проходить дугу 15°; протягом хвилини - о 15 хв.; протягом секунди - в 15 сек.

Вимірявши різницю часу між моментами кульмінації зірки та точки весняного рівнодення, ми визначили б пряме сходження зірки. Очевидно, що різниця часів між кульмінаціями двох зірок дає різницю їх прямих сходжень. Знаючи цю координату однієї зірки, дуже просто знаходимо її для іншої.

Положення зірки може визначатися відмінюванням, тобто відстанню її від екватора (в градусах), вважаючи по колу відмінювання, який проводиться через зірку і полюс світу перпендикулярно до екватора (дуга СВ). Друга координата - пряме сходження, як називається дуга екватора, рахуючи від точки весняного рівнодення до перетину кола відмінювання з екватором (дуга ? В).

Щоб проводити такі вимірювання, потрібно мати точний годинник. Тому і вчені-фізики та конструктори годинників працювали над створенням точних приладів для вимірювання часу.

Гюйгенсу не було відомо винахід Галілеєм маятникового годинника. Він цілком самостійно прийшов до думки застосувати маятник замість «білянця» для їхнього регулювання. Цей винахід було зроблено ним у 1657 році.

Якір і спускове колесо Гюйгенса в тому ж вигляді застосовуються і в сучасному колісному годиннику: якір, з'єднаний з маятником, зачіплює то правим, то лівим кінцем за зубці спускового колеса; при кожному повному коливанні маятника колесо повертається однією зубець.

Одночасно Гюйгенс працював над дослідженням теорії коливань маятника, розпочатим ще Галілеєм.Результати цих робіт він виклав у творі, що прославив його ім'я, «Години з маятником», виданому в 1673 році.

Галілей встановив з досвіду, що нитки рівної довжини як із свинцевою кулею, і з пробкою наприкінці роблять коливання у однаковий період. Він переконався при цьому, що періоди коливань маятників пропорційні квадратним корінням з їхньої довжини.

Однак цілком очевидно, що період коливання має залежати і від прискорення падіння вантажу. Наприклад, на Місяці, де прискорення вільного падіння приблизно у шість разів менше, ніж на Землі, маятник (при однаковій довжині) має коливатися повільніше.

Але як змінюється період коливання маятника залежно від прискорення вільного падіння, це вдалося знайти лише Гюйгенсу, який вивів формулу для періоду коливань маятника.

Ця чудова формула дозволяє за періодом коливань ниткового маятника визначити прискорення вільного падіння [9].

Формула Гюйгенса дуже швидко знайшла застосування для виміру сили тяжіння на земній поверхні.

До 70-х років XVII століття ніхто не підозрював, що сила тяжіння не скрізь однакова. Але в 1672 році один паризький астроном, посланий в екваторіальну частину Америки для спостережень, зробив дивне відкриття: виявилося, що маятниковий годинник, що йде абсолютно правильно в Парижі, біля екватора починає відставати.

Довелося трохи вкоротити маятник, щоб годинник йшов правильно. Після повернення в Париж годинник почав йти вперед. Для виправлення їхнього ходу вже знадобилося подовжити маятник.

Це пояснилося тим, що сила тяжіння у міру наближення до екватора трошки слабшає, а до полюса посилюється.

Маятник незабаром отримав широке застосування щодо зміни сили тяжіння на земної поверхні.

У формулу Гюйгенса входить довжина простого (математичного) маятника, тобто нерозтяжної і невагомої нитки, де коливається матеріальна точка.

Щоб можна було скористатися цією формулою, протягом усього XVIII століття застосовували для спостережень ниткові маятники — тонку нитку з маленькою металевою кулькою на кінці. Вагою нитки можна було знехтувати. Тому довжиною маятника можна було вважати відстань від точки підвісу до центру кульки.

Регулюючий пристрій у годиннику з маятником.

Гюйгенс розробив теорію і фізичного маятника, тобто стрижня з важкою сочевицею на кінці, який застосовується в годинах. Він вказав, як знайти довжину простого маятника, що здійснює коливання в той же період, як цей фізичний маятник. Після цього стало можливим користуватися формулою Гюйгенса та при спостереженнях над коливаннями фізичного маятника. Займаючись дослідженням коливань маятника, Гюйгенс зіштовхнувся із новим питанням для механіків — взаємодією між тілами, з'єднаними зв'язками однією систему.

Вантаж маятника пов'язаний з точкою підвісу у вигляді нитки. Нитка відхиляє вантаж маятника від прямолінійного руху, повідомляючи йому прискорення до центру.

Грузик натягує нитку тому, що внаслідок інерції він повинен рухатися прямолінійно, але на нього діє доцентрова сила натягу нитки.

У багатьох механіків склалося неправильне уявлення про сили, що діють у подібній системі: вони вважали, що вантаж, що обертається на нитки навколо руки, знаходиться під впливом відцентрової сили, яка видаляє його від руки.Насправді відцентрова сила діє (за третім законом Ньютона) на нитку і через неї на руку.

Тому відцентрова і доцентрова сили, прикладені до різних тіл, не можуть врівноважуватися, як уявляли ці механіки.

Розглядаючи рух грузика протягом дуже короткого часу, коли можна вважати, що він йде по діагоналі паралелограма, Гюйгенс вивів свою відому формулу v 2 /r, де v - Лінійна швидкість грузика, а r - Довжина нитки. Це величина прискорення доцентрової сили.

Формула Гюйгенса має найширше застосування в техніці для розрахунку різного роду відцентрових машин, регуляторів тощо обертових механізмів.

Відцентровий насос. Обертанням ув'язненого в кожусі диска С приводиться в обертальний рух вода, що знаходиться в кожусі. Внаслідок цього частки води відлітають по дотичних до їх кругового шляху трубу В. Біля осі диска в кожусі створюється розрідження повітря, і під впливом атмосферного тиску в кожух надходять нові частки води через клапан А.

Ще Гюйгенсом було здійснено чудовий досвід, що ілюструє явища, що відбуваються при обертанні тіл.

У трубках, розташованих по радіусах кола, було вміщено дерев'яні кульки. При обертанні кола кульки відкочувалися внаслідок інерції до кола.

Коли ж трубки наповнили водою, то кульки, що витісняються більш щільною водою, збиралися в центрі кола.

На цьому явищі засновано влаштування сепаратора, широко поширеного в молочній промисловості.

Молоко наливається в циліндричний посуд, що приводиться в швидке обертання. Більш легкі масляні частинки збираються біля осі обертання циліндра та витікають через отвір назовні.Молоко, з якого виділені вершки, також видаляється із сепаратора.

Подібне явище відбувається в так званих сушильних машинах, в яких виділяється вода з мокрої білизни та інших вологих предметів.

У парових машинах впуск пари в циліндри регулюється відцентровими регуляторами.

Два маятники з важкими кулями підвішені до верхнього кінця стрижня, що обертається під час роботи парової машини. Внаслідок обертання маятники відходять від стрижня і тим більше, чим воно швидше.

Якщо хід парової машини занадто швидкий, кулі, що розходяться через тяги, зменшують впуск пари. При небажаному уповільненні вони навпаки збільшують впуск пари і прискорюють хід машини.

Видалення або наближення куль до стрижня, що обертається, відбувається внаслідок їх інерції. Але ще нещодавно вважали, що на кулі діє відцентрова сила, звідки й назва регулятора — відцентровий.

Відцентровий регулятор. Кулі М, що піднялися внаслідок занадто швидкого обертання (показано пунктиром) через тяги зменшують впуск пари в трубу.

Як Галілей повернув перебіг історії

Спростувати Аристотеля було неважко. Спостерігаючи за падінням куль, однакових за розміром, але різняться за вагою, скажімо вдесятеро, легко переконатися, що час падіння відрізняється зовсім не вдесятеро. Схоже, вже на початку своїх сумнівів Галілей здогадався, що швидкість падіння визначає не сама по собі різниця у тяжкості. Питання було у тому, що ж визначає?

Потрібно віддати належне і Аристотелю, якого недарма відносять до найбільших мислителів. Питання першим поставив він. Отже, наважився припустити, що на таке запитання можна відповісти. Відповідь була неправильною, але було вже від чого відштовхуватися. Неправильність Галілей запідозрив ще на рівні міркувань.Якщо швидкість падіння пропорційна тяжкості тіла, то, розділивши тіло на дві частини подумки або реально і залишивши частини в безпосередній близькості, слід очікувати, що кожна частина буде падати повільніше, ніж ціле. Абсурдний висновок показує неправоту Аристотеля, але звідси зовсім не випливає, що саме питання правильне, що на нього можлива певна відповідь. На виправдання Аристотеля можна сказати, що він говорив про падіння тіл, що відрізняються лише тяжкістю. Але швидше йому було просто... ніколи. Він падіння тіл було лише одним питанням однієї з багатьох наук, якими він займався. До його заслуг відносять створення логіки як дисципліни мислення. Через його школу логіки пройшов у студентські роки і Галілей, і всі люди науки тієї доби. Дивлячись на Аристотеля з нашого часу, можна сказати, що сильний мислитель занадто міцно тримався за свій «здоровий глузд», заснований, як завжди, на власних життєвих спостереженнях. А рухатися вперед можна, спираючись не лише на землю під ногами, а й у повітря під крилами, як це роблять птахи. Тоді можна подолати і непрохідну, скажімо, сильно заболочену ділянку землі. Галілей фактично винайшов такий — крилатий — метод опори у пошуку наукової істини.

Портрет Галілео Галілея. Художник Оттавіо Леоні, 1624 м.

Науковими амбіціями Галілей не поступався Аристотелю, але прагнув не так вшир, скільки вглиб і вгору. Він не претендував на володіння всіма науками, натомість вірив, що в основі всієї фізики Всесвіту - і підмісячного і надмісячного - діють якісь загальні фундаментальні закони, і вірив, що може з'ясувати закон вільного падіння. На з'ясування знадобилися десятиліття досліджень.І знадобилися ще роки, щоби викласти свої результати переконливо.

Основне його відкриття полягало в тому, що в порожнечі всі тіла, незалежно від їхньої тяжкості, падають з однаковою швидкістю, але ця швидкість визначається не швидкістю самої по собі, а швидкістю зміни швидкості, тобто прискоренням. Його результати, писав він, «настільки нові і на перший погляд настільки далекі від істини, що якби [він] не знайшов способів висвітлити їх і зробити ясніше сонця, то волів би скоріше про них промовчати, ніж їх викладати».

Головна новизна у «порожнечі». Мало того, що, згідно з Аристотелем, порожнечі немає і бути не може, як він «довів» різними способами (наприклад, кажучи, що «порожнеча» — це «ніщо», а ніщо й не заслуговує на жодні обговорення). Найважливіше те, що Галілей порожнечі ніколи не бачив — у жодних своїх дослідах. Як же він міг щось про неї дізнатися?!

Це було важче, ніж спростувати старий закон Аристотеля, спираючись на очевидний результат прямого досвіду. І Арістотель спирався на очевидність. А Галілей знав, що «більшість людей і при хорошому зорі не бачить того, що інші відкривають шляхом вивчення та спостереження, що відокремлюють істину від брехні, і що залишається прихованим для більшості».

Так Галілей написав у своїй останній книзі, навчений півстолітнім досвідом наукових роздумів та експериментів. Але коли він, 25-річний, тільки розпочинав свої дослідження, він сподівався на просту пряму перевірку — перевірку не так Аристотеля, як своєї власної гіпотези.

Під враженням від фізики Архімеда Галілей припустив, що швидкість падіння, як і плавучість, визначається не вагою тіла, яке щільністю, тобто тяжкістю одиниці обсягу.Якщо взяти дві кулі однакового розміру, зроблені з дерева і зі свинцю, і випустити їх з рук у воді, то дерев'яна куля не те що падатиме повільніше свинцевої, вона підніматиметься. А якщо дати їм падати у повітрі? Виявилося, що дерев'яна куля спочатку трохи випередила свинцеву, але потім важку наздогнала і перегнала її. Це Галілей зафіксував у своєму рукописі «Про рух», який… не опублікував, результат його експерименту спростовував і закон Аристотеля, і власну гіпотезу. Тут треба було думати.

Цей дивний рукописний результат спонукав одного знаменитого історика сказати, що Галілей такого досвіду взагалі не робив; то був нібито риторичний прийом. Однак у наш час досвід відтворили, і результат співпав із Галілеєвим. Пояснення знайшлося не фізичне, а фізіологічне. Рука, що утримує важку кулю, стискає її міцніше, ніж інша рука - легка, і міцніше стислій руці потрібно трохи більше часу, щоб розтиснутися, отримавши команду від голови. Тому легка куля починає своє падіння раніше на те саме «трохи».

Про таку незручність рук Галілей навряд чи здогадувався, він думав про фізику. Думав десять років і зрозумів, що вивчати вільне падіння не вийде — занадто швидко воно відбувається. Якщо куля падає з невеликої висоти, не встигаєш оком моргнути, не те що виміряти. А падаючи з великої висоти, куля набере більшу швидкість, і, отже, збільшиться опір повітря. Кожен, хто тримав у руках віяло, знає: чим швидше їм махати, тим важче.

Галілей вигадав два способи «сповільнити» вільне падіння.

Один — пускати кулі похилою площиною. Чим менший кут нахилу, тим рух розтягнутіший і тим легше його вивчати.Але чи можна скачування назвати вільним падінням? Назвати можна як завгодно. Найважливіша реальна фізична спорідненість. Чим гладша площина, тим вільніший рух. А що більший кут нахилу, то рух більше схожий на падіння, стаючи звичайним падінням, коли площина стане вертикальною. Проробляючи такі досліди з похилою площиною, Галілей насамперед переконався, наскільки невірною була його вихідна гіпотеза. Адже він припускав, що всяке тіло падає з якоюсь постійною швидкістю, маючи на увазі, що міра швидкості — це відстань, що проходить за одиницю часу. Так він міг думати лише тому, що звичайне вільне падіння триває надто недовго. Розтягнувши падіння рух по пологій похилій площині, легше помітити, що на початку руху тіло рухається повільніше, ніж наприкінці. Значить швидкість руху збільшується?

А що таке взагалі швидкість? У звичайній мові це - швидкість, швидкість, а якщо ще швидше, то можна сказати блискавичність і навіть миттєвість. Всі ці слова у повсякденному мові — синоніми. Але в мові науки — для визначеності її тверджень і для перевірки їх на досвіді — потрібні чітко визначені слова — наукові поняття. Приклад чіткої визначеності слів давала математика, але лише приклад: у математиці немає часу, руху, швидкості, тяжкості. Щоб сказати своє нове слово у науці, нерідко треба запровадити у науку нові слова-поняття. Особливо не вистачало наукових понять, коли Галілей розпочинав сучасну фізику. Йому доводилося уточнювати, що швидкість - це зміна положення за одиницю часу. А прискорення – зміна швидкості за одиницю часу. Треба сказати, що тоді точний вимір часу саме собою був проблемою.Галілей час зважував: відкривав струмок води на початку і закривав наприкінці вимірюваного інтервалу, а скільки часу вибігло, визначав на терезах. Терези тоді були найточнішим приладом.

Інший спосіб вивчати вільне падіння народився у Галілея в церкві, але не через гріхопадіння Єви. Під час церковної служби, дивлячись поверх священика, виявив дивовижне явище. Вгорі висіла люстра і розгойдувалася — волею протягу — то сильніше, то слабше. Галілей порівняв тривалість окремих хитань, вимірюючи час ударами власного пульсу, і виявив, що велике коливання люстри триває стільки ж, скільки мале. З цього почалися його дослідження маятника, а це будь-який вантаж, що висить на нитці. Галілей спостерігав за коливаннями маятника, змінюючи вантажі, довжину нитки та початкове відхилення.

Спостерігаючи за двома маятниками, він переконливо підтвердив своє церковне спостереження. Якщо взяти два однакових маятника, злегка відхилити вантажі на різні кути і відпустити, то маятники коливатимуться в такт, абсолютно синхронно: період малого коливання - той самий, що й великого. Ну а «якщо з якоїсь балки спустити два шнури рівної довжини, на кінці одного прикріпити кульку зі свинцю, а на кінці іншого кульку з бавовни, однаково відхилити обидва, а потім надати їх самим собі»? Період коливань знову однаковий, хоча розмах коливань швидше зменшується у легкої кульки. У русі легших тіл опір середовища помітніше. Це ясно, якщо порівняти рухи у повітрі та у воді: «мармурове яйце опускається у воді у сто разів швидше за куряче яйця; при падінні ж у повітрі з висоти двадцяти ліктів воно випереджає куряче яйце навряд чи на чотири пальці».Вільне коливання маятника мало схоже на вільне падіння, але обидва визначаються вагою. При зменшенні розмаху коливань зменшиться швидкість маятника і, отже, зменшиться роль опору середовища.

Результати своїх дослідів та міркувань Галілей підсумував у новому законі природи: у порожнечі всі тіла вільно падають з тим самим прискоренням.

Ну а як же знаменита історія про те, як Галілей нібито скидав кулі з Пізанської башти? А вчена публіка, що спостерігала за цим, нібито відразу після одночасного приземлення різних куль визнала тріумфальну перемогу Галілея над Аристотелем.

Це легенда. Не було такого тріумфу. Та й приземлитися одночасно різні кулі не могли через опір повітря. А вчені колеги, за малим винятком, охороняли авторитет Аристотеля, якого вивчили ще студентами та викладали новим поколінням. Саме неприйняття його ідей спонукало Галілея, окрім сучасної фізики, зайнятися ще й науково-популярною літературою. Його головні книги мають форму розмов між трьома персонажами. Один - Сімплічіо - представляє погляди шанувальників Арістотеля. Другий - Сальвіаті - самостійний дослідник, схожий на Галілея. А третій — Сагредо — схожий на розсудливу людину, можливо, й не досвідчену в науках, але готову вислухати обох опонентів і поставити уточнюючі питання, перш ніж вирішити, хто має рацію. Саме для таких читачів Галілей писав. Заради них він перейшов з латині — мови тодішньої вченості — живою італійською мовою, щоб розповісти про драму ідей, у якій сам брав участь, про сліпу впевненість тих, кому все ясно, про дух сумніву в пошуках істини та про способи встановлення істинних законів природи.

Історію про «падаючу вежу» вперше розповів учень Галілея в біографії, написаній через десятиліття після смерті вчителя і півстоліття після ймовірних дослідів. Учень був фізиком, а не істориком, і коли він прийшов у науку, було вже цілком ясно, хто має рацію. Він, схоже, побачив автобіографічне свідчення Галілея у словах його літературного персонажа:

Сальвіаті. Аристотель каже, що «куля вагою сто фунтів, падаючи з висоти ста ліктів, досягне землі перш, ніж однофунтова куля пролетить один лікоть». Я стверджую, що вони долетять водночас. Роблячи досвід, ви побачите, що коли більший досягне землі, менший відстане на ширину двох пальців. За цими двома пальцями не сховати дев'яносто дев'ять ліктів Арістотеля.

Сам Галілей ніде не стверджував, що скидав кулі з Пізанської вежі. Для нього набагато важливішим був новий закон вільного падіння, ніж спростування старого. А рух куль по похилій площині і малі коливання маятників були набагато переконливішими за ефектні публічні демонстрації.

Цей текст є ознайомлювальним фрагментом.

Християн Гюйгенс

Голландський учений Християн Гюйгенс фон Зейліхен відомий на весь світ тим, що винайшов маятниковий годинник, сформував теорію удару і був першим дослідником теорії ймовірностей. Широко відомі його оптичні відкриття: Гюйгенс довів двофакторне променезаломлення і заклав основи хвильової теорії світла. Як астроном Гюйгенс прославився відкриттям кільця Сатурна і його найбільшого супутника, Титана.

Що ще відомо про творця хвильової оптики?

Трохи історії

Християн Гюйгенс народився в багатій родині нідерландського поета, вченого, композитора та дворянина Костянтейна Гюйгенса теплим квітневим днем ​​1629 року. Багатство та обертання в академічних колах дозволило його батькам з ранніх років навчати сина таким дисциплінам, як арифметика, музика, віршування та латинська мова. Батьки швидко зрозуміли: маленький Християн неймовірно талановитий. Хлопчик схоплював усі навчальні матеріали на льоту та відрізнявся неймовірною потягом до нових знань.

Гюйгенс-старший не мучився в роздумах про майбутнє свого обдарованого сина: тільки-но хлопчику виповнилося шістнадцять років, батько відправив Християна вивчати юриспруденцію і право в Університет Лондона. І чоловік не помилився, адже професія юриста вважалася в XVII столітті однією з найпрестижніших. Однак доля розпорядилася інакше, і молодий Християн захопився в університеті додатковими факультативами, на яких найкращі британські вчені викладали фізику, астрономію, практичну оптику та математику. Християну Гюйгенсу не судилося стати юристом.

Вже до двадцяти одного року Гюйгенс набув популярності в Лондоні екстраординарного математика. У 1651 році виходить його перша серйозна наукова праця, публікація під назвою «Міркування про квадрат гіперболи, еліпса та кола». Загалом у 25 років молодий фізик став безумовним наступником італійця Галілео Галілея та побудував свій перший телескоп. За допомогою цього технічного дива Гюйгенс вивчає глибини Сонячної системи та відкриває супутник Сатурна Титан. Це відкриття дозволило вченому зробити ще одну публікацію «Нові відкриття у величині кола».

Поворотним моментом у науковій кар'єрі та життя Гюйгенса стало настання 28-річчя, коли він опублікував свій перший об'ємний трактат під назвою «Про розрахунки під час гри в кістки». Незважаючи на кумедну назву, робота досліджує закони теорії ймовірностей. Гюйгенівські «Розрахунки» стали одним із найперших профільних досліджень у цій галузі математики.

У 34 роки Гюйгенс став членом Лондонського королівського товариства, а через два роки - керівником Паризької Академії наук, яка була утворена у 1664 році. У цей час свого життя голландець проживав у французькій столиці.

Найважливіші відкриття Християна Гюйгенса

Що відповість сьогодні середньостатистичний школяр, якщо спитати його – що винайшов Християн Гюйгенс? Майже напевно він скаже, що цей голландець створив перший у світі годинник із маятником. Патент на цей винахід був створений Гюйгенсом у 1657 році. Перший публічний опис годинника вийшов через рік. Згодом голландець витратив чотири десятки років, вдосконалюючи свій головний винахід.

Гюйгенс був пов'язаний із Галілео Галілеєм не тільки тим, що збудував телескоп. Він, як і італійський астроном, досліджував Сатурн, а саме – кільця планети. Так, Гюйгенс довів, що Сатурн має як мінімум одне кільце, і в цьому досліднику допоміг його 92-кратний телескоп. Раніше, коли телескопи були настільки високотехнологічні, вважалося, що світло, яке відбивають кільця шостий від Сонця планети, це насправді сяйво кількох далеких зірок.

У своєму творі «Маятниковий годинник» Гюйгенс вивчав криволінійний рух важкої точки.Дослідження обернулося успіхом: голландець довів кілька ідей Галілея, а також зробив висновок про те, що об'єкти, що падають з певної висоти, але з різних траєкторій, мають однакову кінцеву швидкість. Остання залежить тільки від висоти, з якої падає тіло. Це відкриття дозволило Гюйгенсу внести додаткові поліпшення теорію фізичного маятника.

У 1678 році Гюйгенс зробив вагомий внесок у розвиток оптики, виявивши феномен поляризації світла. Він довів, що в оптично більш щільному середовищі світло поширюється з меншою швидкістю, ніж у оптично менш щільному середовищі.

Християн Гюйгенс досліджував також доцентрову силу. Він виявив і довів теорію про пряму пропорційність доцентрового прискорення і квадрата швидкості.

Апогеєм наукових досліджень голландського фізика стало зведення ним у рідних Нідерландах механічного планетарію. У цьому місці знайшли свій будинок кілька величезних телескопів завдовжки сімдесят метрів кожен. За допомогою них Гюйгенс описав світи багатьох планет Сонячної системи.

Цікаві факти із життя Християна Гюйгенса

• Християн Гюйгенс був людиною з практичним та конструктивним розумом, він ніколи не ігнорував дані дослідів.
• Батько Гюйгенса теж обертався у наукових колах і був близьким другом Рене Декарта – знаменитого французького філософа та математика. Згодом ретельність Християна дозволила йому спростувати декартове твердження про збереження арифметичної суми кількості руху величини mv. Гюйгенс став першим академіком, який стверджував, що ця величина має векторний характер.
• Завдяки домашньому навчанню, яке Християн отримав у юності, майбутній фізик вже у 14 років опанував мистецтво гри на лютні, клавесині та гамбі. Знання нотної грамоти та вміння віртуозно витягувати з музичних інструментів стрункі композиції сприяло розвитку математичних здібностей молодого Гюйгенса.
• На честь великого голландського вченого було названо зонд «Гюйгенс» та автоматична міжпланетна станція «Кассіні-Гюйгенс». Станція була створена на дослідження супутника Сатурна Титана.
• Остання праця Християна Гюйгенса, надрукована за життя фізика, стала «Космотеорос».