世界十大经典物理实验课件PPT

排名
一．托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉试验 二．伽利略的自由落体试验 三．罗伯特·密立根的油滴试验 四．牛顿的棱镜分解太阳光 五．托马斯·杨的光干涉试验 六．卡文迪许扭秤试验 七．埃拉托色尼测量地球圆周 八．伽利略的加速度试验 九．α粒子散射实验 一○．让·傅科钟摆试验
1、埃拉托色尼测量地球圆周
顶下，观测记录它的摆动轨迹。周围观众发现钟
摆每次摆动都会稍稍偏离原轨迹并发生旋转时，
无不惊讶。实际上这是因为地球自转使得地面并
Michel Foucault (1819-1868)
非惯性系，从而在地面上看，向地球
自转轴运动的物体受到沿纬线方向的惯性力（科
里奥利力）。演示说明地球是在围绕地轴旋转。
在巴黎的纬度上，钟摆的轨迹是顺时针方向，
密立根不断改变电压，仔细观察每一
喷雾器
颗油滴的运动，使得电场力与空气浮力 的和等于重力，如右图。经过反复试， 密立根得出结论：电荷的值是某个固定
A
FF 油滴 X
BE W
显微镜
的常量，最小单位就是单个电子的带电 量。
密立根的油滴实验原理图
9、 α粒子散射实验
实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔，
绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，
工商管理类1305班 李阳 李微微 李田恬
十大经典试验几乎都是由一个人 独立完成，或者最多有一两个助手协 助。试验中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 或计算器。所有这些实验的另外共通 之处是他们都紧紧“抓”住了物理学 家眼中“最美丽”的科学之魂：最简 单的仪器和设备，发现了最根本、最 单纯的科学概念，就像是一座座历史 丰碑一样，扫开人们长久的困惑和含 糊，开辟了对自然界的崭新认识。
30小时一周期。在南半球，钟摆应是逆时针转
动，而在赤道上将不会转动。在南极，转动周期
是24小时。
8、罗伯特•密立根的油滴实验
1909年，美国科学家罗伯特·密立根用一个
香水瓶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连接一个电池，让一
边成为正电板，另一边成为负电板。油滴下落
Robert A. Millikan 的速度可以通过改变电板间的电压来控制。 (1868-1953 )
0
距离12
24
36 01234 56 时间
时间 距离 00 11 24 39 4 16 5 25 6 36
离，因为存在恒定的重力加速度。
伽利略的加速度实验
4、牛顿的棱镜分解太阳光来自艾萨克·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。当时大
家都认为白光是一种纯的光，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，
Isaac Newton (1643-1727)
牛上顿，让结太果阳发光现经太一阳块光三被棱分镜解折为射不后同并颜投色射，在后墙来。
我们称作为光谱。牛顿的结
论是：正是这些红、橙、黄
、绿、青、蓝、紫基础色有
不同的色谱才形成了表面上
颜色单一的白色光。
牛顿在做太阳光经三棱镜折射的实验
著名的比萨斜塔
3、伽利略的加速度实验
伽利略做了一个6米多长、3米多宽的光滑直
木板槽。再把这个木板槽倾斜固定，让铜球从
木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次
下滑的时间，研究它们之间的关系。
Galileo Galilei (1564-1642)
亚里士多德曾预言铜 球滚动两倍的时间就
走球出滚两动倍的的路路程程和。时伽间利的略平却方证成明比铜例： 两倍的时间里，铜球滚动4倍的距
但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α
粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而
被反弹回来.结果：大多数散射角很小，约1/8000
Ernest Rutherford
Galileo Galilei (1564-1642)
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。伽利略，当时在比萨大 学数学系任职，他大胆地向公众的观点提出挑 战 ：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。
著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一 个故事，伽利略挑战展示的是自然界的本质 ，而不是人类的权威，科学做出了最后的裁 决。
生足够的引力使木架扭动。然后用
自制仪器测量微小转动。计算结果 质量较大的球
是：地球重量为6.0×1024公斤。
卡文迪许使用的装置图
6、托马斯•杨的光干涉实验
牛顿也不是永远都对。牛顿曾认为光是由 微粒组成的，而不是一种波。1830年英国医生 也是物理学家的托马斯·杨向这个观点挑战。 他在百叶窗上开了一个小洞，然后用厚纸片盖 Thomax Young 住，再在纸片上戳一个很小的洞。让光线透过 (1773-1829) ，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。这个试验为一个世纪 后量子学说的创立起到了至关重要的作用
7、让•傅科钟摆实验
1851年傅科在公众面前用一根长220英尺的
钢丝将一个62磅重的上带有铁笔的铁球悬挂在屋
剩 下 的 就 是。几 何 问 题 了 。 假 设 地 球 是
B城 7.5度
球状，那么它的圆周应是360度。如果
北回归线
阳光
两座城市成7度角，就是7/360的圆周
赤道
A城 7.5度
，就是当时5000个希腊运动场的距离
。因此地球圆周应该是25万个希腊运 埃拉托色尼测量地球圆周长示意图
动场。
2、伽利略的自由落体实验
5、卡文迪许扭矩实验
牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律，
但是万有引力到底多大？18世纪末，英国科学 家亨利·卡文迪许的实验给出了验证。
他将两边系有小金
Henry Cavendish (1731-1810)
属球的木架用金属
石英丝
线悬吊起来；再将两个350磅重的铅 质量较小的球
平面镜
球放在离小球相当近的地方，以产
在公元前3世纪，埃及的一个名叫阿斯瓦的小镇
上，夏至正午的阳光悬在头顶。物体没有影子，太阳
直接照入井中。埃拉托色尼意识到这可以帮助他测量
地球的圆周。在几年后的同一天的同一时间，他记录
了同一条经线上的城市亚历山大的水井的物体的影子
Eratosthenes
(B.c.275-B.c.193) 发现太阳光线有稍稍偏离，与垂直方向大约成7度角