物理学十大经典实验

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1、世界十大经典物理实验发布H期：2005-12-7发布人：施大宁点击数：451【字体：大屮小】《物理世界》刊出世界十大经典物理试验吴曼编译牛顿的棱镜分解太阳光最近，美国两位学者在全美物理学家中做了一份调查，请他们提名有史以来最出色的T•大物理试验，结果刊登在了9月份的美国《物理世界》杂志上。其屮多数都是我们在中学课本中耳熟能详的经典之作。令人惊奇的是十大经典试验几乎都是由一个人独立完成，或者最多有一两个助手协助。试验中没有用到什么大型计算工具比如电脑一类,最多不过是把直尺或者是计算器。所有这些实验的另外共通之处是他们都仅仅“抓”住了物理学

2、家眼中“最美丽”的科学之魂：最简单的仪器和设备，发现了最根木、最单纯的科学概念，就像是一座座历史丰碑一样，扫开人们长久的困惑和含糊，开辟了对自然界的崭新认识。从十大经典科学试验评选本身，我们也能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。9月24日的《纽约时报》（按时间先后顺序）对此做了专门介绍。埃拉托色尼测量地球圆周排名第七。在公元前3世纪，埃及的一个名叫阿斯瓦的小镇上，夏至正午的阳光悬在头顶。物体没有影了，太阳直接照入井中。埃拉托色尼意识到这可以帮助他测量地球的圆周。在几年后的同一天的同一吋间，他记录了

3、同一地点的物体的影子。发现太阳光线有稍稍偏离，与垂直方向大约成7度角。剩下的就是几何问题了。假设地球是球状，那么它的圆周应是360度。如果两座城市成7度角，就是7/360的圆周，就是当时5000个希腊运动场的距离。因此地球圆周应该是25万个希腊运动场。今天我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5%以内。伽利略的自由落体试验排名第二。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的快因为伟大的亚里士多徳是这么说的。伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆的向公众的观点挑战，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。他

4、向世人展示尊重科学而不畏权威的可贵精神。伽利略的加速度试验排名第八。伽利略继续他的物体移动研究。他做了一个6米多长，3米多宽的光滑直木板槽。再把这个木板槽倾斜同定，让铜球从木槽顶端沿斜而滑下。然后测量铜球每次下滑的时间和距离，研究它们之间的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的：铜球滚动两倍的吋间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和吋间的平方成比例：两倍的时间里，铜球滚动4倍的距离。因为存在重力加速度。牛顿的棱镜分解太阳光排名第四。艾萨克•牛顿岀生那年，伽利略与世长辞。牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院。当时大家都

5、认为白光是一种纯的没有其它颜色的光，而有色光是一种不知何故发生变化的光（又是亚利斯多德的理论）。为了验证这个假设，牛顿把一面三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，光在墙上被分解为不同颜色，后來我们称作为光谱。人们知道彩虹的五颜六色，但是他们认为那时因为不正常。牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色冇不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光，如果你深入地看看，会发现白光是非常美丽的。卡文迪许扭矩试验排名第六。牛顿的另一大贡献是他的万有引力理论：两个物体之间的吸引力与他们质量的平方成正比，与他们距离的平方成反比。但是万有引力到底多大

6、？18世纪末，英国科学家亨利•卡文迪许决定要找到一个计算方法。他把两头带有金属球的6英尺木棒用金属线悬吊起来。再用网个350磅重的皮球放在足够近的地方，以吸引金屈球转动，从而使金屈线扭动，然后用口制的仪器测量出微小的转动。测量结果惊人的准确，他测岀了万有引力的参数恒量。在卡文迪许的基础上可以计算地球的密度和质量。地球重：6.0x1024公斤，或者说13万亿万亿磅。托马斯•杨的光干涉试验排名第五。牛顿也不是永远都对。牛顿曾认为光是由微粒组成的，而不是一种波。1830年英国医生也是物理学家的托马斯•杨向这个观点挑战。他在百叶窗上开了一个小洞

7、，然后用厚纸片盖住，再在纸片上戳一个很小的洞。让光线透过，并用一而镜子反射透过的光线。然后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影。这说明两束光线可以像波一样相互干涉。这个试验为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用。米歇尔•傅科钟摆试验排名第十。1851年法国科学家傅科当众做了一个实验，用一根长220英尺的钢丝吊着一个重62磅重的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下，观测记录它的摆动轨迹。周围观众发现钟摆每次摆动都会稍稍偏离原轨迹并发牛旋转吋，无不惊讶。实际上这是因为房屋在缓缓移动。傅柯的演示说

8、明地球是在围绕地轴旋转。在巴黎的纬度上，钟摆的轨迹是顺时针方向，30小时一周期。在南半球，钟摆应是逆时针转动，而在赤道上将不会转动。在南极，转动周期是24小时。罗伯特•米利肯的油滴试验排名第三。很早以前，科