استغرق حل "لغز ساعات هويجنز" 344 عامًا، أولى الساعات المستخدمة في الملاحة البحرية * تم تأكيد ظاهرة التعاطف
دكتور نوح بروش
الملاحة البحرية مهمة صعبة. في الماضي، استخدم البحارة "الملاحة الساحلية": اتباع مسار المناظر الطبيعية البرية، كما يُرى من البحر - وبالتالي معرفة موقع السفن. لكن عبور المحيطات يتطلب قدرة مختلفة تمامًا.
تم اختراع أدوات تنقل مختلفة لحل المشكلة. وكان أهمها ساعة دقيقة أتاحت مقارنة لحظة الظهيرة المحلية - كما يقاسها البحار - بظهيرة مكان معروف. ويتطلب القياس رؤية الشمس وقياس ارتفاعها في السماء، مع قياس الوقت بدقة.
النتيجة: قياس خط الطول الجغرافي. لكن الساعات الرملية والمائية وكذلك الساعات الشمعية - لم توفر الدقة الكافية. أول ساعة دقيقة للملاحة البحرية اخترعها الهولندي كريستيان هويجنز عام 1657. لهذا استخدام البندول. جسم ثقيل نسبيًا، مربوط بعمود أو خيط، يهتز بمعدل ثابت: من طرف إلى طرف، ومن طرف إلى طرف، ثم يعود مرة أخرى - اعتمادًا على طول الجسم (البندول). ويضمن بنائه أداة دقيقة للغاية لقياس الوقت.
وضع هويجنز ساعتين بندوليتين بجانب بعضهما البعض (للتغلب على الخوف من أن تنكسر إحداهما). تمت إضافة أوزان إلى الصناديق لمنع البندولات من السقوط أثناء الحركة في البحر. اكتشف هيغنز أنه بغض النظر عن بداية حركة البندول، فإن البندول في النهاية يتحرك دائمًا في اتجاهين متعاكسين: عندما يتحرك أحدهما إلى اليمين، يتحرك الآخر إلى اليسار، والعكس صحيح. هذه الظاهرة كانت تسمى "التعاطف". ولم يكن لديه أي تفسير للانهيار.
استغرق حل اللغز 344 عامًا، على يد عالم أمريكي يدعى Wiesenfeld وفريق من معهد جورجيا للتكنولوجيا. تم بناء تجربة تم فيها إعادة إنتاج نتائج هيغنز وتأكيد ظاهرة الحركات "المتعاطفة" والمعارضة.
اتضح أن هذا يحدث فقط عندما تكون البندولات خفيفة الوزن للغاية بالنسبة لصناديقها. السبب: انتقال القوى بين البندولات والصناديق. بمعنى آخر: تحاول البندولات "تحريك" صناديق التخزين الخاصة بها أثناء الحركة.
يؤثر البندول بقوة على صندوقه، من خلال محور التذبذب وآلية الساعة المتصلة به وبجسم الصندوق. عندما يكون الصندوق خفيفًا نسبيًا (عندما تكون نسبة كتلة البندول إلى الصندوق أقل من 1/80) - أوقف بندول واحد على الأقل حركته. وعندما تكون النسبة أكبر من 1/120، شوهدت تقلبات معاكسة.
حل "لغز هيغنز" بسيط، لكنه استغرق سنوات عديدة: بسبب عدم الاهتمام بالموضوع، أو عدم فهم الفيزياء.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~330422406~~~203&SiteName=hayadan
