卡文迪许扭秤实验基本原理(最美丽的十大物理实验)

100次浏览     发布时间:2024-10-15 09:05:18    

2005年9月份出版的《物理学世界》刊登了选出的排名前10位的最美丽实验,其中的大多数都是我们耳熟能详的经典之作。来看看是哪些实验,哪些是经典力学中的实验:电子双缝干涉实验、伽利略的自由落体实验、密立根油滴实验、牛顿的棱镜色散实验、杨氏双缝干涉实验、卡文迪许扭矩实验、测量地球圆周长实验、伽利略斜面实验、卢瑟福a粒子散射实验、傅科摆实验。

先了解排名第2的伽利略的自由落体实验。在16世纪末,人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快,因为伟大的亚里士多德已经这么说了。伽利略,当时在比萨大学数学系任职,他大胆地向公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事:他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体,让大家看到两个物体同时落地。事实上,自由落体实验在伽利略以前就有人做过,并留下了史学记载。荷兰的斯悌文在他1586年的著作中更明确地记载有自由落体实验,只是斯悌文并没有根据落体实验作进一步的理论探讨。在伽利略去世300多年后的1971年,乘阿波罗15号飞船登月的宇航员斯科特将一把锤子和一根羽毛带上了月球,在没有大气的月球上做了有趣的自由落体试验。结果当然是轻柔的羽毛和沉重的铁锤同时落到月面。伽利略挑战亚里士多德的代价是他失去了工作,但他展示的是自然界的本质,而不是人类的权威,科学作出了最后的裁决。

下面了解排名第6的卡文迪许扭矩实验。1798年,卡文迪许利用扭秤,成功地测出了引力常量的数值,证明了万有引力定律的正确。卡文迪许解决问题的思路是,将不易观察的微小变化量,转化为容易观察的显著变化量,再根据显著变化量与微小量的关系算出微小的变化量。实验原理是这样的:卡文迪许用两个铁球分别放在扭秤的两端,扭秤中间用一根韧性很好的钢丝系在支架上,钢丝上有个小镜子。用激光照射镜子,激光反射到一个很远的地方,标记下此时激光所在的点。用两个质量一样的铁球同时分别吸引扭秤上的两个铁球。由于万有引力作用。扭秤微微偏转。但激光所反射的远点却移动了较大的距离,他用此计算出了万有引力公式中的常量G,此实验的巧妙之处在于将微弱的力的作用进行了放大。
下面了解排名第7埃拉托色尼测量地球圆周长实验。古希腊地理学家埃拉托色尼将天文学与测地学结合起来,他选择同一子午线上的两地塞恩和亚历山大里亚,在夏至日那天进行太阳位置观察的比较。在塞恩附近,尼罗河的一个河心岛洲上,有一口深井,夏至日那天太阳光可直射井底。这一现象闻名已久,吸引着许多旅行家前来观赏奇景,它表明太阳在夏至日正好位于天顶。与此同时,他在亚历山大里亚选择了一个很高的方尖塔作参照,并测量了夏至日那天塔的阴影长度,这样他就可以量出直立的方尖塔和太阳光射线之间的角度。获得了这些数据之后,他运用了泰勒斯的数学定律,即一条射线穿过两条平行线时,它 们的对角相等。埃拉托色尼通过观测得到了这一角度相当于圆周角360的1/50。由此表明,这一角度对应的弧长,即从塞恩到亚历山大里亚的距离,应相当于地球周长的1/50。下-步埃拉托色尼借助于皇家测量员的测地资料,测量得到这两个城市的距离是5000希腊里。一旦得到这个结果,地球周长只要乘以50即可,埃拉托色尼测量的地球周长为39360公里,与地球实际周长非常相近。
下面了解排名第8的伽利略斜面实验。伽利略通过科学推理,认为如果一切接触面都是光滑的, 一个钢珠从斜面的某一高度 处静止滚下,由于只受重力,没有阻力产生能量损耗,那么它必定到达另一斜面的同一高度,如果斜面 变成水平面,则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态, 永不停止运动下去。由此推断,物体在光滑的水平面上做匀速运动不需要外力来维持。
最后来看排名第10的傅科摆实验。为了证明地球在自转,法国物理学家傅科于1851年做了一次成功的摆动实验,傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎先贤祠最高的圆顶下方进行,摆长67米,摆锤重28公斤,悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。这种摆惯性和动量大,因而基本不受地球自转影响而自行摆动,并且摆动时间很长。在傅科摆试验中,人们看到,摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动,摆动方向不断变化。分析这种现象,摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用,按照惯性定律,摆动的空间方向不会改变,因而可知,这种摆动方向的变化,是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果,地球上的观察者看到相对运动现象,从而有力地证明了地球是在自转。上面我们介绍的是最美丽的十大物理实验中的力学实验。
美国的物理学家评出的这些实验共同之处是它们都“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学之魂,这种美丽是一种经典概念:最简单的仪器和设备,最根本、最单纯的科学结论,就像是一座座历史丰碑一样,人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空,对自然界的认识更加清晰。

相关文章
美菱(MeiLing)燃气灶售后号码-全国400服务号码实时反馈-今-日-更-新

美菱(MeiLing)燃气灶售后号码-全国400服务号码实时反馈-今-日-更-新

美菱(MeiLing)燃气灶24小时售后服务热线🌐 美菱(MeiLing)燃气灶全国各市24小时售后服务热线:400-883-2086📞 电话咨询及售后服务热线:400-883-2086,统一安排。🚚 服务范围:上海市、北京市、深圳市、重庆市、广州市、成都市、天津市、武汉市、东莞

2025-06-17 10:46:58

奥特朗锅炉全国(24小时)各售后受理客服中心

奥特朗锅炉全国(24小时)各售后受理客服中心

奥特朗锅炉全国售后服务点热线号码:400-883-2086奥特朗锅炉的维修电话可能因地区和具体服务内容而有所不同,但通常,用户可以通过拨打奥特朗锅炉的全国统一客服热线来获取维修服务。以下是一些可供参考的电话号码:奥特朗锅炉全国统一24小时售后客服热线:400-883-2086

2025-06-17 09:48:02

用户规模达5.75亿、年营收规模约440亿,中国网络文学蓝皮书发布

用户规模达5.75亿、年营收规模约440亿,中国网络文学蓝皮书发布

今天,中国作协发布《中国网络文学蓝皮书(2024)》。•网络文学年度新增作品200万部,创作精品意识和文学自觉显著增强,中短篇创作强势崛起,网文生态更加丰富。•网络文学成为最具全民性特征的文学样式,用户规模达5.75亿,读者年龄、职业覆盖更广。•“Z世代”成为新增注册、签约作者主体,本年度新增注册2

2025-06-17 09:45:00

利亚露壁挂炉400服务号码全国售后的热线实时反馈-今-日-汇-总

利亚露壁挂炉400服务号码全国售后的热线实时反馈-今-日-汇-总

利亚露壁挂炉全国售后服务点热线号码:400-883-2086利亚露壁挂炉的维修电话可能因地区和具体服务内容而有所不同,但通常,用户可以通过拨打利亚露壁挂炉的全国统一客服热线来获取维修服务。以下是一些可供参考的电话号码:利亚露壁挂炉全国统一24小时售后客服热线:400-883-

2025-06-17 09:42:53

必达保险柜热线服务维修400客服24小时客户报修热线

必达保险柜热线服务维修400客服24小时客户报修热线

必达保险柜的维修电话可能因地区和具体服务内容而有所不同,但通常,用户可以通过拨打必达保险柜的客服热线来获取维修服务。以下是一些可供参考的电话号码:必达保险柜客服热线:400-883-2086必达保险柜另一客服热线:400-883-2086这些电话号码通常提供24小时服

2025-06-17 09:39:57

rifeibro保险柜故障?售后热线来啦

rifeibro保险柜故障?售后热线来啦

在领域中rifeibro保险柜逐渐崭露头角,成为包括rifeibro保险柜公司售后服务热线400-883-2086和维修维修电话专线400-883-2086备受关注的品牌。那么rifeibro保险柜究竟是何时名声大噪的呢?rifeibro保险柜的声名鹊起并非偶然。在长期的市场竞争中,凭借其对

2025-06-17 09:24:02

判了!湖南一地2名“外嫁女”全额享受拆迁款

判了!湖南一地2名“外嫁女”全额享受拆迁款

土地征收补偿事关村民切身利益但“外嫁女”群体常因村规民约传统观念等因素被排除在分配之外近日,湖南省岳阳市岳阳楼区人民法院审理的两起侵害集体经济组织成员权益纠纷案件历经一审、二审最终尘埃落定法院以法律为尺为“外嫁女”及其家庭撑腰有力保护了村民合法权益案例一成员资格未“买断” 补偿权益受保护胡某英的户口

2025-06-17 08:53:00

阪田燃气灶各24小时售后全国客服受理中心实时反馈-今-日-更-新

阪田燃气灶各24小时售后全国客服受理中心实时反馈-今-日-更-新

阪田燃气灶24小时售后服务电话号码:400-883-2086阪田燃气灶不仅技术维修力量雄厚、维修面广、设备先进、有较为丰富的管理经验,而且特别注重质量、意识等方面的培训和承诺。首先在意识的培训方面,我们教育员工要高度树立“让每一次都能使客户满意”的宗旨,要求员工做到用语文明、着装统一、实事求是。

2025-06-17 08:33:48