Christiaan Huygens adalah seorang ulama yang sibuk. Di antara banyak pencapaiannya, saintis Belanda menggambarkan bentuk cincin Saturnus dan mendapati bahawa bulan terbesar planet, Titan. Dia mengasaskan teori bahawa cahaya bergerak sebagai gelombang, dan dia mencipta jam pendulum. Huygens, nampaknya, tidak dapat mematikan minda saintifiknya semasa dia berada di bawah cuaca.
Kandungan Terkait
- Anatomi abad ke-17 ini menjadikan seni dari badan
- Jam Rekod Yang Mematahkan Tidak Akan Kurangkan Kedua Untuk Satu Lagi 15 Bilion Tahun
- Bagaimana Beberapa Jam Menetapkan Sendiri?
Pada 1665 dia sakit dan terjebak di katil, menonton dua jam pendulum yang dilekatkan pada rasuk di rumahnya. Dia perasan pendulums mula berayun dalam masa antara satu sama lain, tidak kira sama ada jam telah dimulakan atau dihentikan pada masa yang berlainan atau kedudukan mana pendulums bermula. Huygens terkenang. Harus ada beberapa cara jam "bercakap" antara satu sama lain, tetapi dia tidak mempunyai alat yang tepat untuk mengukur interaksi antara jam. Oleh itu, dia mencantumkannya kepada pergerakan misteri yang dihantar oleh udara atau sambungan fizikal di dalam rasuk, dan di sana perkara itu bertahan lebih daripada 300 tahun.
Sekarang, ahli fizik yang mengkaji semula teka-teki abad ke-17 fikir jawapannya mungkin terletak pada gelombang bunyi. Henrique Oliveira dan Luís V. Melo di Universiti Lisbon mencipta semula keadaan Huygens diperhatikan, kemudian menggunakan instrumen yang sangat sensitif untuk mengukur pembolehubah. Keputusan mereka, yang diterbitkan minggu ini dalam Laporan Saintifik, menunjukkan bahawa tenaga bunyi dari jam berdetik bergerak melalui bahan yang menyambungkannya dan menyebabkan mereka menyegerakkan.
Sebelum ini, saintis lain mengambil retak pada percubaan menggunakan rasuk yang dibenarkan bergerak. Dalam model-model tersebut, tenaga yang membuat jam menyegerakkan adalah dari pemuliharaan momentum. Oliveira dan Melo mahu menguji model yang berbeza yang akan menjadi seperti Huygens yang bekerja dengannya. Mereka juga mahu menjadi lebih tepat berbanding percubaan sebelumnya.
Mereka mula menggunakan komputer untuk mensimulasikan jam, dengan mengandaikan bahawa jam dihubungkan dengan bahan yang sengit. Kemudian mereka melampirkan dua jam pendulum sebenar ke rasuk aluminium. Mereka menetapkan jam berdetik, dan mengukur tempoh swing pendulum dengan sensor optik berketepatan tinggi. Pasti cukup, pendulums akan mula bergerak dalam sinis. Sekalipun mereka berpindah ke arah yang bertentangan, mereka masih akan berayun dengan tempoh yang sama.
"Kami mencuba bahan-bahan dan keadaan balang yang berbeza dan hanya boleh mendapatkan gandingan apabila rasuk [tetap] diperbuat daripada konduktor bunyi yang sangat baik, jam hampir rapat, dan frekuensi cukup dekat, " kata Melo dalam e-mel.
Eksperimen makmal melibatkan dua jam pendulum tergantung dari balok aluminium. (Henrique Oliveira dan Luís Melo) Jadi apa yang berlaku? Ia mempunyai kaitan dengan bagaimana jam pendulum berfungsi. Swing pendulum, dan jangkar, dinamakan kerana bentuknya, melepaskan gigi gear, yang dilampirkan pada berat menurun. Apabila gear dikeluarkan, beratnya menurunkannya sehingga ia mula berputar, tetapi jangkar pendulum menangkap gigi gigi. Apabila pendulum berubah-ubah, ia melepaskan semula gear, dan kali ini jangkar menangkap bahagian lain. Sementara itu, gear roda gear di bawah anchor, menolaknya dan menambah sedikit nudge untuk mengekalkan pendulum pendulum. Terdapat banyak variasi pada reka bentuk ini, tetapi itulah prinsip asas.
Dalam eksperimen terkini, semua pergerakan ini menyebabkan sedikit tenaga bunyi untuk bergerak ke dalam bar aluminium. Setiap kali nadi tenaga bergerak, ia akan mendorong pendulum satu jam dalam masa dengan yang lain. Eksperimen ini mengambil masa sehingga 18 jam atau bahkan hari untuk dijalankan, kerana jam menyegerakkan perlahan-lahan. Melo mencatatkan bahawa jam Huygens mempunyai berat penstabilan 50 atau 60 pon, sedangkan yang dalam eksperimennya adalah satu pon atau kurang, maka pasukan Huygens yang ditransmisikan jam lebih besar.
Walaupun demikian, anda secara teori boleh menjalankan eksperimen yang sama di rumah. "Jika anda dapat mencari konduktor bunyi yang baik untuk rasuk ... dan jika anda sangat bersabar, maka anda akan mendapat syarat untuk pengganding, " kata Melo. "Tetapi anda hanya akan memastikan jika anda menjalankan percubaan automatik. Tidak mustahil untuk melihat secara berterusan selama beberapa hari-ia memukau, tetapi seseorang menjadi sangat cemas selepas seketika."
Jonatan Peña Ramirez, seorang penyelidik di Universiti Teknikal Eindhoven di Belanda, juga menerbitkan kajian fenomena jam Huygens. Beliau berkata ahli fizik suka mempelajari sistem ini kerana ia meniru kitaran lain dalam alam semula jadi. "Fenomena serupa dapat dilihat dalam sistem biologi, di mana beberapa kitaran di dalam tubuh manusia dapat diselaraskan dengan cara yang semula jadi, " katanya.
Walau bagaimanapun, dia masih belum yakin bahawa tenaga bunyi adalah penyebab bagi jam. "Jika anda mengganti mekanisme pemanduan pada waktu dengan mekanisme lancar, iaitu mekanisme yang tidak memaksakan impuls [diskrit] ke jam, masih dapat melakukan penyelarasan, " katanya. Setakat yang beliau bimbangkan, "penyegerakan Huygens ... jauh daripada diselesaikan."
