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世界著名的物理實驗

時尚 更新时间:2024-06-30 16:31:50

世界著名的物理實驗? 2005年9月份出版的《物理學世界》刊登了選出的排名前10位的最美麗實驗,其中的大多數都是我們耳熟能詳的經典之作來看看是哪些實驗,哪些是經典力學中的實驗:電子雙縫幹涉實驗、伽利略的自由落體實驗、密立根油滴實驗、牛頓的棱鏡色散實驗、楊氏雙縫幹涉實驗、卡文迪許扭矩實驗、測量地球圓周長實驗、伽利略斜面實驗、盧瑟福a粒子散射實驗、傅科擺實驗,接下來我們就來聊聊關于世界著名的物理實驗?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

世界著名的物理實驗(最美麗的十大物理實驗)1

世界著名的物理實驗

2005年9月份出版的《物理學世界》刊登了選出的排名前10位的最美麗實驗,其中的大多數都是我們耳熟能詳的經典之作。來看看是哪些實驗,哪些是經典力學中的實驗:電子雙縫幹涉實驗、伽利略的自由落體實驗、密立根油滴實驗、牛頓的棱鏡色散實驗、楊氏雙縫幹涉實驗、卡文迪許扭矩實驗、測量地球圓周長實驗、伽利略斜面實驗、盧瑟福a粒子散射實驗、傅科擺實驗。

先了解排名第2的伽利略的自由落體實驗。在16世紀末,人人都認為重量大的物體比重量小的物體下落得快,因為偉大的亞裡士多德已經這麼說了。伽利略,當時在比薩大學數學系任職,他大膽地向公衆的觀點挑戰。著名的比薩斜塔實驗已經成為科學中的一個故事:他從斜塔上同時扔下一輕一重的物體,讓大家看到兩個物體同時落地。事實上,自由落體實驗在伽利略以前就有人做過,并留下了史學記載。荷蘭的斯悌文在他1586年的著作中更明确地記載有自由落體實驗,隻是斯悌文并沒有根據落體實驗作進一步的理論探讨。在伽利略去世300多年後的1971年,乘阿波羅15号飛船登月的宇航員斯科特将一把錘子和一根羽毛帶上了月球,在沒有大氣的月球上做了有趣的自由落體試驗。結果當然是輕柔的羽毛和沉重的鐵錘同時落到月面。伽利略挑戰亞裡士多德的代價是他失去了工作,但他展示的是自然界的本質,而不是人類的權威,科學作出了最後的裁決。

下面了解排名第6的卡文迪許扭矩實驗。1798年,卡文迪許利用扭秤,成功地測出了引力常量的數值,證明了萬有引力定律的正确。卡文迪許解決問題的思路是,将不易觀察的微小變化量,轉化為容易觀察的顯著變化量,再根據顯著變化量與微小量的關系算出微小的變化量。實驗原理是這樣的:卡文迪許用兩個鐵球分别放在扭秤的兩端,扭秤中間用一根韌性很好的鋼絲系在支架上,鋼絲上有個小鏡子。用激光照射鏡子,激光反射到一個很遠的地方,标記下此時激光所在的點。用兩個質量一樣的鐵球同時分别吸引扭秤上的兩個鐵球。由于萬有引力作用。扭秤微微偏轉。但激光所反射的遠點卻移動了較大的距離,他用此計算出了萬有引力公式中的常量G,此實驗的巧妙之處在于将微弱的力的作用進行了放大。 下面了解排名第7埃拉托色尼測量地球圓周長實驗。古希臘地理學家埃拉托色尼将天文學與測地學結合起來,他選擇同一子午線上的兩地塞恩和亞曆山大裡亞,在夏至日那天進行太陽位置觀察的比較。在塞恩附近,尼羅河的一個河心島洲上,有一口深井,夏至日那天太陽光可直射井底。這一現象聞名已久,吸引着許多旅行家前來觀賞奇景,它表明太陽在夏至日正好位于天頂。與此同時,他在亞曆山大裡亞選擇了一個很高的方尖塔作參照,并測量了夏至日那天塔的陰影長度,這樣他就可以量出直立的方尖塔和太陽光射線之間的角度。獲得了這些數據之後,他運用了泰勒斯的數學定律,即一條射線穿過兩條平行線時,它 們的對角相等。埃拉托色尼通過觀測得到了這一角度相當于圓周角360的1/50。由此表明,這一角度對應的弧長,即從塞恩到亞曆山大裡亞的距離,應相當于地球周長的1/50。下-步埃拉托色尼借助于皇家測量員的測地資料,測量得到這兩個城市的距離是5000希臘裡。一旦得到這個結果,地球周長隻要乘以50即可,埃拉托色尼測量的地球周長為39360公裡,與地球實際周長非常相近。 下面了解排名第8的伽利略斜面實驗。伽利略通過科學推理,認為如果一切接觸面都是光滑的, 一個鋼珠從斜面的某一高度 處靜止滾下,由于隻受重力,沒有阻力産生能量損耗,那麼它必定到達另一斜面的同一高度,如果斜面 變成水平面,則鋼珠找不到同樣的高度而會一直保持一種運動狀态, 永不停止運動下去。由此推斷,物體在光滑的水平面上做勻速運動不需要外力來維持。 最後來看排名第10的傅科擺實驗。為了證明地球在自轉,法國物理學家傅科于1851年做了一次成功的擺動實驗,傅科擺由此而得名。實驗在法國巴黎先賢祠最高的圓頂下方進行,擺長67米,擺錘重28公斤,懸挂點經過特殊設計使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大,因而基本不受地球自轉影響而自行擺動,并且擺動時間很長。在傅科擺試驗中,人們看到,擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉動,擺動方向不斷變化。分析這種現象,擺在擺動平面方向上并沒有受到外力作用,按照慣性定律,擺動的空間方向不會改變,因而可知,這種擺動方向的變化,是由于觀察者所在的地球沿着逆時針方向轉動的結果,地球上的觀察者看到相對運動現象,從而有力地證明了地球是在自轉。上面我們介紹的是最美麗的十大物理實驗中的力學實驗。 美國的物理學家評出的這些實驗共同之處是它們都“抓”住了物理學家眼中“最美麗”的科學之魂,這種美麗是一種經典概念:最簡單的儀器和設備,最根本、最單純的科學結論,就像是一座座曆史豐碑一樣,人們長久的困惑和含糊頃刻間一掃而空,對自然界的認識更加清晰。

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