為什麼卡文迪許扭秤實驗中小球質量相對大球足夠輕?念念不忘丿2018-04-12 20:45:25

這個實驗是證明是否有萬有引力的存在。概念中所說:引力在涉及大如天體這樣的物體間才有明顯表現,利用兩個小球來做實驗效果是不太明顯的。實驗器材:兩個球,扭秤,游標尺起了一個放大實驗結果的作用,扭秤微小的偏轉在經過游標尺的反射放大後會有個肉眼能識辨的偏移,就能達到驗證效果。 此外,這種微擾實驗最怕的也是微擾,桌子、地面穩定性、空氣流動等外界因素打擾都可以破壞實驗。在穩定環境下那麼只用關注扭秤端小球的狀態。如果用質量大的球,這時引力的數量級也是很小的,根據質量大慣性大的特點,加上扭秤本身有扭矩,扭秤動都困難。而小球則不然,雖然此時引力也小了,其實還是小數量級,但這時要改變小球的運動狀態就容易多了。

為什麼卡文迪許扭秤實驗中小球質量相對大球足夠輕?侶意2018-04-15 22:27:31

卡文迪許扭稱實驗測量的萬有引力常數是很小的,測量難度很大,所以卡文迪許採用了巧妙的試驗方案放大試驗結果。扭稱的細微偏轉就可以被觀察到,所以要儘量避免任何干擾因素。

為什麼卡文迪許扭秤實驗中小球質量相對大球足夠輕?

由於扭稱需要懸掛著小球,並且會進行偏轉。假設大球和小球的位置對調,理想狀態下是幾乎不影響試驗結果的,但是現實不是這樣的。扭稱懸掛的是大球時,對扭稱向地的拉力會變大,並且大球的慣性比較大,這些會影響扭稱偏轉的角度。另外,哪怕將試驗置於真空環境中,大球還是容易受到周圍環境的影響,輕微的擾動就會更明顯的被表現出來,這是我們所不需要的。

為什麼卡文迪許扭秤實驗中小球質量相對大球足夠輕?

試驗需要儘量避免任何潛在的干擾,所以懸掛的是儘量小的球,而大球又必須儘量大一些,不然引力矩太小,扭稱扭轉的角度θ就很難被測出來,試驗就失敗了。所以一般小球會比大球輕很多。