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惠更斯擺鐘之謎 


困擾科學界數百年 “惠更斯擺鐘”之謎被破解


        一個長期困擾科學界的“惠更斯擺鐘”之謎日前被美國科學家庫爾特·瓦伊傑菲利德破譯。他提出,只有在擺的重量同整個鐘的重量比較大的情況下,“惠更斯擺鐘”才能正常工作。該項科研成果刊登在2月出版的《新科學家》雜誌上。

        惠更斯是17世紀荷蘭偉大的物理學家、天文學家和數學家。1656年,他將單擺運動引入時鐘,發明瞭著名的擺鐘。惠更斯在研究擺鐘的過程中發現,單擺的運動不嚴格等時。他認為,只有在擺角比較小的情況下,單擺的等時性才成立;當擺比較大的情況下,單擺的運動不嚴格等時,比如當擺角為60度時,不嚴格等時性很明顯。為了補償單擺的不嚴格等時,惠更斯從證明擺線的幾何性質開始,進而研究其在機械上的應用,利用擺線理論設計出了嚴格等時的擺鐘結構。為了適應當時天文和航海發展的需要,測量海上地理經度,惠更斯設計了兩個擺鐘,希望其中一個在損壞或需要維修時,另一個能繼續工作。但當他啟動自己設計的擺鐘後,卻出現了非常奇怪的現象:兩個擺鐘都向反方向轉動。當時,連惠更斯也解釋不了這一奇怪現象。從此以後,一直沒有人能對這一現象作出合理解釋,這就是著名的“惠更斯擺鐘”之謎。

        幾百年過去了,有許多科學家企圖破解這一謎團,但始終沒有人能夠成功。美國亞特蘭大技術大學的庫爾特·瓦伊傑菲利德在多年潛心研究的基礎上,設計了同“惠更斯擺鐘”完全一樣的兩個擺鐘,對它們進行研究。他發現,只有在擺的重量同整個鐘的重量比較大的情況下,擺鐘運動具有同步性。進而他計算出,當擺的重量與整個鐘的重量比小於1:120時,擺鐘開始反方向轉動;當這個係數大於1:80時,兩個擺鐘就能正常工作。

    《科技日報》2002年2月26日

資料來源:http://202.130.245.40/chinese/TEC-c/111606.htm

 

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