最美的十大物理实验.ppt

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1、托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验将托马斯·杨的双缝演示改造一下可以很好地说明这一点，科学家们用电子流代替光束来解释这个实验，根据量子力学，电子流被分为两股，被分得更小的电子流产生波的效应，它们相互影响，以至产生像托马斯·杨的双缝演示中出现的加强光和阴影，这说明微粒也有波动性。牛顿和托马斯·杨对光的性质研究得出的结论都不完全正确。光既不是简单的由微粒构成，也不是一种单纯的波。20世纪初，麦克斯韦、普克朗和阿尔伯特·爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西能发出光和吸收光，但是其他实验还是证明光是一种波。经过几十年发展的

2、量子学说最终总结了两个矛盾的真理：光子和亚原子微粒（如电子、光子等等）是同时具有两种性质的微粒，物理上称它们：波粒二象性。电子双棱镜示意图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。伽利略挑战亚里士多德的代价也使他失去了工作，但他展示的是自然界的本质，而不是人类的权威，科学作出了最终

3、的裁决。伽利略（1564~1642）罗伯特·密立根的油滴实验很早以前，科学家就在研究电，人们知道这种无形的物质可以从天上的闪电中得到，也可以通过摩擦毛发得到。1897年，英国物理学家托马斯已经确立电流是由带负电粒子，即电子组成的。1909年美国科学家罗伯特·密立根开始测量电流的电荷。密立根用一个香水瓶的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴；小盒子的顶部和底部分别连接一个电池，让一边成为正极板，另一边成为负极板。当小油滴通过空气时，就会产生一些静电，油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制；密立根不断改变电压，仔细观察

4、每一颗油滴的运动，经过反复试验，密立根得出结论：电荷的值是某个固定的常量，最小单位就是单个电子所带的电量。密立根（1868~1953）牛顿的棱镜分解太阳光实验牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院，后来因躲避鼠疫在家里呆了两年，后来顺利地得到了工作。当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜色的光（亚里士多德就是这样认为的），而彩色光是一种不知何故发生变化的光。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，光在墙上被分解成不同的颜色，后来我们称之为光谱。人们知道彩虹的五颜六色，但是他们认为那是因为不正常；牛

5、顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色有不同的色谱，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。牛顿在做太阳光经三棱镜折射实验托马斯·杨的光干涉实验牛顿让科学界接受了这样的观点：光是由微粒组成的，而不是一种波。1830年，英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这一观点。他在百叶窗上开了一个小洞，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，并用一面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

6、束光线可以像波一样相互干涉。这个实验为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用。托马斯·杨（1773~1829）卡文迪许扭秤实验牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律，但是万有引力到底多大？18世纪末，英国科学家亨利·卡文迪许决定要找出这个引力。他将两边系有小金属球的6英尺木棒用金属线悬吊起来，这个木棒就像哑铃一样，再将两个350磅重的铅球放在相当近的地方，以产生足够的引力让哑铃转动，并扭转金属线，然后用自制的仪器测量出微小的转动。测量结果惊人的准确，他测出了万有引力恒量的参数，在此基础上卡文迪许计算地球的密度和

7、质量，卡文迪许的计算结果是：地球重6.0×1024千克，或者说13万亿万亿磅。卡文迪许(1731~1810)卡文迪许扭秤实验埃拉托色尼测量地球周长实验古埃及的一个现名为阿斯旺的小镇，在这个小镇上，夏日正午的阳光悬在头顶：物体没有影子，阳光直接射入深水井中。埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆馆长，他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长，在以后几年里的同一天、同一时间，他在亚历山大测量了同一地点的物体影子，发现太阳光线有轻微的倾斜，在垂直向偏离大约7度角。剩下的就是几何学问题了，假设地球是球状，那么它的圆周应跨3

8、60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，因此地球周长应该是25万个希腊运动场。今天，通过航迹测算，我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5％以内。埃拉托色尼（275~193BC）埃拉托色计算地球周长的原理示意图伽利略的加速度实验伽利略继续提炼他有关物体移动的观点，做了一个6米多长，3米多宽的光滑直木板槽，再把这个木