正常人拿著鏡子在太陽底下反光,也能在稍微偏轉一點角度的情況下,讓地上反射的光斑迅速移動較大距離。
那麼反應在萬有引力上會是怎麼樣的呢?
楊榮這次倒是學乖了,對於自己完全不懂的領域,乾脆也不浪費精力了,直接開口問道:“所以具體應該怎麼做?”
林煜微笑著說道:“很簡單,照我畫的圖準備一個扭秤,秤杆儘可能做長一點,但也不用太長,要不然增加的力臂可能會被秤杆本身的重量抵消掉。”
“接著照我剛才說的,準備兩個重量與大小都相等的小銅球,懸掛在秤杆上,秤杆再用具有韌性的金屬絲懸掛,金屬絲上放一麵可以反射光線的鏡子。”
“實驗最好在封閉環境下進行,可以防止自然風、外界陽光、氣溫濕度對實驗造成誤差影響,接著還有一步,再準備兩顆重量大小相等的大銅球,放在距離兩顆小銅球相當近的地方。”
“這裡我再補充兩點,萬有引力定律有兩條基本法則:引力與物體的重量乘積呈正比,與物體間的距離平方呈反比。”
“通俗點來說,就是物體越重,萬有引力越大,距離越遠,萬有引力越小。”
講到這裡,袁忠徹立刻就懂了。
“所以才要準備兩顆大銅球,兩顆小銅球,且擺放的距離也要更近,因為這樣可以產生足夠大的實驗引力。”
如此,實驗已經沒什麼好講的了。
林煜直接做出總結道:“如果萬有引力存在,那麼在實驗過程中,隻要大銅球對小銅球產生了一點點的微小引力偏轉,這股微小的力就可以通過較長的秤杆產生較大的力矩,使金屬懸絲產生一定角度的扭轉。
而在懸絲上固定的鏡子,就可以把反射的光線瞬間反射到距離鏡子更遠的牆麵上,如果還要精確測量的話,可以再製定一個刻度尺,用於觀測反射光線移動了到底多少刻度,就可以把金屬懸絲的微小扭轉顯現出來。”
可以說,卡文迪許無愧於科學怪才的名號。
在技術條件完全不滿足於可以測量萬有引力定律的前提下,硬生生通過一套十分簡陋的實驗設備,成功驗證了萬有引力定律的準確性,還進一步通過實驗測出了引力常量。
卡文迪許用扭秤實驗測量的結果,與後世專業的測量結果十分接近。
這個實驗不光是驗證出了萬有引力的真實存在,還進一步將萬有引力定律從科學理論,擴展到了實用價值。
沒錯,這位英國科學怪才在測出了萬有引力恒量參數以後,很快又進一步以此為基礎,算出了地球的密度和質量。
差不多就在同一時期,另一位法國科學家庫侖,同樣也利用扭秤實驗,成功測定了電荷之間的作用力。
庫侖在實驗中發現了靜電力與距離平方呈反比,與電量的乘積呈正比,從而得到了完整的庫侖定律。
庫侖定律第一次打開了電的數學理論大門,使靜電學進入了定量研究的新階段。
同時還進一步用扭秤證明了地磁場對磁針有力矩的作用,力矩大小與磁針對子午線偏斜角的正弦呈正比,這就構成了磁矩概念的基礎。
不過,值得注意的是,庫侖的扭秤實驗在精度方麵,實際是遠不如萬有引力扭秤實驗的。
“但這個實驗終究隻能在課上講講,這裡是天牢,需要的材料我們沒法準備,所以暫時是看不到了。”
“額……”
楊榮聞言愣了一瞬,接著連忙訕笑了兩下。
他剛才差點就要直接叫人去準備實驗材料,好驗證測算萬有引力了……
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