摆的研究过程

摆的研究-伽利略

作者：佚名 来源：转载 发布时间：2006-9-20 18:18:24 发布人：admin

据说在1583年，年轻的伽利略在比萨教堂祈祷时，被那盏从教堂顶上悬挂下来的大油灯（长命灯）的来回摆动所吸引。他发现油灯的摆动很规则，那时还没有能准确计量时间的钟表，于是伽利略以他自己的“表”——即他的脉搏的跳动——来计算油灯摆动的时间。他发现，不论油灯的摆幅是大是小，摆动一个来回所需时间几乎相同。发现单摆的摆动周期与振幅无关，这是伽利略对物理学的一个贡献。后来他又通过更精确的实验得出，摆的振动周期与摆长的平方根成正比。

荷兰的惠更斯（C．Huygens，1629—1695）对摆的研究取得了最突出的成果，他的研究是与当时要解决精密钟表的结构问题相联系的。随着航海事业的迅速发展，如何精确测定船舶位置成为一个极其重要的问题。除了用天文观测的方法外，精确计时的方法也是一种常用的方法。长时间以来，人们知道要解决这个问题必需有两只钟，一只记录本地时间，另一只则记录零度子午线时间，且两钟都必须精确计时。当时，走时较准确的是摆钟，为了设计更精确的摆钟，首先要求制造一种摆动准确等时的摆，而不是像单摆那样近似等时的摆。惠更斯找到的解决办法是：摆动点的轨迹应是一段摆弧而不是一段圆弧。他发现可以通过悬丝在两片摆线夹板之间运动来实现。
由于真正的摆并不是一个数学摆（一个质点悬挂在一条数学线上），而是一个绕着水平轴旋转的物理摆。于是惠更斯着手研究如何用给定的物理摆去确定等时摆动的数学摆的长度。为此，他引进了惯性矩概念。他还发现了物理摆的悬挂点与摆动点的可互换性。
1658年，出版了《钟表论》一书。1673年，惠更斯的《摆钟》出版。书中，既研究了摆钟本身，又进一步系统地研究了以摆钟为基础的各种各样的理论。