如煙

愛科技的“童鞋”們一定都對物理知識感興趣，其中最有趣的莫過于自己動手做物理實驗了。歷史上也有很多物理學科方面的經(jīng)典實驗，實驗者們用最簡單的儀器和設備發(fā)現(xiàn)了最根本、最精簡的科學概念，解除了人們長久的困惑和不解，開辟了人類對自然界的嶄新認識。

了解一些物理“大咖”的經(jīng)典實驗，說不定會開啟你大腦中的“奇思妙想”呢！

1851年法國科學家米歇爾·傅科當眾做了一個實驗：用一根長67m的鋼絲吊著一個重28kg、帶有鐵筆的鐵球并將其懸掛在屋頂下，觀測記錄它的擺動軌跡。當周圍的觀眾發(fā)現(xiàn)鐘擺每次擺動都會稍稍偏離原軌跡并發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，無不感到驚訝。

傅科的演示說明地球圍繞地軸旋轉(zhuǎn)。在巴黎的緯度上，鐘擺的軌跡是順時針方向，30小時一周期。在南半球鐘擺應是逆時針轉(zhuǎn)動，而在赤道上將不會轉(zhuǎn)動，在南極的轉(zhuǎn)動周期是24小時。

1911年，盧瑟福還在曼徹斯特大學做放射能實驗時，原子在人們的印象中好比“葡萄干布丁”——在大量正電荷聚集的糊狀物質(zhì)中間包含著電子微粒。

然而，盧瑟福和他的助手驚訝地發(fā)現(xiàn)，向金箔發(fā)射帶正電的阿爾法微粒時有少量被彈回，他們因此計算出原子并不是一團糊狀物質(zhì)，而是大部分物質(zhì)集中在一個中心小核上，電子在它周圍環(huán)繞。

亞里士多德曾預言，滾動球的速度是均勻不變的，即銅球滾動兩倍的時間就走出兩倍的路程。伽利略卻證明銅球滾動的路程和時間的平方成比例：兩倍的時間里，銅球滾動4倍的距離，因為存在重力加速度。

他先做了一個長約6m、寬約3m的光滑直木板槽，再把木板槽傾斜固定，讓銅球從木槽頂端沿斜面滑下，最后測量銅球每次下滑的時間和距離，研究它們之間的關(guān)系。

公元前3世紀，在埃及一個名叫阿斯瓦的小鎮(zhèn)上，夏至正午的陽光正投射在頭頂，物體沒有影子，太陽光直接照入井中。埃拉托色尼意識到這可以幫助他測量地球的圓周。

在幾年后同一天的同一時間，他記錄了同一地點物體的影子。結(jié)果他發(fā)現(xiàn)太陽光線稍有偏離，與垂直方向大約成7°角。假設地球是球狀，那么它的圓周應是360°。如果兩座城市成7°角，就是7/360的圓周，相當于當時5000個希臘運動場的距離，因此地球圓周應該是25萬個希臘運動場?，F(xiàn)在我們知道，埃拉托色尼的測量誤差僅僅在5%以內(nèi)。

牛頓在物理學上的重要貢獻之一是萬有引力理論：兩個物體之間的吸引力與它們質(zhì)量的平方成正比，與它們距離的平方成反比。但是萬有引力到底多大？

18世紀末，英國科學家亨利·卡文迪許決定要找到一個計算方法。他把兩頭帶有金屬球的1.82m長的木棒用金屬線懸吊起來，再將兩個重158.75kg的皮球放在足夠近的地方，以吸引金屬球轉(zhuǎn)動，從而使金屬線扭動，然后用自制的儀器測量出微小的轉(zhuǎn)動幅度。

卡文迪許測出了萬有引力的參數(shù)恒量，且結(jié)果驚人地準確。在此基礎上，還可計算地球的密度和質(zhì)量。

牛頓也不是永遠都對，他曾認為光是由微粒組成的，而不是一種波。1830年，英國醫(yī)生兼物理學家托馬斯·楊向這個觀點發(fā)起了挑戰(zhàn)。

他在百葉窗上開了個小洞，然后用厚紙片蓋住，再在紙片上戳一個很小的洞讓光線透過，并用一面鏡子反射透過的光線。接著用一塊厚約0.84mm的紙片把這束光從中間分成兩束，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了相交的光線和陰影。這說明兩束光線可以像波一樣相互干涉。這個實驗為一個世紀后量子學說的創(chuàng)立起到了至關(guān)重要的作用。

物理學家們一直對電充滿了好奇。1897年，英國物理學家托馬斯已經(jīng)知道如何獲取負電荷電流。1909年，美國科學家羅伯特·米利肯開始測量電流的電荷。

他用一個香水瓶的噴頭向一個透明小盒子里噴油滴。小盒子的頂部和底部分別放有一個通正電和通負電的電板。當小油滴通過空氣時，就帶有了一些靜電，它們下落的速度可以通過改變電板的電壓來控制。

經(jīng)過反復實驗，米利肯得出結(jié)論：電荷的值是某個固定的常量，最小單位就是單個電子的帶電量。

16世紀末，人人都認為重量大的物體比重量小的物體下落得快，因為偉大的亞里士多德曾這么說過。伽利略當時在比薩大學數(shù)學系任職，他大膽地向傳統(tǒng)觀點挑戰(zhàn)，從斜塔上同時扔下一輕一重兩個物體，讓大家看到兩個物體同時落地的現(xiàn)象，向世人展示了尊重科學而不畏權(quán)威的可貴精神。