卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)如何驗(yàn)證萬(wàn)有引力定律
卡文迪許簡(jiǎn)介實(shí)在不能概括這位18世紀(jì)英國(guó)著名科學(xué)家充實(shí)而輝煌的一生。在卡文迪許身上,人們既能找到同時(shí)代科學(xué)家的影子,也能發(fā)現(xiàn)他與眾不同的強(qiáng)烈個(gè)性。可以說(shuō)他的一生在科學(xué)上是輝煌的,但是他生活上,他卻是個(gè)徹底的叛逆者,處處顯得與眾不同。
卡文迪許肖像
在卡文迪許簡(jiǎn)介中,可以看出,他在科學(xué)上的成就是廣泛而輝煌的。在物理學(xué)上他對(duì)電學(xué)的研究比較深入,但是由于卡文迪許生性靦腆,這些手稿直到他去世后才被人們發(fā)現(xiàn)。而另外一個(gè)物理學(xué)上的成就就是稱量地球,計(jì)算出萬(wàn)有引力常數(shù),證明牛頓萬(wàn)有引力定律的正確性。
而在化學(xué)上,卡文迪許的成就更是顯而易見(jiàn)的,他研究了空氣的成分,確定水是一種化合物,還發(fā)現(xiàn)了硝酸。這還不算,卡文迪許在科學(xué)上一向富有前瞻精神,他發(fā)現(xiàn)了二氧化碳,這一成就,讓他獲得了英國(guó)皇家協(xié)會(huì)的獎(jiǎng)?wù)拢@在當(dāng)時(shí)是至高無(wú)上的榮譽(yù)。而他還發(fā)現(xiàn)了氫氣,并且證明氫氣在氧氣中燃燒可以生成水,為此他還與著名發(fā)明家瓦特起了爭(zhēng)論,后來(lái)以雙方和解告終,此外卡文迪許還對(duì)惰性氣體進(jìn)行了研究。
但是在卡文迪許的簡(jiǎn)介中,在生活上,他是孤僻、沉悶、離群索居的人。他不僅終身未婚,還從來(lái)不參與世俗的社交,雖然他出生貴族家庭,繼承了一大筆財(cái)富,但是卡文迪許卻對(duì)金錢從來(lái)都沒(méi)有概念,他從來(lái)都是生活簡(jiǎn)樸,所以他一直被認(rèn)為是科學(xué)史上的怪人。
卡文迪許趣聞?shì)W事
卡文迪許趣聞?shì)W事非常多,因?yàn)樗诳茖W(xué)界以“科學(xué)怪人”著稱,他的性格孤僻到幾乎病態(tài)的地步,而且?guī)缀鯊牟粎⑴c社交活動(dòng),整天就待在他的實(shí)驗(yàn)室和書(shū)房度過(guò),而且終身未婚,幾乎沒(méi)有親近女色的記錄,這與他出身貴族,身在名利場(chǎng)的身份實(shí)在是格格不入,因此人們關(guān)于卡文迪許趣聞?shì)W事一直津津樂(lè)道。
卡文迪許的兩張畫(huà)像
卡位迪許趣聞?shì)W事之一就是他不慕名利,視名利為浮云。他出身于貴族之家,并且從長(zhǎng)輩那里繼承了大筆遺產(chǎn),成為當(dāng)時(shí)的大富豪之一,但是他卻從金錢一點(diǎn)概念都沒(méi)有,據(jù)說(shuō)他幾乎沒(méi)有一件衣服是沒(méi)掉紐扣的。甚至有一次一位來(lái)自?shī)W地利的科學(xué)家當(dāng)面稱贊了卡文迪許幾句,生性靦腆的他竟然渾身不自在,坐立不安,最后竟然直接沖出房,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(méi)有失禮離開(kāi),他也會(huì)沉默寡言地坐在客人身邊,讓一幫客人掃興而歸。
其實(shí)這還不算什么,頂多算是任性,那么卡文迪許的孤僻簡(jiǎn)直到了病態(tài)的地步。即便是與自己的管家交流,也是通過(guò)紙條,他的社交恐懼癥到了這種地步。而且他身為當(dāng)時(shí)的大富豪,有一次一位工匠為他粉刷房間,過(guò)后他竟然想不起給工匠工錢,朋友實(shí)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(wàn)英鎊的支票,還問(wèn)夠不夠,這在當(dāng)時(shí)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(shí)驗(yàn)
卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)是歷史上最有名的科學(xué)實(shí)驗(yàn)之一,這個(gè)實(shí)驗(yàn)是由英國(guó)著名科學(xué)家卡文迪許設(shè)計(jì)完成的,并以他的名字命名,這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了地球引力的常值,證明了牛頓萬(wàn)有引力定律的正確性,可以說(shuō)是人類科學(xué)事業(yè)上的偉大成果之一。
卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)
卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的原理非常巧妙,因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)沒(méi)有精密儀器的條件下,要驗(yàn)證物體的微小變化量很不容易,因此卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的做法就是將不易察覺(jué)的微小變化量,轉(zhuǎn)化為較大的顯著的變化量,然后再根據(jù)計(jì)算微小變化量與較大的顯著變化量之間的關(guān)系,從而成功地測(cè)量出了萬(wàn)有引力常數(shù),雖然這個(gè)數(shù)據(jù)并不是非常精準(zhǔn),有后世測(cè)出的數(shù)據(jù)有百分之一的差距,但是在當(dāng)時(shí),這絕對(duì)是一項(xiàng)史無(wú)前例的成就,而且此后近百年都無(wú)人打破這個(gè)記錄,更可貴的是卡文迪許證明了牛頓萬(wàn)有引力定律的正確性。
卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的具體做法雖然顯得有些繁瑣,普通人可能不太容易領(lǐng)會(huì),不過(guò)原理是簡(jiǎn)單明了的,這個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)也運(yùn)用了光的折射原理,可以說(shuō)是一項(xiàng)非常符合科學(xué)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)??ㄎ牡显S在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)已經(jīng)是古稀老人,但是他依然靠著頑強(qiáng)的毅力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神,完成了這一偉大的實(shí)驗(yàn),實(shí)在非常可貴。
卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)之后兩年,他就去世了。而這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也成為他為人類科技進(jìn)步所做的最后的貢獻(xiàn)。
