十大最美丽物理实验.ppt

玩家旅游网
大美天
开普麦克斯韦
伽利略
最简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科
学概念,这些“抓”住了物理学家眼中“最美的”科学之
魂的实验,就像是一座座历史丰碑一样,把人们长久的困
惑和含糊顷刻间一扫而空,使之对自然界的认识更加清晰
之所以称它们是历史上最美丽的科学实验,是因为这
十大实验中的绝大多数是科学家独立完成的,最多有一两
个助手,而且所有的实验都是在实验桌上进行的,没有用
到什么大型计算工具比如电脑一类,最多不过是把直尺或
者是计算器。从十大经典科学实验本身,我们也能清楚地
看出两千年来科学家们最重大的发现轨迹,就像我们“鸟
瞰”历史一样。《物理学世界》根据公众对它们的认识程
度进行了排名,排在第一位的是展示物理世界量子特征的
实验。

1960年,约恩孙直接做了电子双缝干涉实验,从
屏上摄得了类似杨氏双缝干涉图样的照片。根据
量子力学,电粒子流被分为两股,被分得更小的
粒子流产生波的效应,它们相互影响,以至产生
像托马斯杨的双缝实验中出现的加强光和阴影。
这说明微粒也有波的效应。

在16世纪末,人人都认为重量大的物体
比重量小的物体下落得快,因为伟大的
亚里士多德已经这么说了。伽利略,当c数
时在比萨大学数学系任职,他大胆地向
利略基志倍
公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验
已经成为科学史上的经典:他从斜塔上
同时扔下一轻一重的物体,让大家看到
两个物体同时落地。伽利略挑战亚里士
展示了自然界的本质,而不是人类的必
多德的代价也许使他失去了工作但他
威,科学做出了最后的裁决。
在此依过落体实验,但后来又被
严谨的考证否定了。尽管如此,来
自世界各地的人们都要往参观
他们把这森古路看伽利略的纪

1897年,英国物理学家J小托马斯已经确立电流是由
带负电粒子即电子组成的。1909年美国秘学家罗伯特密
立根开始测量电流的电荷。密立根
水瓶的喷头
向一个透明的小盒子里喷油海。小王的顶部和底部分
别连接一个电池,让一边跳改扳最雷物成负电
板。当小油滴通过空气时,就会吸上一些电,油滴下
落的速度可以通过改变电板间的电压来控制
密立根不断改变电压,仔细观察每一颗油滴的运动
使得电场力与空气浮力的和等于重力,如图。竖过反复
试验,密立根得出结论:电荷的值是菜个回定的常量
最小单位就是单个电子的带曝量冲

克学噬
牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院
当时大家都认为白光是一种纯的没有其
他颜色的光(亚里士多德就是这样认为
的),而彩色光是一种不知何故发生了
变化的光。而牛顿不这样“他
面三棱镜放在阳光下,透
上出现不同颜色的光带,
为光谱。人们知道彩虹由
但是大家认为那是不正常
论是:正是这些红、橙
蓝、紫基础色有不同的色
面上颜色单一的白色光,
看看,会发现白光是非常

牛顿也不是永远正确。在多次争吵后,牛顿让科学界接受
了这样的观点:光是由微粒组成的,而不是一种波。1830
年,英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这一观
点。他在百叶窗上开了一个小洞,然后用厚纸片盖住,再
在纸片上戳一个很小的洞。让光线透过,并用一面镜子反
射透过的光线。然后他用一个厚约1)30英寸的纸片把这
束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影,后
来就发展为用双缝来验证这个实验,如图是自然白光双缝
干涉条纹。这说明两束光线可以像波一样相互干涉。这个
实验为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用
7

M
牛顿的另一伟大贡献是他的于有引叻定律,但是万
有引力到底有多大?18世纪末,英国科学家亨利卡文
迪许决定要找出这个引力。他将两边系有小金属球的6
英尺木棒用金属线悬吊起来,这个木棒就像哑铃一样;
再将两个350磅重的铅球放在相当近的地方,以产生足
够的引力让哑铃转动,并扭动金属线、然后用自制的仪
器测量出微小的转动。如图是卡文迪许使用的装置图。
测量结果惊人的准确,他测出了万有引力恒量的参数,
在此基础上卡文迪许计算了地球的密度和质量。卡文迪
许的计算结果是:×1024公斤,或者说13万
亿万亿磅。

在古埃及一个现名为阿斯旺的小镇上,
夏日正午的阳光悬在头顶,
业的山大
入深水井中。埃拉托色尼是么
馆长,他意识到这一信息可以
北