卡文迪许物理贡献?他的实验研究持续达50年之久。卡文迪许一生的贡献:他首次对氢气的性质进行了细致的研究,证明了水并非单质,预言了空气中稀有气体的存在,精确测量了地球的密度,被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。那么,卡文迪许物理贡献?一起来了解一下吧。
17世纪末年,英国科学家牛顿发现了万有引力定律.牛顿和很多科学家都发现,利用万有引力的公式,可以求出地球的质量来.这需要几个数值:一个是地球对一个已知质量的物体的吸引力,它实际上就是物体受到的重力,这很容易测得;一个是地球和物体的距离,这可以用地球的半径代替;另一个关键的数值叫“万有引力常数”,这个数值虽然当时还不知道,但是可以从在地面上直接测量两个已知质量物体之间的引力而求出来.牛顿称量地球的方法,原理是完全正确的,他使用的是“间接测量法”,这种方法和我国古代“曹冲称象”的故事里说的曹冲称出大象的质量的方法很相似,只不过曹冲称象利用的是物体浮力的定律,而牛顿利用的是万有引力定律.牛顿测出地球和一个已知物体之间的引力,从而计算出地球的质量来.可惜“万有引力常数”数值极其微小,测量起来十分困难,牛顿精心设计了好几个实验,想直接测出两个物体之间的引力来.可是他失败了.他还发现,一般的物体之间的引力非常非常微小,以至根本测量不出来.牛顿失望了,他也曾当众宣布:想利用测量引力来计算地球质量的努力将是徒劳的.牛顿去世以后,还有一些科学家继续研究这个问题.1750年,法国科学家布格尔来到南美洲的厄瓜多尔,他爬上了陡峭的琴玻拉错山顶,沿着悬崖吊下一根垂线,线的下面拴着一个铅球.他想先测量出垂线因受到山的引力而偏离的距离,再根据山的密度和体积算出山的质量,进一步求出“万有引力常数”来.可是,由于引力实在太小了,铅垂线偏离的距离几乎量不出来,即使量出来也很不精确,实验仍然没有成功.一次又一次实验的轮数失败,使称量地球成了无法攻克的著名难题,一个物理学上的禁区.引力被“放大”了 在攀登科学高峰的崎岖的小路上,有的人摔倒了,有的人退缩了.但也有人在勇敢地继续向上攀登,卡文迪就是其中的一个.从十几岁开始,卡文迪就开始研究这个问题,他仔细分析了前人失败的原因,认为主要是由于实验方法既不方便,由很不精确.他决心设计出一种新的实验.1750年的一天,卡文迪许听到一个消息,剑桥大学有位名叫约翰·米歇尔的科学家,他在研究磁力的时候,使用了一种巧妙的方法,可以观察到很小的力的变化.卡文迪许立刻赶去向他请教.米歇尔向卡文迪许介绍了实验的方法,他用一根石英丝把一块条形磁铁横吊起来,然后用另一块磁铁去吸引它,这时候石英丝就发生了扭转,磁引力的大小就清楚地看出来了.卡文迪许受到了很大启发.他想,能不能用这个方法测出两个物体之间的微弱引力呢?他一回到实验室,立刻仿制了一套装置:在一根细长杆的两端各安上一个小铅球,做成一个像哑铃似的东西;再用一根石英丝把这个“哑铃”横吊起来.他想,如果用两个大一些的铅球分别移近两个小铅球,由于铅球之间存在引力,“哑铃”一定会发生摆动,石英丝也会随着扭动.这时候,只要测出石英丝扭转的程度,就可以进一步求出引力从理论上分析,这个设想是成立的.可是卡文迪许实验了许多次,都没有成功.原因在哪里呢?还是由于引力实在太微弱了.现在我们知道,两个1千克重的铅球在相距10厘米的时候,它们之间的相互引力只有十亿分之一千克;这么微小的力,得需要多么精密的仪器才能测量出来呀,卡文迪许受到当时条件的限制,几乎完全靠肉眼观察来确定石英丝的变化,的确是太困难了卡文迪许陷入了长期的苦思.他想,在实验的时候,石英丝肯定发生了扭转,只是程度极其微小,不易觉察出来就是了.能不能把这肉眼发现不了的扭转加以放大,使它变得显著一些呢?科学上的重大发明,往往都离不开要设计出一种巧妙的研究方法.卡文迪许正是这样,他花了很长时间专心思考这个问题,可一直没有想出满意的方法.这一天,他到皇家学会去开会.走在半路上,他看到几个小孩子,正在作一种有趣的游戏:他们每人手里拿着一面小镜子,用来反射太阳光,互相照着玩.小镜了只要稍一转动,远处光点的位置就发生很大变化.“真有意思!”看着那些活泼的孩子,卡文迪许想.忽纤态然有一个念头闪过他的脑海,他掉头跑回实验室,对自己的实验装置进行了一番革新.他把一面小镜子固定在石英丝上,用一束光线去照射它毁桐源.光线被小镜子反射过来,射在一根刻度尺上.这样,只要石英丝有一点极小的扭动,反射光就会在刻度尺上明显地表示出来.扭动被放大了!实验的灵敏度大大提高了,这就是著名的“扭秤”实验法.终于出了地球的质量 成功了!卡文迪许抑制住内心的兴奋,再接再厉,继续钻研.一直到1798年,他终于测出了“万有引力常数”的数值,并且进一步算出了地球的质量.这是一个大得令人吃惊的数字:5.976乘以10的24次方千克,也就是大约60万亿亿吨!不久太阳的质量也用相同的方法测量出来,是地球质量的33万倍,为2乘以10的30次方千克.测出地球质量以后,地球的平均密度就求出来了,为5.52克/立方厘米.可是地球表面密度仅为2.5—3克/立方厘米,这样就可以推算出地球中心的密度高达7—8克/立方厘米.
卡文迪许测量地球质量的意义:
1、证明了万有引力的存在的普遍性正确性卡文迪许通过改变质和距离,证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性。
2、测出了引力常里使得万有引力定律有了真正的实用价值,可测定远离地球的天体的质、密度等。引力常里的测出,使万有引力定律能够应用于定里计算,可以用测定地球表面物体重力加速度的方法,测定地球质,也正因为如此,卡文迪许被人们称为第一个”能称出地球质量的人。
3、卡文迪许扭秤实验巧妙地利用等搏陪橡效法合理地将微小里进行放大,实验的构思、设计与操作巧妙和精致,英国物理学家坡印廷曾对这个乱誉实验下过这样的评语:开创了弱力测里的新时代。
扩展资料:
牛顿基旁虽然发现了万有引力定律,却没能给出准确的引力常里这是因为一般物体间的引力非常小由于当时实验条件和技术的限制,很难用实验的方法将它显示出来。
直到1798年即在牛顿发现万有引力定律一百多年以后,英国物理学家卡文迪许(1731-1810)才巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量。
他发现一对电颤激荷间的作用力跟它们之间的距离平方成反比,这就是后来库仑导出的库仑定律内容的一部分;他提出每个带电体的周围有“电气”,与电场理论很接近;卡文迪许演示了电容器的电容与插入平板中的物质有关;电势的概念也是卡文迪许首先提出的,这对静电理论的发展起了重要作用;他还提出了导体物洞好上的电势与通过电流成正比的关系。在牛顿发现万有引力定律之后,他是测出引力常量的科罩铅学家。
他发现一对电颤激荷间的作用力跟它们之间的距离平方成反比,这就是后来库仑导出的库仑定律内容的一部分;他提出每个带电体的周围有“电气”,与电场理论很接近;卡文迪许演示了电容器的电容与插入平板中的物质有关;电势的概念也是卡文迪许首先提出的,这对静电理论的发展起了重要作用;他还提出了导体物洞好上的电势与通过电流成正比的关系。在牛顿发现万有引力定律之后,他是测出引力常量的科罩铅学家。
地球的质量了解之后就可以仿雀很容易地根据万有引力定律计算出月球和太阳的质量,进而计算出太阳系其他备弯早行星和天体的质量,因此闹陪卡文迪许实验意义的重要性是不言而喻的。
以上就是卡文迪许物理贡献的全部内容,电势的概念也是卡文迪许首先提出的,这对静电理论的发展起了重要作用;他还提出了导体上的电势与通过电流成正比的关系。在牛顿发现万有引力定律之后,他是测出引力常量的科学家。