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1、最美的十大物理实验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
2、电量。密立根(18681953)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
3、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130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(17731829)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
4、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质量,卡文迪许的计算结果是:地球重6.01024千克,或者说13万亿万亿磅。卡文迪许(17311810)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
5、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360度,如果两座城市成7度角,就是7360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(275193BC)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,再把这个木板槽倾斜固定,让铜球从木槽顶端沿斜面滑下,并用水钟测量铜球每次下滑的时间,
6、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:铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成比例:两倍的时间里,铜球滚动4倍的距离,因为存在恒定的重力加速度。伽利略的斜面加速实验示意图卢瑟福发现核子实验 1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能实验时,原子在人们的印象中就好像是“葡萄干布丁”:大量正电荷聚集的糊状物质,中间包含着电子微粒;但是他和他的助手发现:向金箔发射带正电的阿尔法微粒时有少量被弹回,这使他们非常吃惊。卢瑟福计算出原子并不是一团糊状物质,大部分质量集中在一个中心小核上,现在称作原子核,电子在它周围环绕。卢瑟福(18711937)粒
7、子散色实验装置示意图米歇尔傅科钟摆实验 去年,科学家们在南极安置一个摆钟,并观察它的摆动,他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。1851年法国科学家傅科在公众面前做了一个实验,用一根长220英尺的钢丝将一个62磅重的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下,观测记录它前后摆动的轨迹。周围观众发现钟摆每次摆动都会稍稍偏离原轨迹并发生旋转时,无不惊讶。实际上这是因为房屋在缓缓移动,傅科的演示说明地球是在围绕地轴自转的。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,钟摆的轨迹应是逆时针转动;而在赤道上,钟摆的轨迹将不会转动。在南极,转动周期是24小时。米歇尔傅科(18191868)此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢