卡文迪许扭秤实验由来
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发布时间：2024-10-08 20:53
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时间：2024-11-29 17:12
牛顿曾坚信引力常数G是一个普适常数，不受物体形态、大小、位置和温度的影响。为了验证这一理论，精确测定G值显得至关重要。英国物理学家亨利·卡文迪许，受牛顿启发，运用独特的扭秤法，成功实现了这一目标。扭秤的设计者米歇尔神父原意是测量地球密度，但在他去世前，扭秤转到了剑桥大学杰可逊讲座教授沃莱斯顿手中，后者将其赠予卡文迪许。那时，卡文迪许已步入晚年，他发现米歇尔的扭秤在某些方面并不理想，因此，他进行了大部分部件的改进，并针对实验的精密性，特别关注了温度变化和空气流动可能带来的干扰。他将扭秤置于密闭房间内，通过望远镜观察，确保测量的准确性。
扭秤的核心是一个轻而坚固的T形架，下方悬吊一根金属丝，T形架的两小端各装有一个质量为m的小球，竖直部分的小平面镜M负责反射光线至刻度尺，用于测量金属丝的扭转。实验中，卡文迪许将两个质量为m'的大球放置在特定位置，它们与小球保持等距。大球对小球的引力使得T形架产生扭转，通过测量金属丝的扭转角度和力矩，他计算出m与m'之间的引力F，从而得到G的值。卡文迪许的精确测量结果为G=6.754×10-11m3kg-1s2，这一成就在当时极为罕见，直到89年后才有人达到他的精度。遗憾的是，他在完成这项里程碑工作两年后便离世，这无疑是他科学研究生涯的完美句点。
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