【什么是卡文迪许试验】卡文迪许试验是18世纪末由英国物理学家亨利·卡文迪许(Henry Cavendish)设计并完成的一项重要实验,目的是测量地球的密度,并由此推算出万有引力常数(G)。这一实验不仅在物理学史上具有里程碑意义,也为后来的科学研究奠定了基础。
一、实验背景与目的
在牛顿提出万有引力定律之后,科学家们意识到需要一个实际的方法来测量引力常数G。然而,由于地球引力太强,直接测量物体之间的引力非常困难。卡文迪许通过巧妙的设计,成功地实现了这一目标。
二、实验原理与装置
卡文迪许使用了一种称为“扭秤”的装置。该装置包括一根轻质金属杆,两端各悬挂一个铅球,整个系统被悬挂在细丝上。当两个较大的铅球靠近时,它们对小铅球施加的引力会使金属杆发生微小的旋转,从而引起细丝的扭转。
通过测量这种扭转角度和相关参数,卡文迪许计算出了地球的密度,并间接得出了万有引力常数G的值。
三、实验结果与意义
卡文迪许的实验结果表明,地球的平均密度约为5.45克/立方厘米,这与现代科学测量的结果非常接近。此外,他首次准确测定了万有引力常数G的值,为后续研究提供了关键数据。
四、总结
| 项目 | 内容 |
| 实验名称 | 卡文迪许试验 |
| 实验时间 | 1797年 |
| 实验者 | 亨利·卡文迪许 |
| 实验目的 | 测量地球密度,确定万有引力常数G |
| 实验方法 | 使用扭秤装置测量微小引力作用 |
| 实验意义 | 首次精确测定G,验证了牛顿引力理论 |
| 实验影响 | 为天体物理学和现代力学发展奠定基础 |
卡文迪许试验不仅是科学史上的一个重要节点,也展示了人类通过精密仪器和严谨思维解决复杂问题的能力。它标志着经典力学向定量研究的重要转变,至今仍被广泛用于教学和科研中。
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