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第578章
正常人拿着镜子在太阳底下反光,也能在稍微偏转一点角度的情况下,让地上反射的光斑迅速移动较大距离。
那么反应在万有引力上会是怎么样的呢?
杨荣这次倒是学乖了,对于自己完全不懂的领域,干脆也不浪费精力了,直接开口问道:“所以具体应该怎么做?”
林煜微笑着说道:“很简单,照我画的图准备一个扭秤,秤杆尽可能做长一点,但也不用太长,要不然增加的力臂可能会被秤杆本身的重量抵消掉。”
“接着照我刚才说的,准备两个重量与大小都相等的小铜球,悬挂在秤杆上,秤杆再用具有韧性的金属丝悬挂,金属丝上放一面可以反射光线的镜子。”
“实验最好在封闭环境下进行,可以防止自然风、外界阳光、气温湿度对实验造成误差影响,接着还有一步,再准备两颗重量大小相等的大铜球,放在距离两颗小铜球相当近的地方。”
“这里我再补充两点,万有引力定律有两条基本法则:引力与物体的重量乘积呈正比,与物体间的距离平方呈反比。”
“通俗点来说,就是物体越重,万有引力越大,距离越远,万有引力越小。”
讲到这里,袁忠彻立刻就懂了。
“所以才要准备两颗大铜球,两颗小铜球,且摆放的距离也要更近,因为这样可以产生足够大的实验引力。”
如此,实验已经没什么好讲的了。
林煜直接做出总结道:“如果万有引力存在,那么在实验过程中,只要大铜球对小铜球产生了一点点的微小引力偏转,这股微小的力就可以通过较长的秤杆产生较大的力矩,使金属悬丝产生一定角度的扭转。
而在悬丝上固定的镜子,就可以把反射的光线瞬间反射到距离镜子更远的墙面上,如果还要精确测量的话,可以再制定一个刻度尺,用于观测反射光线移动了到底多少刻度,就可以把金属悬丝的微小扭转显现出来。”
可以说,卡文迪许无愧于科学怪才的名号。
在技术条件完全不满足于可以测量万有引力定律的前提下,硬生生通过一套十分简陋的实验设备,成功验证了万有引力定律的准确性,还进一步通过实验测出了引力常量。
卡文迪许用扭秤实验测量的结果,与后世专业的测量结果十分接近。
这个实验不光是验证出了万有引力的真实存在,还进一步将万有引力定律从科学理论,扩展到了实用价值。
没错,这位英国科学怪才在测出了万有引力恒量参数以后,很快又进一步以此为基础,算出了地球的密度和质量。
差不多就在同一时期,另一位法国科学家库仑,同样也利用扭秤实验,成功测定了电荷之间的作用力。
库仑在实验中发现了静电力与距离平方呈反比,与电量的乘积呈正比,从而得到了完整的库仑定律。
库仑定律第一次打开了电的数学理论大门,使静电学进入了定量研究的新阶段。
同时还进一步用扭秤证明了地磁场对磁针有力矩的作用,力矩大小与磁针对子午线偏斜角的正弦呈正比,这就构成了磁矩概念的基础。
不过,值得注意的是,库仑的扭秤实验在精度方面,实际是远不如万有引力扭秤实验的。
“但这个实验终究只能在课上讲讲,这里是天牢,需要的材料我们没法准备,所以暂时是看不到了。”
“额......”
杨荣闻言愣了一瞬,接着连忙讪笑了两下。
他刚才差点就要直接叫人去准备实验材料,好验证测算万有引力了......
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