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楼主  发表于: 2009-08-11 20:51

 胡克与力学

英国力学家胡克(Robert Hooke,1635-1703)其父是怀特岛(High,在英吉利海峡内)上的一位牧师。他13岁入小学,住在校长的家中,在那几年内学会了拉丁文、希腊文和希伯来文,学通了欧几里得几何和一些数学课题。1653年,胡克被派到牛津的教堂当唱歌队的指挥员,在这个位置上,他坚持自学,于1662年得到工艺学硕士学位。在牛津他得以接触一些有名的科学家,而他当时的工艺很熟练,所以他曾帮那些科学家做过实验。特别他帮助当时的大科学家波义耳(Robert Boyle ,1627-1691)做研究工作,由于他的巧手才使波义耳的空气泵取得成功。

    1663年胡克成为英国皇家学会的会员,并且从1677年到1683年当秘书,从1662年一直到死,都是该会的实验总监。

     胡克有多方面的才能,他不仅在力学方面有贡献,他在化学、物理学、天文学、生物学等方面都有重要的贡献。他写过一本《显微术》的书,书中记载了他对显微镜的改进,也记载了他利用显微镜的发现。此外他还是一位积极钻研和传播武术的教师。在科学研究上他是一位十分灵巧而能干的实验,他在理论上的工作方面也很多,但是多数是不够严密和完整的。

    胡克的性格乖僻,喜欢同别人争论,而常常声称某某发明是他先于别人有想法。

    胡克在力学上最为出名的工作是首先研究了弹簧,得到了外力与变形成比例的结论,后人也称之为胡克定律。

    1678 年胡克发表了题为《弹簧》的论文,它包含了胡克对于弹性体的实验结果。文章在描述他的实验时说:“取一根长20、或30、或40英尺的金属丝,把上端同钉子系牢,而下端系一弹簧秤以承受砝*****。用两脚规量出自秤盘底至地面的距离,把这一距离记下来。再将若干砝*****加到秤盘上,并顺序记下金属丝的伸长量。最后比较这些伸长量便可以看到砝*****与砝*****引起的伸长量彼此之间存在着同样的比例。”

     胡克一共用四种弹性物体来进行他的实验。除了金属丝之外还有:

     一个轴铅垂的金属螺旋线,上端固定下端系秤盘和砝*****,随着载荷增加螺旋成正比例地伸长。

     把一根钟表发条上紧成垂直的螺旋,内端固定,外端附着在一个与此发条同轴的轻巧的齿轮的轮毂上,后者盘绕着一根丝线,丝线的自由端悬吊一个很轻的秤盘,秤盘中加多大的硅*****,这齿轮便旋转相应的角度。

     给干燥木质的悬臂梁的自由端加上载荷,挠曲变形也符合这条定律。

     早在1665年,他在《显微术》一书中便指出过,这条定律同样适用于压缩空气。他并且利用这一理论建议制造弹簧秤。

     英国科学家波义耳在1662年与马略特在1676年二人各自独立地建立了气体压强与体积关系的定律。它也可以看为与胡克同一时代同一类型的定律,胡克定律是对固体的,波义耳是对气体的。


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