卡文迪許扭秤實驗如何驗證萬有引力定律
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卡文迪許簡介實在不能概括這位18世紀英國著名科學家充實而輝煌的一生。在卡文迪許身上,人們既能找到同時代科學家的影子,也能發現他與衆不同的強烈個性。可以說他的一生在科學上是輝煌的,但是他生活上,他卻是個徹底的叛逆者,處處顯得與衆不同。
卡文迪許肖像
在卡文迪許簡介中,可以看出,他在科學上的成就是廣泛而輝煌的。在物理學上他對電學的研究比較深入,但是由於卡文迪許生性靦腆,這些手稿直到他去世後才被人們發現。而另外一個物理學上的成就就是稱量地球,計算出萬有引力常數,證明牛頓萬有引力定律的正確性。
而在化學上,卡文迪許的成就更是顯而易見的,他研究了空氣的成分,確定水是一種化合物,還發現了硝酸。這還不算,卡文迪許在科學上一向富有前瞻精神,他發現了二氧化碳,這一成就,讓他獲得了英國皇家協會的獎章,這在當時是至高無上的榮譽。而他還發現了氫氣,並且證明氫氣在氧氣中燃燒可以生成水,爲此他還與著名發明家瓦特起了爭論,後來以雙方和解告終,此外卡文迪許還對惰性氣體進行了研究。
但是在卡文迪許的簡介中,在生活上,他是孤僻、沉悶、離羣索居的人。他不僅終身未婚,還從來不參與世俗的社交,雖然他出生貴族家庭,繼承了一大筆財富,但是卡文迪許卻對金錢從來都沒有概念,他從來都是生活簡樸,所以他一直被認爲是科學史上的怪人。
卡文迪許趣聞軼事
卡文迪許趣聞軼事非常多,因爲他在科學界以“科學怪人”著稱,他的性格孤僻到幾乎病態的地步,而且幾乎從不參與社交活動,整天就待在他的實驗室和書房度過,而且終身未婚,幾乎沒有親近女色的記錄,這與他出身貴族,身在名利場的身份實在是格格不入,因此人們關於卡文迪許趣聞軼事一直津津樂道。
卡文迪許的兩張畫像
卡位迪許趣聞軼事之一就是他不慕名利,視名利爲浮雲。他出身於貴族之家,並且從長輩那裏繼承了大筆遺產,成爲當時的大富豪之一,但是他卻從金錢一點概念都沒有,據說他幾乎沒有一件衣服是沒掉鈕釦的。甚至有一次一位來自奧地利的科學家當面稱讚了卡文迪許幾句,生性靦腆的他竟然渾身不自在,坐立不安,最後竟然直接衝出房,坐車回家去了,留下一屋子人面面相覷,尷尬不已。而且即使他沒有失禮離開,他也會沉默寡言地坐在客人身邊,讓一幫客人掃興而歸。
其實這還不算什麼,頂多算是任性,那麼卡文迪許的孤僻簡直到了病態的地步。即便是與自己的管家交流,也是通過紙條,他的社交恐懼症到了這種地步。而且他身爲當時的大富豪,有一次一位工匠爲他粉刷房間,過後他竟然想不起給工匠工錢,朋友實在看不下去,告訴他這件事,卡文迪許大吃一驚,連忙寫了一張兩萬英鎊的支票,還問夠不夠,這在當時幾乎是一位工匠十年的薪酬了,而卡文迪許竟然毫不在意。
卡文迪許扭秤實驗
卡文迪許扭秤實驗是歷史上最有名的科學實驗之一,這個實驗是由英國著名科學家卡文迪許設計完成的,並以他的名字命名,這個實驗測出了地球引力的常值,證明了牛頓萬有引力定律的正確性,可以說是人類科學事業上的偉大成果之一。
卡文迪許扭秤實驗
卡文迪許扭秤實驗的原理非常巧妙,因爲在當時沒有精密儀器的條件下,要驗證物體的微小變化量很不容易,因此卡文迪許扭秤實驗的做法就是將不易察覺的微小變化量,轉化爲較大的顯著的變化量,然後再根據計算微小變化量與較大的顯著變化量之間的關係,從而成功地測量出了萬有引力常數,雖然這個數據並不是非常精準,有後世測出的數據有百分之一的差距,但是在當時,這絕對是一項史無前例的成就,而且此後近百年都無人打破這個記錄,更可貴的是卡文迪許證明了牛頓萬有引力定律的正確性。
卡文迪許扭秤實驗的具體做法雖然顯得有些繁瑣,普通人可能不太容易領會,不過原理是簡單明瞭的,這個實驗同時也運用了光的折射原理,可以說是一項非常符合科學規律的實驗。卡文迪許在做這個實驗時已經是古稀老人,但是他依然靠着頑強的毅力和嚴謹的科學精神,完成了這一偉大的實驗,實在非常可貴。
卡文迪許扭秤實驗之後兩年,他就去世了。而這項實驗也成爲他爲人類科技進步所做的最後的貢獻。
卡文迪許扭秤實驗的全過程
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