伽利略自由落体实验 【物理实验】闻名世界的十大经典物理实验

说起世界十大经典物理实验，理科生肯定很熟悉。不得不佩服那些伟大的科学家，在浩瀚的宇宙海洋中不断挖掘和探索，才有了世界十大经典物理实验的出现。

首先，伽利略的自由落体试验

伽利略的自由落体实验是十大经典物理实验之一。16世纪末，大家都认为重的物体比小的物体下落得快，因为伟大的亚里士多德是这么说的。当时在比萨大学数学系的伽利略大胆挑战舆论。他从斜塔上同时落下一个轻的和一个重的物体，这样每个人都能看到两个物体同时落地。

伽利略自由落体定律:物体下落速度与时间成正比，下落距离与时间平方成正比，物体下落加速度与重量或质量无关。

他向世界展示了尊重科学、不畏惧权威的可贵精神。伽利略的自由落体实验在世界十大经典物理实验中非常有名，甚至被列入高中课本。

其次，厄拉多塞测量地球的周长

公元前3世纪，在锡耶纳附近，尼罗河的核心岛屿上有一口深井。夏至那天，太阳可以直射井底。这种现象已经为人所知很久了，吸引了许多游客来观看这一奇观。说明夏至的时候太阳正好在天顶。厄拉多塞意识到这可以帮助他测量地球的周长。同时，他选择了亚历山大的一座高大的方尖碑作为参照物，在夏至时测量了塔的阴影长度，这样他就可以测量出直立的方尖碑与太阳光的夹角。几年后，在同一天的同一时间，他在同一子午线上记录了亚历山大港(阿斯瓦以北)井内物体的影子。

在获得这些数据后，他应用了泰勒斯的数学定律，即当一条光线通过两条平行线时，它们的对角相等。厄拉多塞观察到，这个角度是7° 12′，相当于360°周向角的1/50。这说明这个角度对应的弧长，也就是从锡耶纳到亚历山大的距离，应该等于地球周长的1/50。

接下来，厄拉多塞借助皇家测量员的大地测量数据，测量出两座城市之间的距离为5000希腊英里。一旦得到这个结果，地球的周长就可以乘以50，结果就是25万希腊英里。为了符合传统的将周长分成60等份的体系，厄拉多塞把这个值提高到252，000希腊，这样就可以除以60。希腊在埃及的里约是157.5米，可以换算成现代公制。地球的周长约为39375公里，经厄拉多塞修正后为39360公里，与地球的实际周长(40076公里)几乎相同。

今天我们知道厄拉多塞的测量误差只有5%以内，所以厄拉多塞被列入世界十大经典物理实验也就不足为奇了。

第三，伽利略的加速度测试

伽利略做了一个光滑的直木板槽，长6米多，宽3米。然后倾斜固定木槽，让铜球从木槽顶部滑下斜面。然后，测量铜球每次滑动的时间和距离，并研究它们之间的关系。

亚里士多德预言滚球的速度是均匀不变的:铜球滚了两倍的时间，出去了两倍的距离。伽利略证明了铜球的滚动距离与时间的平方成正比:在两倍的时间内，铜球因重力加速度而滚动四次。这个实验也是著名的十大经典物理实验之一。

第四，牛顿棱镜分解阳光

艾萨克.牛顿出生时伽利略就去世了。牛顿1665年毕业于剑桥大学三一学院。当时大家都认为白光是没有其他颜色的纯光，而彩色光是以某种方式改变的光(亚里士多德理论)。

为了验证这个假设，牛顿把一个棱镜放在太阳下，通过棱镜，光线在墙上被分解成不同的颜色，我们后来称之为光谱。

牛顿的结论是，正是这些红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等具有不同色谱图的基色，在表面形成单一颜色的白光。

V.卡文迪什扭转平衡试验

18世纪末，英国科学家亨利·卡文迪什决定寻找一种计算方法。他挂了一根6英尺长的木棍，两端用金属丝绑着金属球。然后把两个350磅的球放在足够近的地方，吸引金属球旋转，从而使导线扭曲，然后用自制的仪器测量轻微的旋转。

测量结果出奇的准确，他测量了重力的常数参数。在卡文迪什的基础上，可以计算出地球的密度和质量。地球重量:6.0×10 ^ 24公斤，或13万亿磅。

不及物动词托马斯·杨光学干涉测试

1830年，英国医生和物理学家托马斯·杨质疑了这一观点。他在百叶窗上开了一个小洞，然后用厚纸盖上，在纸上戳了一个小洞。

让光线通过，用镜子反射透射光。然后他用一张大约1/30英寸厚的纸将光线从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影。这说明两束光可以像波一样相互干涉。这个实验对一个世纪后量子理论的创立起了至关重要的作用。

七.让·福柯摆试验

1851年，法国科学家福柯在公共场合做了一个实验，用一根220英尺长的钢丝把一个62磅重的铁球用铁笔挂在屋顶下的头上，观察并记录了它的摆动轨迹。周围的观众惊讶地发现，钟摆每次摆来摆去都会稍微偏离原来的轨道而旋转。

其实这是因为地球的自转使地面不是一个惯性系，所以从地面看，向地球自转轴运动的物体会受到沿纬度方向的惯性力(科里奥利力)。福柯的论证表明，地球是绕着轴旋转的。在巴黎的纬度上，钟摆的轨迹是顺时针的，周期为30小时。在南半球，钟摆应该逆时针旋转，但不在赤道。在南极洲，自转周期为24小时。

八、罗伯特·米利肯的油滴实验

科学家们已经研究电学很长时间了。人们知道，这种看不见的物质，可以从天上的闪电中获得，也可以通过摩擦头发获得。1897年，英国物理学家托马斯学会了如何获得负电荷电流。1909年，美国科学家罗伯特·米利肯开始测量电流的电荷。他用香水瓶的喷嘴把油喷到一个透明的小盒子里。

小盒的顶部和底部分别设有正极板，另一个设有负极板。当油滴通过空气体时，会产生一些静电，通过改变电板的电压可以控制油滴的下落速度。经过反复实验，米利肯得出结论:电荷的值是一个固定的常数，最小单位是单个电子的电荷。

九、α粒子散射实验

卢瑟福从1909年开始做著名的α粒子散射实验，推翻了汤姆逊的“枣饼模型”。在此基础上，卢瑟福提出了核结构模型。

实验中，准直α射线轰击微米厚度的金箔。大部分α粒子穿过金箔后仍沿原方向运动，但少数α粒子偏转幅度较大，少数α粒子偏转90°以上，有的甚至几乎达到180°反弹回来。

实验结果:大部分散射角很小，约1/8000散射大于90；极少数散射角等于180°。

结论:正电荷集中在原子中心。大部分α粒子穿透金箔:原子中有大的空，电子质量很小；少量α粒子改变路径:原子内部有一个粒子，粒子很小，带正电；极少数α粒子反弹回来:原子中的粒子尺寸较小，但质量相对较大。

十、托马斯·杨的双接缝实验

1801年，托马斯·杨通过双缝干涉实验研究了光波的性质，认为光是简单的波。

托马斯·杨的双接缝论证的转变可以很好地说明这一点。科学家用电子流代替光束来解释这个实验。根据量子力学，电粒子流被分成两股流，较小的粒子流产生波动效应，它们相互作用，产生像托马斯·杨双缝演示那样的增强光影。

ID:浣秋五里