物理学史上最美丽的10大实验
十大最美丽的物理实验
十大最美丽的物理实验
北京天文台里的傅科摆
十大最美丽的物理实验
8. 油滴实验
十大最美丽的物理实验
8. 油滴实验
1909年,美国科学家罗伯特· 密立根开始测量电荷的电量。他用 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 部分别放有一个通正电的电板,另 一个放着通负电的电板。当小油滴 通过空气时,就带有了一些静电, 他们下落的速度可以通过改变电板 的电压来控制。经过反复实验密立 根得出结论:电荷的值是某个固定 的常量,最小单位就是单个电子的 带电量。
十大最美丽的物理实验
4. 棱镜分解太阳光
Newton(1643-1727) 英国物理学家、天文学家、数学家。
当时大家都认为白光是一种纯的、没有其他颜色的 光(亚里士多德就是这样认为的),而彩色光是一种不 知何故发生了变化的光。
十大最美丽的物理实验
从1670年到1672年,牛顿研究了光的折射。他把一 面三棱镜放在阳光下,透过三棱镜,墙上出现不同颜色的 光带,后来我们称作为光谱。人们知道彩虹由七种颜色组 成,但是大家认为那是不正常的。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。
十大最美丽的物理实验
5. 卡文迪许扭矩实验
Henry Cavendish(1731-1810)
英国科学家,称量地球第一人。
十大最美丽的物理实验
18世纪末,亨利·卡文迪许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。如图是卡文迪许使用的装置图。
十大最美丽的物理实验
物理学十大最美实验
物理学十大最美实验一、伽利略的自由落体实验哎呀,这可太酷啦!伽利略在比萨斜塔上做这个实验(虽然有争议是不是真在斜塔上做的,但不影响它的美呀)。
他就想知道,不同重量的物体下落的速度到底是不是像亚里士多德说的那样,重的物体下落快。
他拿着一轻一重两个球,然后同时放手,结果发现它们同时落地啦。
这就像打破了一个大家一直深信不疑的“魔咒”,告诉我们在没有空气阻力的情况下,所有物体下落的加速度都是一样的。
这可是开启了现代物理学对运动研究的新大门呢。
二、牛顿的三棱镜分解太阳光实验牛顿这个大佬啊,拿着三棱镜对着太阳光那么一照,哇塞,原本白色的太阳光就变成了一条漂亮的彩色光带,红橙黄绿蓝靛紫,就像彩虹被他抓到了手里一样。
这说明了啥呢?原来白色的光不是单一的,而是由各种不同颜色的光混合而成的。
这个实验就像是揭开了光的神秘面纱的一角,让我们开始深入地去了解光的本质到底是什么。
三、托马斯·杨的双缝干涉实验这个实验看起来就很神奇。
托马斯·杨让光通过两条狭缝,然后在后面的屏幕上就出现了干涉条纹。
这就像是光在和自己玩游戏一样,一会儿叠加,一会儿抵消。
这个实验证明了光具有波动性,就像水波一样,可以互相干涉。
这对于我们理解光的特性又迈进了一大步,而且这个干涉条纹看起来真的特别有艺术感,就像光画出来的美丽图案。
四、卡文迪许扭秤实验卡文迪许这个实验超级厉害。
他用一个扭秤装置来测量万有引力常量。
他就像一个非常有耐心的侦探,通过测量非常微小的扭转角度,来算出两个小球之间的引力大小,进而得出万有引力常量。
这个常量可是非常重要的,它让我们能够计算天体之间的引力,对研究宇宙的结构和天体的运动有着不可替代的作用。
五、傅科摆实验傅科摆是个很有趣的东西。
在一个大厅里,一个长长的摆锤在摆动。
你看着它,会发现它的摆动平面在慢慢地转动。
这可不是有什么神秘力量在推动它,而是因为地球在自转。
这个实验就像是地球自转的一个证明,它让我们能直观地感受到地球的自转,那种感觉就像是地球在偷偷地展示自己的小秘密。
世界十大最美物理实验概述
世界十大最美物理实验概述
下面是世界十大最美的物理实验的简要概述:
1. 双缝实验(Young实验):这个实验使用光或电子束通过两个狭缝,观察到干涉和衍射现象,证明了波粒二象性的存在。
2. 斯特恩-盖拉赫实验:利用分子束通过磁场,发现了电子的自旋,证明了量子力学的基本原理。
3. 弗朗克-赫兹实验:通过让电子束通过气体原子,发现了原子的能级结构,进一步验证了量子理论。
4. 米立根油滴实验:将油滴悬浮在电场中,通过测量油滴的运动来测定电荷的基本单位,即电子的电荷量。
5. 兰纳德放电管实验:通过在真空管中加入气体,产生带电粒子,并观察到产生的荧光,验证了兰纳德散射理论。
6. LIGO引力波观测实验:使用光学干涉技术观测到由两个黑洞合并产生的引力波,为广义相对论提供了重要的证据。
7. CERN大型强子对撞机实验:利用加速器将两束质子相撞,产生高能量的粒子,探索基本粒子和宇宙奥秘。
8. 脉冲星实验:通过测量脉冲星的周期和频率,验证了广义相对论对于极端条件下的引力场的预测。
9. 霍金辐射模拟实验:通过模拟黑洞的辐射过程,进一步验证了霍金辐射理论。
10. 反质子物理实验:通过制造反质子并与正常质子碰撞,研究反物质的性质,为了解宇宙的平衡提供了重要线索。
最美的十大物理实验
伽利略的自由落体实验
伽利略〔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,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,他大胆地向公众的观点挑战。
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 里士多德的代价也使他 失去了工作,但他展示 的是自然界的本质,而 不是人类的权威,科学 作出了最终的裁决。
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。
牛顿在做太阳光经三棱镜折射实验
为了验证这个假设,牛顿把一面三棱镜 放在阳光下,透过三棱镜,光在墙上被分解 成不同的颜色,后来我们称之为光谱。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、青、蓝、紫根底色有不同的色谱, 才形成了外表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。
古今埃天及 ,的通一过个航现迹名测为算阿,斯我旺们的知小道镇埃,拉在托这色个尼小的镇测上量,误夏差日仅正仅午在的5%阳以光内悬。在头顶:物体没有影子,阳光直接射入深水井中。 著很名早的 以比前萨,斜科塔学实家验就已在经研成究为电科,学人中们的知一道个这故种事无:形他的从物斜质塔可上以同从时天扔上下的一闪轻电一中重得的到物,体也,可让以大通家过看 摩到擦两毛个发物得体到同。时落地。 密牛立顿根 166用5年一毕个业香于水剑瓶桥的大喷学头的向三一一个学透院明,的后小来盒因子躲里避喷鼠油疫滴在;家里呆了两年,后来顺利地得到了工作。
当小油滴通过空气时,就会产生一些静电, 油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来 控制;密立根不断改变电压,仔细观察每一颗 油滴的运动,经过反复试验,密立根得出结论: 电荷的值是某个固定的常量,最小单位就是单 个电子所带的电量。
十大最美丽的物理实验共35页
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中,哪 里没有 法律, 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律,也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
十大最美丽的物理实验
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26、我们像鹰一样,生来就是自由的 ,但是 为了生 存,我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子,然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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Байду номын сангаас
27、法律如果不讲道理,即使延续时 间再长 ,也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
物理历史上的十大经典实验
物理历史上的十大经典实验物理学作为一门基础学科,对理解自然现象和解决生活中的实际问题有着重要的作用。
在物理学的发展历程中,不断出现各种精妙的实验,这些实验不仅改变了人们对物理世界的认识,也推动了物理学的进步。
下面我们来看看物理历史上的十大经典实验。
1.托马斯·杨双缝实验1801年,杨氏实验是一项非常著名的实验,它揭示了光的波动性和干涉现象。
实验中杨先生利用一束单色光通过一个直角状的小孔,朝一个屏幕上的双狭缝辐辏。
这时,在屏幕后观察到光的干涉条纹,从而证实了光的波动特性。
2. 爱因斯坦的光电效应实验1905年,爱因斯坦发表了《关于物质中的能量转换问题》一文,提出了光电效应学说。
实验中,通过投射单色光线至金属材料表面,测定光电子的能量和光的频率关系,从而证明了光子的存在,以及“光子具有能量和动量”的结论。
3. Rutherford 的黄金箔实验1911年,Rutherford发明了黄金箔实验,通过在黄金箔中间打一个非常小的孔,从而使放射性粒子入射。
观察到大部分粒子径直穿过了黄金箔,而小部分粒子向其他方向偏转,从而推翻了原子结构的传统假说,证明了原子由原子核和电子云构成的新理论。
4.磁通量量子化实验1931年,约瑟夫·约瑟夫逊和弗里曼特·劳厄发现磁通量量子化,称为约瑟夫逊-劳厄效应。
实验中,利用所谓的,用于控制精确的磁通量的整数倍的微小旋转磁场,证实了磁通量量子化现象,并证明了新量子理论是正确的。
5. 李淳风实验1978年,李淳风在北京大学上课时,讲述了“冰箱传热理论”。
他认为,每个特定的系统都存在着一个最优的热传输速率,而这个速率取决于所涉及的物质的特定属性。
这推动了物理学家对非平衡系统的研究,进一步推进了膜科学,研制了更加高效的膜材料。
6. 湮没粒子实验1965年,来自贝尔实验室的阿诺·彭韦茨和羅伯特·迪克等三名物理学家,在实验中通过研究中微子捕获效应,揭示了一个新的粒子-湮灭粒子的问题。
最美的十大物理实验
最美的十大物理实验第一,心电动力学:这是一种关于心脏的动力学研究,它帮助科学家更好地理解心脏的动力机制。
它通过测量心脏在自发节律和外源刺激下的生理参数来研究心脏运动的动力学过程。
这项实验有助于探索心脏组织的运动特性,提供对缺血性心脏病病人治疗更好的方案。
第二,电磁学:这是一种描述电磁场、电磁能量以及电磁现象和这些现象如何影响物体的研究。
它使用电磁实验,利用电动力法、磁场法和磁现象来试验、演示或示范,让电磁理论不仅在理论上可靠,在实践上也是有效的。
第三,光学:这是研究光的物理学,是物体与光的交互作用及其研究的学科。
光学技术广泛应用于几乎所有的科学、工程、医学领域,并常用来解决实际问题。
实验可以测量光谱、检测光强度以及观察折射现象等,能够探究光的七大属性。
第四,量子力学:这是一门讨论粒子以及它们之间的相互作用的物理学,研究特定条件下原子碰撞,核反应,电子输运能量转变等,揭示了费米子、当代量子力学模型,表明了诸多现象的精确的作用机制。
它的实验主要是定性的,包括测量量子多种态、检验量子“猫”现象以及探测偶然性等。
第五,热学:这是一门研究热力与温度之间关系的物理学,探讨物质温度、热量、熵等物理量的变化,以及室温下物质各种变化的物理原理,它可以帮助我们更好地了解物质的能量转移机制。
它的实验主要包括测量物质改变温度过程中的热量,检测物质各种变化状态的能量等等。
第六,凝聚态物理学:是一门研究凝聚态物质的性质的物理学。
它涉及物质增减、内聚力释放、外部控制介质传播这一系列研究,尤其是以半导体以及量子点研究为主,通过实验可以揭示凝聚态物质的静态及动态属性。
第七,电磁感应实验:是以磁场作用原理为主,借助特殊装置可以测量电流、感应电动势及磁感应强度等,该实验揭示了电磁学技术的实际应用,研究了各种类型的物质的磁性现象,在实际工程中有着重要的应用价值。
第八,电路实验:它是以研究、掌握电路的知识为主,借助电子测量仪器对电路的工作情况进行监测,并利用试验数据分析推断出电路的特性和行为特性,这一实验使电子技术有力地支持电路设计。
最美的十大物理实验
最美的十大物理实验物理实验以其精确、精致的实验步骤和灵活性吸引着人们,它蕴含着深刻的科学启示,它也是平凡人通往超凡科学的桥梁之一。
今天,我们来认识一下最美的十大物理实验。
1、玻尔实验玻尔实验是由德国物理学家马克斯玻尔发现的,他以电磁学理论作为背景,利用发射、接收和分析电磁波完成了这一实验,从而证明了光是电磁波的一种。
在实验中,玻尔用金属网状屏蔽器来屏蔽空气中的电磁波,然后,他使用天线发射出长度为米的电磁波,当电磁波击中金属屏蔽器时,可以看到一道蓝绿色的光束,极大地操作实践了电磁学理论。
2、瓦斯特实验瓦斯特实验利用受声波激励的水波板来展示声速斜坡,这是由美国物理学家约翰瓦斯特发现并提出的。
声波在水波板上传播,当水波板被电磁线圈激励,就能产生一个很长的斜坡,从而可以看到测量声速的线性特性。
由于实验手法的简单,使学生可以很容易的观测声速的线性性质,让物理实验课程变得及其有趣和生动。
3、费米实验费米实验是由意大利物理学家费米发现的,这项实验将发现电子的粒子性。
费米实验使用了一个精密的称重装置,将一个金属片放在声激发的电磁波的风口中,当金属片在电磁波中摄取一定数量的电压时,金属片的重量减轻,最终发现了电子的粒子性质。
4、比尔斯实验比尔斯实验是由美国物理学家乔治比尔斯发现的,它是用来证明量子解释电离实验的物理实验,这个实验用了一个电子管,在电子管中放入一个金属片,在通电情况下打开金属片,电子管内的金属片会发出一束电子射线,这样就能够发现电子的离子性。
5、安培实验安培实验是由瑞士物理学家安培发现的,这个实验是用来检测电流的实验,安培实验有特定的实验步骤,其中包括构筑一个电动机、组合电流计和热电偶、微调电流计,实验完成后就可以测得电流的单位,并定义出安培定律。
6、居里夫人实验居里夫人实验是由法国物理学家居里夫人发现的,这个实验的结果被称为居里夫人定律,这个实验揭示了精准的反应物质之间的比例关系,它的比例又叫做居里夫人常数,是物质之间的重要的参数,进行化学反应计算时经常用。
最美丽的十大物理实验
最美丽的十大物理实验最简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念,这些“抓”住了物理学家眼中“最美的”科学之魂的实验,就像是一座座历史丰碑一样,把人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空,使之对自然界的认识更加清晰。
之所以称它们是历史上最美丽的科学实验,是因为这十大实验中的绝大多数是科学家独立完成的,最多有一两个助手,而且所有的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者是计算器。
从十大经典科学实验本身,我们也能清楚地看出两千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》根据公众对它们的认识程度进行了排名,排在第一位的是展示物理世界量子特征的实验。
1. 托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验牛顿和托马斯·杨对光的性质研究得出的结论都不完全正确。
光既不是简单的由微粒构成,也不是一种单纯的波。
20世纪初,麦克斯·普克朗和阿尔伯特·爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西。
但是其他实验还是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:光子和亚原子微粒是同时具有两种性质的微粒,物理上称它们具有波粒二象性。
将托马斯·杨的双缝实验改造一下可以很好地说明这一点。
1960年,约恩孙直接做了电子双缝干涉实验,从屏上摄得了类似杨氏双缝干涉图样的照片。
根据量子力学,电粒子流被分为两股,被分得更小的粒子流产生波的效应,它们相互影响,以至产生像托马斯·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。
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得快,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,他大胆地向公众的观点挑战。
著名的比萨斜塔实验已经成为科学史上的经典: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。
十大最美丽物理实验
跨学科合作
实验的社会影响
未来的物理实验将更加注重其社会影 响,以实现科学研究的可持续发展。
未来的物理实验将更加注重跨学科的 合作,以解决更加复杂和综合的问题。
THANKS
感谢观看
实验中的创新和技巧
这些实验在设计和实施过程中,充满了创新和技巧,展现了人类智慧的伟大。
实验结果对人类认识的影响
这些实验的结果不仅推动了物理学理论的进步,也对人类认识世界产生了深远影响。
对未来物理实验的展望
新的实验技术和方法
随着科技的发展,未来物理实验将更 加依赖于新的实验技术和方法,如量 子计算、高能物理等。
十大最美丽物理实验
• 引言 • 十大最美丽物理实验概览 • 实验的物理意义和影响 • 结论
01
引言
目的和背景
01
02
03
探索自然界的奥秘
通过物理实验,我们可以 深入了解自然界的基本规 律和现象,探索宇宙的奥 秘。
推动科学进步
物理实验是推动科学进步 的重要手段,它不仅帮助 我们验证理论,还可以发 现新的科学原理和理论。
生了深远的影响。
教育价值
实验具有教育价值,能够帮助 学生理解物理学的概念和原理
,培养他们的科学素养。
02
十大最美丽物理实验的本质
详细描述
牛顿通过将白光通过棱镜观察到光谱,证明了白光是由不同颜色的光组成,从 而揭示了光的本质。
密立根油滴实验
总结词
验证电荷的存在
详细描述
许多物理实验需要多学科的合作才 能完成,这促进了不同学科之间的 交流与合作,推动了跨学科研究的 进展。
提高公众科学素养
这些实验不仅在学术界产生了深远 影响,同时也引起了公众的广泛关 注和兴趣,提高了公众的科学素养。
物理学 最漂亮的十大物理实验
物理学史上最漂亮的十大物理实验2002年9月出版的《物理学世界》刊登了排名前10位的2000多年来最漂亮的物理实验,其中的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的,最多有一两个助手。
所有的实验都“抓”住了物理学家眼中“最漂亮”的科学之魂,这种漂亮是一种经典概念:使用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,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。
为了能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹,下面我们根据时间顺序对这些实验作一简单介绍。
第7名:埃拉托色尼测量地球圆周长古埃及有一个现名为阿斯旺的小镇。
在这个小镇上,夏至日正午的阳光悬在头顶,物体没有影子,阳光直接射入深水井中。
埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆的馆长,他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长。
在以后几年里的同一天、同一时间,他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。
发现太阳光线有轻微的倾斜,在垂直方向偏离了大约7°。
假设地球是球状,那么它的圆周应跨越360°。
如果两座城市成7°,就是7/360的圆周,就是当时5000个希腊运动场的距离。
因此地球周长应该是25万个希腊运动场。
今天,通过航迹测算,我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5%以内。
第2名: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得快,因为伟大的亚里士多德已经这么说了。
伽利略,当时在比萨大学任职,他大胆地向公众的观点挑战。
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。
枷利略挑战亚里士多德的代价也使他失去了工作,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。
第8名:伽利略的加速度实验伽利略继续提炼他有关物体移动的观点。
他做了一个6m多长、3m多宽的光滑直木板槽,再把这个木板槽倾斜固定,让钢球从木槽顶端沿斜面滑下,并用水钟测量钢球每次下滑的时间,研究它们之间的关系。
历史上的十大经典物理实验
历史上的十大经典物理实验导读:我根据大家的需要整理了一份关于《历史上的十大经典物理实验》的内容,具体内容:2002 年,美国两位学者在全美物理学家中做了一次调查,请他们提名有史以来最出色的十大物理实验,其中多数都是我们耳熟能详的经典之作。
令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学...2002 年,美国两位学者在全美物理学家中做了一次调查,请他们提名有史以来最出色的十大物理实验,其中多数都是我们耳熟能详的经典之作。
令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂:由简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念。
十大经典物理实验犹如十座历史丰碑,扫开人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界的崭新认识。
从十大经典物理实验评选本身,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。
十大经典物理实验排名第一:托马斯杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中,人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性,又有粒子性,即所谓的"波粒二象性"。
"波动"和"粒子"都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念,与我们的直观经验较为相符。
然而,微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。
如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律,电子双缝干涉实验为一典型实例。
杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验,玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验,以此来讨论量子物理学中的基本原理。
可是,由于技术的原因,当时它只是一个思想实验。
直到 1961 年,约恩孙制作出长为 50mm、宽为 0.3mm、缝间距为 1mm 的双缝,并把一束电子加速到 50keV,然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样,并可用照相机记录图样结果。
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你知道最美丽的十大物理实验吗?说道物理实验大多数人都会认为是很复杂且枯燥的,那物理实验何谈美丽呢?美国的物理学家最近评出的这些实验共同之处是:它们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂,这种美丽是一种经典概念:最简单的仪器和设备,最根本、最单纯的科学结论,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。
无论在加速器中裂解亚原子粒子,还是测序基因序列,或分析一颗遥远恒星的摆动,这些让世界瞩目的实验常常动辄耗资百万美元,产生出洪水般汹涌的数据,并需要超高速计算机处理几个月。
一些实验小组因此成长为一个个的小公司。
罗伯特·克瑞丝是美国纽约大学石溪分校哲学系的教员、布鲁克海文国家实验室的历史学家,他最近在美国的物理学家中作了一次调查,要求他们提名历史上最美丽的科学实验。
9月份出版的《物理学世界》刊登了排名前10位的最美丽实验,其中的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。
所有的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者是计算器。
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之魂,这种美丽是一种经典概念: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,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。
从十大经典科学实验评选本身,我们也能清楚地看出2019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》根据时间顺序对这些实验重新排序,并作了简单的解释。
埃拉托色尼测量地球圆周长古埃及的一个现名为阿斯旺的小镇。
在这个小镇上,夏至日正午的阳光悬在头顶:物体没有影子,阳光直接射入深水井中。
最美丽的十大物理实验ppt
第八名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。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的:铜 球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜 球滚动的路程和时间的平方成比例:两倍的时间里,铜 球滚动4倍的距离,因为存在恒定的重力加速度。
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最美丽的十大物理实验
第十名 米歇尔·傅科钟摆实验
• 1851年法国科学家傅科在公 众面前做了一个实验,用一根 长220英尺的钢丝将一个62磅 重的头上带有铁笔的铁球悬挂 在屋顶下,观测记录它前后摆 动的轨迹。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 际上这是因为房屋在缓缓移动。 傅科的演示说明地球是在围绕 地轴自转的。在巴黎的纬度上, 钟摆的轨迹是顺时针方向,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。
力定律,但是万有引力到底多大?
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18世纪末,英国科学家ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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,并扭转
金属线。然后用自制的仪器测量出微小
的转动。
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测量结果惊人的准确,他测出了万
量。
第二名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 下落得快,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, 他大胆地向公众的观点挑战。 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 也许是他失去了工作,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。
中学物理十大经典实验与初中力学实验
中学物理十大经典实验与初中力学实验“初中物理是一门很强调理论结合实验的学科,虽然课本上的定律、概念很多,但是只有与实验相结合,理解和运用这些书面知识才能得心应手。
如何才能学好物理呢?小编在这里整理了相关资料,快来学习学习吧!中学物理十大经典实验1、托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中,人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性,又有粒子性,即所谓的“波粒二象性”。
“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念,与我们的直观经验较为相符。
然而,微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。
如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律,电子双缝干涉实验为一典型实例。
杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验,玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验,以此来讨论量子物理学中的基本原理。
可是,由于技术的原因,当时它只是一个思想实验。
直到1961年,约恩·孙制作出长为50mm、宽为0.3mm、缝间距为1mm 的双缝,并把一束电子加速到50keV,然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样,并可用照相机记录图样结果。
电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象,这是电子具有波动性的一个实证。
更有甚者,实验中即使电子是一个个地发射,仍有相同的干涉图样。
但是,当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的,不论用何手段,图样都立即消失,这实际告诉我们,在观察粒子波动性的过程中,任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性,我们无法同时观察两个方面。
要设计出一种仪器,它既能判断电子通过哪个缝,又不干扰图样的出现是绝对做不到的。
这是微观世界的规律,并非实验手段的不足。
2、伽利略的自由落体实验伽利略(1564—1642)是近代自然科学的奠基者,是科学史上第一位现代意义上的科学家。
他首先为自然科学创立了两个研究法则:观察实验和量化方法,创立了实验和数学相结合、真实实验和理想实验相结合的方法,从而创造了和以往不同的近代科学研究方法,使近代物理学从此走上了以实验精确观测为基础的道路。
必看!物理学十大著名经典实验,不看后悔系列!
必看!物理学十大著名经典实验,不看后悔系列!科学实验是物理学发展的基础,又是检验物理学理论的惟一手段,特别是现代物理学的发展,更和实验有着密切的联系。
现代实验技术的发展,不断地揭示和发现各种新的物理现象,日益加深人们对客观世界规律的正确认识,从而推动物理学的向前发展。
令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂:由简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念。
十大经典物理实验犹如十座历史丰碑,扫开人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界的崭新认识。
从十大经典物理实验评选本身,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。
排名第一:托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中,人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性,又有粒子性,即所谓的“波粒二象性”。
“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念,与我们的直观经验较为相符。
然而,微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。
如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律,电子双缝干涉实验为一典型实例。
杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验,玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验,以此来讨论量子物理学中的基本原理。
可是,由于技术的原因,当时它只是一个思想实验。
直到1961 年,约恩•孙制作出长为50mm、宽为0.3mm、缝间距为1mm 的双缝,并把一束电子加速到50keV,然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样,并可用照相机记录图样结果。
电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象,这是电子具有波动性的一个实证。
更有甚者,实验中即使电子是一个个地发射,仍有相同的干涉图样。
但是,当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的,不论用何手段,图样都立即消失,这实际告诉我们,在观察粒子波动性的过程中,任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性,我们无法同时观察两个方面。
科学之美!十个著名经典的物理实验!
科学之美!十个著名经典的物理实验!来源:量子科学、见物思理科学实验是物理学发展的基础,又是检验物理学理论的唯一手段。
特别是现代物理学的发展,更和实验有着密切的联系。
现代实验技术的发展,不断地揭示和发现各种新的物理现象,日益加深人们对客观世界规律的正确认识,从而推动物理学的向前发展。
令人惊奇的是十个经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂:由简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念。
十大经典物理实验犹如十座历史丰碑,扫开人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界的崭新认识。
从十大经典物理实验评选本身,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。
1托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中,人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性,又有粒子性,即所谓的“波粒二象性”。
“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念,与我们的直观经验较为相符。
然而,微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。
如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律,电子双缝干涉实验为一典型实例。
杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验,玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验,以此来讨论量子物理学中的基本原理。
可是,由于技术的原因,当时它只是一个思想实验。
直到1961 年,约恩·孙制作出长为 50mm、宽为 0.3mm、缝间距为 1mm 的双缝,并把一束电子加速到50keV,然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样,并可用照相机记录图样结果。
电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象,这是电子具有波动性的一个实证。
更有甚者,实验中即使电子是一个个地发射,仍有相同的干涉图样。
但是,当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的,不论用何手段,图样都立即消失,这实际告诉我们,在观察粒子波动性的过程中,任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性,我们无法同时观察两个方面。
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【物理】物理学史上十大最美丽的实验
理实验是枯燥、繁琐、无聊的,但事实上,真正优秀的实验必须首先是美丽的。
下面就是世界知名物理学家们联合评选出的物理学史上十大最美丽的实验。
这十大实验中的绝绝大部分是科学家独立完成的,最多有一两个助手。
所有的实验都“抓”住了物理学家眼中“最漂亮”的科学之魂,这种漂亮是一种经典概念:使用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,人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空,对自然界的理解更加清晰。
第10名:
傅科钟摆实验
2001年,科学家们在南极安置一个摆钟,并观察它的摆动。
他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。
1851年,法国科学家傅科在公众面前做了一个实验,用一根长220英尺的钢丝将一个62磅的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下,观测记录它前后摆动的轨迹。
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。
实验上这是因为房屋在缓缓移动。
傅科的演示说明地球是在围绕地轴自转的。
在巴黎的纬度上,钟摆的轨迹是顺时针方向,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。
第9名:
卢瑟福发现核子实验
1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能实验时,原子在人们的印象中好像是“葡萄干布丁”,大量正电荷聚集的糊状物质,中间包含着电子微粒。
但是他和他的助手发现向金箔发射带正电的α微粒时有少量被弹回,这使他们非常吃惊。
卢瑟福计算出原子并不是一团糊状物质,绝大部分物质集中在一个中心小核上,现在叫作核子,电子在它周围环绕。
第8名:
伽利略的加速度实验伽利略提炼他相关物体移动的观点。
他做了一个6m多长、3m多宽的光滑直木板槽,再把这个木板槽倾斜固定,让钢球从木槽顶端沿斜面滑下,并用水钟测量钢球每次下滑的时间,研究它们之间的关系。
亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的:铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。
伽利略却证明钢球滚动的路程和时间的平方成比例:两倍的时间里,铜球滚动了4倍的距离,因为存有恒定的重力加速度。
古埃及有一个现名为阿斯旺的小镇。
在这个小镇上,夏至日正午的阳光悬在头顶,物体没有影子,阳光直接射入深水井中。
埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆的馆长,他意识到这个信息能够协助他估计地球的周长。
在以后几年里的同一天、同一时间,他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。
发现太阳光线有轻微的倾斜,在垂直方向偏离了大约7°。
假设地球是球状,那么它的圆周应跨越360°。
如果两座城市成7°,就是7/360的圆周,就是当时5000个希腊运动场的距离。
所以地球周长应该是25万个希腊运动场。
今天,通过航迹测算,我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5%以内。
第6名:
卡文迪什扭秤实验
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·卡文迪什决定要找出这个引力。
他将小金属球系在长为6英尺(1英尺等于0.305米)木棒的两边并用金属线悬吊起来,这个木棒就像哑铃一样。
再将两个350磅(1磅等于0.4536千克)的铜球放在相当近的地方,以产生充足的引力让哑铃转动,并扭转金属线。
然后用自制的仪器测量出微小的转动。
测量结果惊人地准确,他测出了万有引力恒量的参数,在此基础上卡文迪什计算地球的密度和质量。
卡文迪什的计算结果是地球的质量为6.0 x10^24kg.
第5名:
托马斯·杨的光干涉实验
在多次争吵后,牛顿让科学界接受了这样的观点:光是由微粒组成的,而不是一种波。
但牛顿也不是永远准确的。
1830年,英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这个观点。
他在百叶窗上开了一个小洞,然后用厚纸片盖住,再在纸片上戳一个很小的洞。
让光线透过,并用一面镜子反射透过的光线。
然后他用一个厚约三十分之一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。
这说明两束光线能够像波一样相互干涉。
这个实验为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用。
第4名:
牛顿的棱镜色散实验
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,因躲避鼠疫在家里呆了两年,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他颜色的光(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,牛顿把一面三棱镜放在阳光下,透过三棱镜,光在墙上被分解为不同颜色,后来我们称作为光谱。
人们知道彩虹的五颜六色,但却不知其原因。
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,如果你深入地看看,会发现白光是非常美丽的。
第3名:
密立根的油滴实验
很早以前,科学家就在研究电。
人们知道这种无形的物质能够从天上的闪电中得到,也能够通过摩擦头发得到。
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的。
1909年,美国科学家罗伯特·密立根开始测量电流的电荷。
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,让一边成为正电极,另一边成为负电极。
当小油滴通过空气时,就会吸一些静电,油滴下落的速度能够通过改变电板问的电压来控制。
密立根持续改变电压,仔细观察每一颗油滴的运动。
经过反复试验,10年后,密立根得出结论:电荷的值是某个固定的常量,最小单位就是单个电子的带电量。
第2名:
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得快,因为伟大的亚里士多德已经这么说了。
伽利略,当时在比萨大学任职,他大胆地向公众的观点挑战。
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。
枷利略挑战亚里士多德的代价也使他失去了工作,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。
第1名:
托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验
牛顿和托马斯·杨对光的性质研究得出的结论都不完全准确。
光既不是简单地由微粒构成,也不是一种单纯的波。
20世纪初,普朗克和爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西发出光和吸收光。
但是其他实验还是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,物理上称它们具有波粒二象性。
将托马斯·杨的双缝演示改造一下能够很好地说明这个点。
科学家们用电子流代替光束来解释这个实验。
根据量子力学,电粒子流被分为两股,被分得更小的粒子流产生波的效应,它们相互影响,以至产生像托马斯·杨的双缝演示中出现的增强光和阴影。
这说明微粒也有波的效应。