偶看新闻宜都雅斯国际广场美食:一个基础物理实验设想：重做万有引力定律的实验验证与G值的测定
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/29 08:41:39
一个基础物理实验设想
重做万有引力定律的实验验证与G值的测定
一、原来万有引力定律的实验验证与G值的测定方法的描述
转载于《物理学上的重大实验》谭树杰、王华编著，科学技术文献出版社（1987年版）
1798年，即万有引力定律发现后的113年，卡文迪许（H.Cavendish，英，1731－1810）进行了两物体万有引力作用的实验室测定，首次在地面上证实了万有引力定律，并根据这些测量算出了G的数值。他的实验装置由两个不大的球1和球2组成，它们被固定在一根水平轻杆的两端，而轻杆由一根垂直的细线从中点吊起。细线上固定着一面小镜子，它把射来的光线反射回去，从而可以测定任何微小的转动。此外，卡文迪许还另外用两个重球（A和B），这两个重球相对于两个小球的位置如图所示。
卡文迪许先把反射光的平衡位置记下来，后将重球从A、B移到A'、B'的位置。如果在图中的第一位置时（即A、B处），轻球与重球间存在万有引力，且该力矩沿顺时针方向，而在第二位置时（即A'、B'处），便沿逆时针方向，结果整个系统将转过某一角度。卡文迪许测出了这一转动角度，还用其他方法测量了把细线扭转同一角度所需要的力，这样他便顺利测出了轻球与重球间的万有引力，发现两小球的引力测定与计算相符，随即他又据此求出G值。当然作这个实验是相当复杂的，卡文迪许得到的G值为
G＝6.71×10(-8)达因?厘米(2)∕克(2)
与现代测量的数据G＝6.67×10(-8)达因?厘米(2)∕克(2)，非常接近。
于是，万有引力定律经过实践的检验，取得了全世界的公认。
二、重做万有引力定律的实验验证与G值的测定
（一）、要求：
1、实验装置可如上图所示，当然时代的进步要求各步骤更精确。也可以另想办法、另用新装置来测定；
2、着重要求：所选择的轻球与重球，必需包括尽可能纯的普通物质和放射性衰变期不同的物质。考虑到放射性衰变期短，即衰变快的物质的衰变有可能会对实验产生影响。应该主要选择衰变慢的物质。当然，如何消除物质的衰变对实验的影响，是此实验能否进行或成功的一个关键因素。
（二）、目的：
1、万有引力定律的实验的再验证与G值的重新测定；
2、测定物质中的质子、中子组成比例不同时，对万有引力定律与G值的影响的有无。