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惠更斯的《光論》一書怎么樣,有什么不足之處,闡述了哪些方面的觀點.

匿名用戶 | 2017-05-19 12:00

全部答案

（共1個回答）
  • 惠更斯從實踐和理論上研究了鐘擺及其理論．1656年他首先將擺引入時鐘成為擺鐘以取代過去的重力齒輪式鐘．在《擺鐘》（1658）及《擺式時鐘或用于時鐘上的擺的運動的幾何證明》（1673）中提出著名的單擺周期公式,研究了復(fù)擺及其振動中心的求法．通過對漸伸線、漸屈線的研究找到等時線、擺線．研究了三線擺、錐線擺、可倒擺及擺線狀夾片等,圖2－2－7是惠更斯的船用鐘外形及其內(nèi)部結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)中有擺錘、擺線狀夾板、每隔半秒由驅(qū)動錘解鎖的棘爪等．
    在研究擺的重心升降問題時,惠更斯發(fā)現(xiàn)了物體系的重心與后來歐勒稱之為轉(zhuǎn)動慣量的量,還引入了反饋裝置——“反饋”這一物理思想今天更顯得意義重大．設(shè)計了船用鐘和手表平衡發(fā)條,大大縮小了鐘表的尺寸．他還用擺求出重力加速度的準確值,并建議用秒擺的長度作為自然長度標準． 惠更斯提出了他的離心力定理,他還研究了圓周運動、擺、物體系轉(zhuǎn)動時的離心力以及泥球和地球轉(zhuǎn)動時變扁的問題等等．這些研究對于后來萬有引力定律的建立起了促進作用．他提出過許多既有趣又有啟發(fā)性的離心力問題．
    他設(shè)計制造的光學(xué)和天文儀器精巧超群,如磨制了透鏡,改進了望遠鏡（用它發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)等）與顯微鏡,惠更斯目鏡至今仍然采用,還有幾一十米長的“空中望遠鏡”（無管、長焦距、可消色差）、展示星空的“行星機器”（即今天文館雛型）等．
    惠更斯在 1678年給巴黎科學(xué)院的信和1690年發(fā)表的《光論》一書中都闡述了他的光波動原理,即惠更斯原理．他認為每個發(fā)光體的微粒把脈沖傳給鄰近一種彌漫媒質(zhì)（“以太”）微粒,每個受激微粒都變成一個球形子波的中心．他從彈性碰撞理論出發(fā),認為這樣一群微粒雖然本身并不前進,但能同時傳播向四面八方行進的脈沖,因而光束彼此交*而不相互影響,并在此基礎(chǔ)上用作圖法解釋了光的反射、折射等現(xiàn)象《光論》中最精采部分是對雙折射提出的模型,用球和橢球方式傳播來解釋尋常光和非常光所產(chǎn)生的奇異現(xiàn)象,書中有幾十幅復(fù)雜的幾何圖,足以看出他的數(shù)學(xué)功底．
    補充
    荷蘭物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家.是與牛頓同一時代的科學(xué)家,是歷史上最著名的物理學(xué)家之一,他對力學(xué)的發(fā)展和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻,在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就,是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者.他建立向心力定律,提出動量守恒原理,改進了計時器.
    1629年4月14 日出生于海牙.父親是大臣和詩人,與R.笛卡兒等學(xué)界名流交往甚密.惠更斯自幼聰慧,13歲時曾自制一臺車床,表現(xiàn)出很強的動手能力.1645～1647年在萊頓大學(xué) 學(xué)習(xí)法律與數(shù)學(xué),1647～1649年轉(zhuǎn)入布雷達學(xué)院深造. 在阿基米德等人著作及笛卡兒等人直接影響下,致力于 力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)及數(shù)學(xué)的研究.他善于把科學(xué)實踐和理論研究結(jié)合起來,透徹地解決問題,因此在擺鐘的 發(fā)明、天文儀器的設(shè)計、彈性體碰撞和光的波動理論等 方面都有突出成就.1663年他被聘為英國皇家學(xué)會第一 個外國會員,1666年剛成立的法國皇家科學(xué)院選他為院士.惠更斯體弱多病,一心致力于科學(xué)事業(yè),終生未婚. 1695年7月8日在海牙逝世.
    惠更斯曾首先集中精力研究數(shù)學(xué)問題,惠更斯在數(shù)學(xué)上有出眾的天才,早在22歲時就發(fā)表過關(guān)于計算圓周長、橢圓弧及雙曲線的著作.他對各種平面曲線,如懸鏈線、曳物線、對數(shù)螺線等都進行過研究,還在概率論和微積分方面有所成就.
    1657年發(fā)表的《論賭博中的計算》,就是一篇關(guān)于概率論的科學(xué)論文,顯示了他在數(shù)學(xué)上的造詣.從1651年起,對于圓、二次曲線、復(fù)雜曲線、懸鏈線、概率問題等發(fā)表了一些論著,他還研究了浮體和求各種形狀物體的重心等問題.
    擺的研究和運用
    對擺的研究是惠更斯所完成的最出色的物理學(xué)工作.多少世紀以來,時間測量始終是擺在人類面前的一個難題.當(dāng)時的計時裝置諸如日規(guī)、沙漏等均不能在原理上保持精確.直到伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時性,惠更斯將擺運用于計時器,人類才進入一個新的計時時代.
    當(dāng)時,惠更斯的興趣集中在對天體的觀察上,在實驗中,他深刻體會到了精確計時的重要性,因而便致力于精確計時器的研究.當(dāng)年伽利略曾經(jīng)證明了單擺運動與物體在光滑斜面上的下滑運動相似,運動的狀態(tài)與位置有關(guān).惠更斯進一步確證了單擺振動的等時性并把它用于計時器上,制成了世界上第一架計時擺鐘.這架擺鐘由大小、形狀不同的一些齒輪組成,利用重錘作單擺的擺錘,由于擺錘可以調(diào)節(jié),計時就比較準確.在他隨后出版的《擺鐘論》一書中,惠更斯詳細地介紹了制作有擺自鳴鐘的工藝,還分析了鐘擺的擺動過程及特性,首次引進了“擺動中心”的概念.他指出,任一形狀的物體在重力作用下繞一水平軸擺動時,可以將它的質(zhì)量看成集中在懸掛點到重心之連線上的某一點,以將復(fù)雜形體的擺動簡化為較簡單的單擺運動來研究.
    惠更斯在他的《擺鐘論》中還給出了他關(guān)于所謂的“離心力”的基本命題.他提出：一個作圓周運動的物體具有飛離中心的傾向,它向中心施加的離心力與速度的平方成正比,與運動半徑成反比.這也是他對有關(guān)的伽利略擺動學(xué)說的擴充.
    在研制擺鐘時,惠更斯還進一步研究了單擺運動,他制作了一個秒擺（周期為2秒的單擺）,導(dǎo)出了單擺的運動公式.在精確地取擺長為3.0565英尺時,他算出了重力加速度為9.8米/秒2.這一數(shù)值與現(xiàn)在我們使用的數(shù)值是完全一致的.
    后來,惠更斯和胡克還各自發(fā)現(xiàn)了螺旋式彈簧絲的振蕩等時性,這為近代游絲懷表和手表的發(fā)明創(chuàng)造了條件.
    光的波動說
    在古代和中世紀的漫長歲月里,光是哲學(xué)家和自然科學(xué)家十分關(guān)心的問題.
    到了十七世紀,科學(xué)家們對光學(xué)現(xiàn)象進行了研究,他們通過出色的實驗工作,奠定了近代物理學(xué)的基礎(chǔ).這個時期,曾經(jīng)發(fā)生了一場關(guān)于光的本性問題的討論.
    惠更斯在巴黎工作期間曾致力于光學(xué)的研究.1678年,他在法國科學(xué)院的一次演講中公開反對了牛頓的光的微粒說.他說,如果光是微粒性的,那么光在交叉時就會因發(fā)生碰撞而改變方向.可當(dāng)時人們并沒有發(fā)現(xiàn)這現(xiàn)象,而且利用微粒說解釋折射現(xiàn)象,將得到與實際相矛盾的結(jié)果.因此,惠更斯在1690年出版的《光論》一書中正式提出了光的波動說,建立了著名的惠更斯原理.在此原理基礎(chǔ)上,他推倒出了光的反射和折射定律,圓滿的解釋了光速在光密介質(zhì)中減小的原因,同時還解釋了光進入冰洲石所產(chǎn)生的雙折射現(xiàn)象,認為這是由于冰洲石分子微粒為橢圓形所致.
    惠更斯原理是近代光學(xué)的一個重要基本理論.但它雖然可以預(yù)料光的衍射現(xiàn)象的存在,卻不能對這些現(xiàn)象作出解釋 ,也就是它可以確定光波的傳播方向,而不能確定沿不同方向傳播的振動的振幅.因此,惠更斯原理是人類對光學(xué)現(xiàn)象的一個近似的認識.直到后來,菲涅耳對惠更斯的光學(xué)理論作了發(fā)展和補充,創(chuàng)立了“惠更斯--菲涅耳原理”,才較好地解釋了衍射現(xiàn)象,完成了光的波動說的全部理論.
    惠更斯在天文學(xué)方面有著很大的貢獻.他把大量的精力放在了研制和改進光學(xué)儀器上.當(dāng)惠更斯還在荷蘭的時候,就曾和他的哥哥一起以前所未有的精度成功地設(shè)計和磨制出了望遠鏡的透鏡,進而改良了開普勒的望遠鏡.惠更斯利用自己研制的望遠鏡進行了大量的天文觀測.因此,他得到的報酬是解開了一個由來已久的天文學(xué)之謎.伽利略曾通過望遠鏡觀察過土星,他發(fā)現(xiàn)了“土星有耳朵”,后來又發(fā)現(xiàn)了土星的“耳朵”消失了.伽利略以后的科學(xué)家對此問題也進行過研究,但都未得要領(lǐng).“土星怪現(xiàn)象”成為了天文學(xué)上的一個謎.當(dāng)惠更斯將自己改良的望遠鏡對準這顆行星時,他發(fā)現(xiàn)了在土星的旁邊有一個薄而平的圓環(huán),而且它很傾向地球公轉(zhuǎn)的軌道平面.伽利略發(fā)現(xiàn)的“土星耳朵”消失,是由于土星的環(huán)有時候看上去呈現(xiàn)線狀.以后惠更斯又發(fā)現(xiàn)了土星的衛(wèi)星--土衛(wèi)六,并且還觀測到了獵戶座星云、火星極冠等.
    在力學(xué)方面的研究,惠更斯是以伽利略所創(chuàng)建的基礎(chǔ)為出發(fā)點的.在《論擺鐘》一書中還論述了關(guān)于碰撞的問題.大約在1669年,惠更斯就已經(jīng)提出解決了碰撞問題的一個法則——“活力”守恒原理,它成為能量守恒的先驅(qū).惠更斯繼承了伽利略的單擺振動理論,并在此基礎(chǔ)上進一步研究.他把幾何學(xué)帶進了力學(xué)領(lǐng)域,用令人欽佩的方法處理力學(xué)問題,得到了人們的充分肯定.
    匿名用戶 | 2017-05-19 12:00

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