物理科学方法在卡文迪许扭秤设计及实验中的妙用

本文通过卡文迪许扭秤制作过程和卡文迪许扭秤实验过程的剖析,分析了扭秤制作和利用扭秤进行实验过程中的科学方法,希望通过该分析了解科学家发明实验仪器,进行科学研究过程中物理科学方法的巨大作用.     

卡文迪许和库仑,谁动用了谁的智慧

熟悉物理学史的人看到这个标题也许不会感到惊奇,因为卡文迪许的扭秤实验和库仑的扭秤实验太过相似(更不用说万有引力定律与库仑定律那惊人的相似)。卡文迪许是在1789年完成了测量万有引力常量的扭秤实验,而库仑是在1785年,通过扭秤实验建立了静电学中著名的库仑定律。从时间上看,库仑的实验在先,那能不能说是卡文迪许借鉴了库仑的思想呢?一、历史记载1.库仑发明扭秤的背景1777年法国科学院悬赏,征求改良航海指南针中磁针的方法。库仑认为磁针支架在轴上,必然会带来摩擦,要改良     

高中物理最新试题精选

一、选择题：在下列每小题给出的四个答案中。至少有一个是正确的．把正确答案全选出来． 1．卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值，在他的实验装置中，下列哪些措施是为了测量极小的引力而采取的？（ ）     

跨越百年经典史上最美实验——记物理学史上三次扭秤实验

2010年在美国《物理学世界》杂志评选的十大最美丽物理实验中,卡文迪许扭秤实验名列其中,其实在物理学史上还有另外两个著名的扭秤实验,分别是库仑电扭秤实验和厄缶扭秤实验.三个扭秤实验前后相隔一百年,都具有极其重要的历史意义.     

再谈卡文迪许扭秤实验——原貌与发展

本文通过查找原始文献，更正教材中关于卡文迪许扭秤实验的一些不当表述.该实验的目的并不是测量万有引力常数G,卡文迪许本人从没有得到过该常数，原始实验目的是测量地球密度.实验中没有使用光学放大而是使用了游标装置，并没有使用石英丝而是使用了金属丝.最后本文简单阐述地球密度测量的物理学史，向读者展现扭秤整体设计才是该实验的更精妙之处，而不是常说的光学放大和力矩放大.     

万有引力演示仪

一、设计思路的产生英国科学家亨利·卡文迪许是有史以来最伟大的实验科学家之一.1789年,卡文迪许利用扭秤,成功地测出了引力常量的数值.引力常量的测出,不仅用实验证明了万有引力定律的存在,更使得万有引力定律有了真正的实用价值,并由此计算出了地球的质量,后人     

谈谈测量变换

研究物理学就得进行测量,随着研究的深入,发现某些物理量不能直接测得,必须通过一定的原理或方法对另一些物理量进行测量之后才能间接测得,这个过程我们称之为测量变换。比如说,卡文迪许测万有引力恒量G,根据G=Fr~2/m_1m_2,需要测量的物理量是两个物体的质量m_1和m_2,它们之间的距离r,以及它们之间的相互吸引力F。可是普通两个物体之间的引力实在太小了,无法直接测量出来,为了解决这个问题,卡文迪许采用了扭秤装置,巧妙地将力     

"库仑扭秤"与"卡文迪许扭秤"

库仑扭秤与卡文迪许扭秤实验都实现了微小力的测定,并且论证了引力和电力的平方反比规律.本文分别对两位科学家的实验作了较详细的介绍.通过比较使大家对微小力的测定和库仑定律的得来有更进一步的认识.     

万有引力演示仪

1789年,英国科学家亨利·卡文迪许利用扭秤,成功地测量出了引力常量的数值,并由此计算出了地球的质量,后人称他是“第一个称量地球的人”。卡文迪许实验,2002年被美国物理学家评为科学史上“十大最美物理实验”之一。原因是:如此简单的实验,就像一座历史丰碑一样,扫开了人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界崭新的认识。然而,这样一个经典实验,高一物理教材中只简单地介绍了测量原理,却无法让学生亲眼领略,是目前我们中学物理实验教学的空白。对此,我们进行了积极探索,在不断试验中,我们作品的雏形诞生了。1实验装置简介“万有引力演示仪”…     

第一个称量地球的人

英国人卡文迪许(1731-1810)是有史以来最伟大的实验科学家之一.他在力学、热学、电学、化学等领域都有划时代的贡献.1789年,卡文迪许就用自己设计的扭秤,推算出了地球密度是水密度的5.481倍(现在的数值为5.517),并计算出了地球的质量和万有引力常数.后人称他为"第一个称量地球的人".     

光学测量问题赏析(高一、高二、高三)

牛顿发现万有引力定律一百年后,卡文迪许利用光的反射规律将扭秤的扭转角度巧妙地“放大”,证明了万有引力定律是正确的,并测出了引力常量.这表明光学知识在“特殊”测量中有着广泛应用,下面举例说明。     

万有引力定律及应用

一、万有引力定律(一)数学表达式为:F=G((m_1m_2)r~2).(二)适用条件:适用于两个质点或均匀球体.其中r为两质点或球心间的距离、G为引力常量(1798年由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出,G=6.67×10~(-11)N·m~2/kg~2).     

简易模拟卡文迪许扭秤

教材在测定万有引力常量时 ,介绍了卡文迪许扭秤 ,学生对本节内容感到抽象 ,理解和掌握较困难 .为此在教学过程中 ,我采用以下装置来模拟了该实验 ,效果较为理想 .器材 :弹簧、平面镜、红光发射器 (玩具 )、乒乓球、磁铁、钢球各两只及轻木制成的木支架 .制作过程 :1 .如图 1所示 ,固定弹簧上端 ,连结支架 ,挂上平面镜 .图 12 .用胶水粘好顶部掏空的乒乓球 ,并在其中放入磁铁 ,同时封好顶部 .3 .让一名学生拿红光发射器 (玩具 )到教室后面 ,照射平面镜 .4.在乒乓球两侧等距离处放置小钢球 ,学生就可以发现红色的光斑在教室的墙上移动 .5 .改…     

"库仑扭秤"与"卡文迪许扭秤"

库仑扭秤与卡文迪许扭秤实验都实现了微小力的测定,并且论证了引力和电力的平方反比规律。本文分别对两位科学家的实验作了较详细的介绍,通过比较使大家对微小力的测定和库仑定律的得来有更进一步的认识。     

物理学史上的扭秤实验

在物理学发展的前期 ,人们对微弱作用的测量感到困难 ,因为这些微弱的作用人们通常都感觉不到 .后来 ,物理学家们想到了悬丝 ,要把一根丝拉断需要较大的力 ,而要使一根悬丝扭转 ,有一个很小的力就可以做到了 .根据这个设想 ,法国物理学家库仑和英国的科学怪杰卡文迪许于 1785年和 1789年分别独立地发明了扭秤 .扭秤实验可以测量微弱的作用 ,关键在于它把微弱的作用经过了两次放大 :一方面微小的力通过较长的力臂可以产生较大的力矩 ,使悬丝产生一定角度的扭转 ;另一方面在悬丝上固定一平面镜 ,它可以把入射光线反射到距离平面镜较远的刻度尺…     

创新百题

1.如图1所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1 m、匝数n=20的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图2所示).在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T,线圈的电     

品味经典实验巧妙 寻找创新设计灵感——谈一种斜面坡度测量仪的设计

高中物理是一门基础课程,主要是针对模型的研究,较为理想化和抽象化,但教学内容中包含了大量朴素而深刻的物理思想,体现了分析问题和解决问题的创新思维,尤其是一些实验以及仪器的设计无不显示了物理学家或设计者的智慧闪光.无数的经典就深藏在我们的实验室和生活中,原理简单而设计巧妙,对创新设计具有极大的启发作用.1品味经典实验巧妙卡文迪许扭秤实验是高中物理课本中遇到的一个经典实验,该实验被称为物理学史上最美丽的十大实验之     

第一个"称量地球"的卡文迪许

英国人卡文迪许(1731-1810)是有史以来最伟大的实验科学家之一。他在力学、热学、电学、化学等领域都有划时代的贡献。100多年前,卡文迪许就用自己设计的扭秤做实验———后人称为著名的卡文迪许实验,证实了万有引力定律,推算了地球的平均密度是水的密度的5.481倍(现在的数值是5.517),并确定了万有引力常数,计算出了地球的质量。后人称他是第一个“称量地球的人”。令人敬佩的是,当时无法测量电流的强弱,在电学研究中,卡文迪许把自己的身体当作实验仪器,根据手指、腕关节、肘等的部位对电振的麻木感觉来估计电流的强弱,凭着这种奋不顾身的精…     

介绍几种简易挂图工具

1.简易挂图架 取长50—80厘米,宽5厘米,厚2厘米的木板条2根,制成“T”形架。在横条的正面距两端5—10厘米处,用木螺丝各固定一个小铁夹,用以夹挂图。在横条的背面同一平面上钉上两个铁钉,用以将架放到黑板上缘。这样,教     

物理实验中的光学放大法及其应用

在高中物理“显示微小形变”和“卡文迪许扭秤装置”的两个实验中，应用了光学放大法，这一方法是将需要测量的微小量或观察到的微小效应，应用光学器件按一定的规律将它们“放大”显示出来，以便于更准确地观察和测量，根据“光学放大法”所应用的物理规律，可以分为直射放大、反射放大、折射放大和干涉放大四种方法，并且光学放大法在中学物理中的应用，也不仅限于这两个实验，如果对其进一步的研究和归纳，我们可以应用它开发出许多有创新意义的物理实验，服务于当前的物理教学。