振动中的科学弹性力定律

弹性力定律是17世纪英国杰出的科学家罗伯特·胡克最重要的发现之一，也是力学最重要的基本定律之一。即使在现代，弹性力定律仍然是物理学的重要基本理论。为纪念胡克，人们把弹性力定律叫做“胡克定律”。

古代，人们从建筑劳动中，获得了大量有关材料强度方面的知识，不少的科学家做过这方面的实验。像意大利著名的科学家达·芬奇，曾经用铁丝吊起一只篮子，然后慢慢向篮中加沙子，当铁丝断裂的时候，记下沙子的重量；伽利略也做过类似的实验。他们用这些实验，来研究材料的强度。通过总结前人成果，英国物理学家胡克第一个发现弹性力定律。

1635年，罗伯特·胡克生于怀特岛一个牧师的家庭。少年时，他体弱多病，并且因患天花而落得一脸麻子。胡克从小并未受过什么教育，但他聪明好学，对当时正在孕育的新物理学表现得十分有领悟力，因此波义耳在牛津一见到19岁的胡克，就聘请胡克当自己的助手。胡克帮助玻义耳造出了一台精致的抽气机，自己则在物理、生物、天文学均有所发现。

罗伯特·胡克

在研制天文仪器时，胡克接触到了弹簧。为了研究弹簧的性能，胡克做了许多次实验。他把弹簧的一端悬挂起来，在另一端加重量，观察弹簧长度的变化。当他把多次实验数据列在一起的时候，他发现，弹簧上所加重量的大小与弹簧的伸长量成正比。

这一发现，使胡克十分兴奋。弹簧的这种性质是不是对所有的弹性体都适用呢？于是，胡克继续做了大量的实验。

有一次，他把表的游丝固定在黄铜的轮子上，加上外力使轮子转动，游丝便收缩或放松。改变外力的大小，游丝收缩或放松的程度也会改变。实验结果表明，外力与游丝收缩或放松的程度成正比。他又用6米～12米长的金属线实验，发现金属线上受到的外力也是与金属线的伸长量成正比的。

利用弹性力可以控制机件的运动、缓和冲击或震动、储蓄能量、测量力的大小等。

难道只有金属物质才有这种性质，其他物质有没有呢？胡克想通过这一现象发现这一事物的普遍规律。于是，他找来一根干燥的木杆，将木杆水平放置，一端固定，另一端挂上重物，结果也是一样：所加重量的大小与木杆弯曲的程度也成正比。他还用丝、毛发、玻璃、土块等做实验。

经过多次实验，胡克终于得出著名的弹性力定律，即“有多大的伸长量，就有多大的力”，也就是说任何有弹性的物体，弹性力都与它伸长（或压缩）的距离成正比。1678年，胡克写了一篇名为《弹簧》的论文，公布了这一伟大的发现，文中还详细地介绍了自己对弹性物体实验的结果。

后来，不少科学家为进一步发展胡克的思想，做了大量工作。19世纪初，英国科学家托马斯·杨的成绩最为卓著。他总结了胡克等人的研究成果，并指出：如果弹性体的伸长量超过一定限度，材料就会断裂，弹性力定律就不再适用了，明确地指出了弹性力定律的适用范围。他还指出，弹性体的其他的形状改变，也符合弹性力定律。从胡克到托马斯·杨，经过许多科学家的辛勤劳动，终于准确地确立了物体的弹性力定律。

学海拾贝

胡克是光的波动学说最早的倡导人之一。他在《显微图集》中还记录了他对光学的研究，他提出了光的波动学说。1672年，他又发现了衍射现象，并用光的波动学说进行解释。