时钟是怎么发明的?

1655年的春天,荷兰海牙这座美丽的城市,已经在深夜沉沉睡去。城外一座高山上的天文台灯火通明,人们正在紧张地工作。只见一个三四十岁的中年男子,留着长长的胡子,面容憔悴,聚精会神地在望远镜前观察星空。从他的脸上可以看出,他已经这样工作很多天了。他现在正在用自己设计制造的天文望远镜观测地球的姊妹星土星。

只见他双手握着望远镜筒,不时调整着,全神贯注地观察着夜空中的目标。

“啊!我看到了土星的卫星!”他突然狂叫起来。其他人以为他出事了,赶紧跑到他的观察室,但一进门就看到他安然无恙。他像个孩子一样跳着舞,告诉每个人他看到了土星的卫星。突然,所有人都跑到他的望远镜前观看。果然,土星的卫星进入了大家的视线。大家忍不住齐声欢呼。

这颗卫星后来被称为泰坦。最先观测到土卫六的中年人是著名的物理学家、天文学家和数学家惠更斯。

惠更斯于1629年4月出生于荷兰海牙。他的父亲是外交官,也是著名的法学教授。他非常重视儿童教育。他曾希望惠更斯能继承他的事业,长大后成为一名果断的法学家,所以他雇了一名家庭教师对惠更斯进行法律教育。

然而,聪明的惠更斯对枯燥的法律条文不感兴趣。他经常利用业余时间描绘各种想象中的机械图形,有时还自己制作成模型。

有一天,老师偶然看到了班上最小的学生惠更斯做的模型。他很生气,骂道:“你怎么能把时间浪费在这些没用的东西上呢?”我必须告诉你父亲。"

之后,老师马上把模型给惠更斯的父亲看,让他责备惠更斯。没想到,父亲看到模型后,就做了一些处理。相反,他称赞说:“干得好。我没想到我的儿子有这样的天才。”老师,要符合孩子的气质去教他,不能强迫孩子去学他不感兴趣的东西!"

因为惠更斯有这样一个开明的父亲,他从小就接受了良好的家庭教育。他很早就入学了,能够按照自己的兴趣自由发展,专心读自己喜欢的理科书籍。

16岁时,惠更斯以优异的成绩考入著名的莱顿大学,专攻数学、天文和物理。因为他从小就打下了很好的理科基础,所以在大学里成绩一直名列前茅。

65438-0647转到布雷达大学学习数学和法律。1655年,惠更斯获得法学博士学位。

大学毕业后,惠更斯出国去了法国巴黎和英国伦敦。在国外,他结识了当时很多著名的专家学者,包括和他一起创立微积分理论的牛顿和莱布尼茨,这对他日后在科学上有所建树无疑是很有帮助的。

从惠更斯大学毕业后,他很快出版了一本关于二次方程的数学著作,引起了学术界的关注,一时成名。

不久,惠更斯致力于光学的研究,发现光是以波的形式传播的。这一重大发现奠定了他在学术界的地位。然而,惠更斯并不满足于此。他经常鼓励自己说:“现在,我已经小有名气了。我一定要珍惜这来之不易的声誉,继续努力发现更多宇宙和自然的奥秘。”是的,正是因为他坚持不懈的追求,他才有了许多重要的科学发现。

1655年,惠更斯用自己设计的小型望远镜观测土星,发现土星周围有一圈光环。九年后,惠更斯发现了土星的第六颗卫星,土卫六,土星最大的卫星。这些发现使人类对土星的研究向前迈进了一大步。

此外,惠更斯还对星云的研究做出了巨大贡献。他不仅是世界上第一个在猎户座腰带下发现一组大星云的天文学家,还发现这些星云被一层明亮的淡绿色扇形星云包围着。

众所周知,天文学家观测和记录天上的星星,对时间的精度要求很高。但是惠更斯时代的钟表精度很低,他完全被这个问题迷惑了。

有一天,由于时间误差,惠更斯错过了一次观察土星的机会。这引起了他的思考,他不禁想:“既然没人能发明更精确的时钟,那我为什么不开始研发呢?”

惠更斯做到了他所说的。他绞尽脑汁,日夜苦思,终于设计出了可移动的摆钟,给人类的钟表带来了革命性的进步。说到惠更斯的发明,就不得不说计时器的发展。

在没有钟表之前,人们使用的计时工具叫做“太阳光”或“鬼表”,利用太阳光投射在物体上的影子来计时,类似于现在的日晷仪。

最初的日本月桂是用粘土制成的,也叫“土桂”。土圭有一种叫“圭”的平板陶板,上面有刻度;一根小竹竿或竹签插在泥板的一端,称为“表杆”。表杆的影子落在哪个刻度上,就表示什么时间。

后来有人把长方形的日晷做成圆盘状,把一天分成12个小时,刻在圆盘上,后来又加以改进,成为更精确的日晷仪。

日晷仪的一个缺点是只能在晴天使用,在晚上,或者阴天、雨天就不行了。因此,有些地方的人们用特殊的蜡烛、熏香、渗漏等等来计时。最简单的漏水只是一个装水的壶或水壶,内壁有一个缺口,底部有一个小孔,让水一点一点漏出来,然后人们就可以从水面的高度知道时间了。此外,泄漏还可以用沙子计时,称为“沙漏”。但必须有人打理,而且越是精细,成本越高,所以只供宫殿、政府机关、寺庙等使用。,而且一般人是装不了的;同时,泄露的准确度不高,不是理想的计时工具,于是有人发明了机械钟。

最早的机械钟叫“塔钟”,大约在13世纪发明成功。这种钟立在高高的塔上,利用重锤的力量带动齿轮,齿轮又带动指针移动,利用“擒纵机构”控制齿轮转动的速度,得到更准确的时间。但重锤驱动的钟只能高高地装在塔上,不太合适。所以德国人彼得·亨利在1500年发明了弹簧驱动的钟表。当意大利科学家伽利略发现一个物体摆动时,无论弧度有多大,它来回摆动的时间总是相同的。不久,他发表了他的发现。几年后,惠更斯读了伽利略的论文,不禁想到:

“既然物体的摆动具有等时性特征,那么用物体摆动的力量带动钟表里的齿轮转动不是更准确吗?”

想到这,惠更斯非常兴奋,立即用计时器做实验。失败,再次失败...他不知疲倦地工作,一切都有回报。经过一系列的实验,惠更斯终于设计出一种钟摆机构来代替塔钟中的摆轮,并于1656年委托钟表匠成功制造出第一个实用的摆钟。

然而,惠更斯对摆钟的精确度并不满意。他继续他的研究,很快,他在齿轮上加了一个弹簧,并改进成现在所谓的“摆轮”,这样摆钟的误差每天不超过2分钟。次年,惠更斯获得了摆钟的专利权,出版了《摆钟》一书。

由于惠更斯在物理学、天文学和数学方面做出了突出贡献,他于1663年成为伦敦皇家学会的第一位外籍会员。惠更斯在1665年应路易十四的邀请去了法国。次年,法国皇家科学院成立,他当选为院士。著名的惠更斯原理是在法国提出的。惠更斯原理是光波理论的核心。

惠更斯一生致力于自然科学的研究,取得了卓越的成就。他忠诚、谦逊、真诚。一方面,他的成就源于他坚强的毅力,不畏困难、挫折和权威,坚持科学真理的英雄气概。另一方面,也离不开他的老师和父亲的教育,尤其是笛卡尔光辉学术思想的影响和培育。

学习点

土卫六

泰坦泰坦是土星最大的卫星。由荷兰物理学家、天文学家、数学家克里斯蒂安·惠更斯(christiaan huygens)于1655年3月25日发现,也是继木星和伽利略之后,太阳系发现的第一颗卫星。因为它是太阳系中唯一一颗拥有强大大气层的卫星,所以被视为时间机器,帮助我们了解地球最早的情况,揭开地球生命如何诞生的神秘面纱。