卡文迪许怎样测量引力常量G

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卡文迪许是用扭秤测出的.

扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下.若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石英丝就会扭转一个角度.力越大,扭转的角度也越大.反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小.现在在T形架的两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的.根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转的角度,就可以测出引力的大小.当然由于引力很小,这个扭转的角度会很小.怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动.这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大球对小球的引力.卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出引力常量G的数值.这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的.

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