世界十大最美物理实验

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1、世界十大最美物理实验　《物理学世界》刊登了排名前十的最美丽的物理实验，其中大多数都是我们耳熟能详的经典之作。令人惊奇的是这十大实验中的绝大多数是科学家独立完成，最多有一两个助手。所有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是计算器。　所有这些实验共同之处是他们都仅仅“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学灵魂，这种美丽是一种经典：最简单的仪器和设备，发现最根本、最单纯的科学概念，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。　从十大经典科

2、学实验的评选本身，我们也能清楚地看出2000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》对这些实验进行的排名是根据公众对它们的认识程度，排在第一位的是展示物理世界量子特征的实验。但是，科学的发展是一个积累的过程，9月25日的美国《纽约时报》根据时间的顺序对这些实验重新排序，并作了简单的解释。1、托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉的实验   牛顿和托马斯·杨对光的性质的研究得出的结论都不完全的正确。光既不是简单由粒子构成，也不是一种单纯的波。20世纪初，麦克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦分

3、别指出一种叫光子的东西发出光和吸收光。但是其他实验还证明光是一种波状物。经过几十年发展的量子学说最终总结了两个矛盾的真理：光子和亚原子微粒（如电子、光子等等）是同时具有两种性质的微粒，物理上称它们：波粒二象性。   将托马斯·杨的双缝演示改造一下可以很好的说明这一点。科学家们用电子流代替光束来解释这个试验。根据量子力学，电粒子流被分成两股，被分的更小的粒子流产生波效应，它们互相影响，以致产生象托马斯·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。   《物理学世界》编辑比特·洛戈斯推测，直到1961年，某

4、一位科学家才在真实的世界里做出了这一实验。　2、伽利略的自由落体实验   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的快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆的向公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事：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。伽利略挑战亚里士多德的代价也许是他失去工作，但他展示的是自然界的本质，而不是人类的权威，科学作出了最后的裁决。　3、罗伯特·米里肯的油滴实验   很早以前，科学家就在研究电。人们知道这种无

5、形的物质可以从天上的闪电中获得，也可以通过摩擦头发得到。1897年，英国物理学家J·J·托马斯已经确立电流是由带负电粒子即电子组成。1909年美国科学家罗伯特·米里肯开始测量电流的电荷。米里肯用一个香水瓶子的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。小盒子的顶部和底部分别接一个电池，让一边成为正电板，另一边成为负电板。当小油滴通过空气时，就会吸引一些静电，油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制。   米里肯不断改变电压，仔细观察每一颗油滴的运动。经过反复的研究，米里肯得出结论：电荷的值是某个固定的常量，最小的单位就是单个

6、电子的带电量。　4、牛顿的棱镜分解太阳光   埃萨克·牛顿出生那年，伽利略与世长辞。牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院，后来因躲避鼠疫在家呆了两年，后来顺利地得到了工作。当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜色的光（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变化的光。   为了验证这个假设，牛顿一面三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，光在墙上分解为不同的颜色，后来我们称作为光谱。人们知道彩虹的五颜六色，但是他们认为那是因为不正常。牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫基础色有不同的色谱才形成了表面

7、上颜色单一的白色光，如果你深入地看看，会发现白光是非常美丽的。　5、托马斯·杨的光干涉实验   牛顿也不是永远都正确的。在多次争吵后，牛顿让科学界接受了这样的观点：光是有微粒组成的，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，让光线通过，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。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的创立起到了至关重要的作用。　6、卡文迪许扭矩试验

8、   牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律，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。   测量的结果惊人的准