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测量地球密度的人

  • 日期:2009-08-09 07:49
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测量一种物质的密度,通常的方法是先测出这种物质的质量m及体积v,然后利用密度公式d=m/v即可求出,可是我们如何知道地球的密度呢,我们既找不到一个称量地球质量的大天平,也无法测量地球的体积,可地球的密度却被英国物理学家卡文迪什通过一个巧妙的方法测出来了。1731年10月10日,卡文迪什出生于英国,据说,卡文迪什家里十分富有,几乎要什么有什么,他进行科学研究完全是他个人的爱好,他甚至不想发表自己的研究成果。比如他曾独立通过实验得出了电荷之间作用力的平方反比规律,比库仑定律的发现要早得多,直到后人整理他的文稿时,好多重要结论才被发现。卡文迪什对科研几乎达到入迷的程度尽管他十分富有,可为了节约时间,他无论待客或自己吃饭都只用一只羊。有一次,有五位学者前往拜访卡文迪什,卡文迪什热情地挽留他们吃午饭,照例,卡文迪什对仆人喊道:“拿一只羊腿来。”仆人犹豫着没动,拿眼看着主人与客人,卡文迪什才意识到一只羊腿太少了,于是让仆人取来两只羊腿。十八世纪,英国皇家学会的米歇耳神父想出了一个测量地球密度的方法:通过灵敏地测出两个不大的物质间的吸引力就可以实现这一目标。
     由于他当时正在从事另一项有意义的研究,因此直到他逝世前不久才制造出这种测量引力的仪器。他未能进行这方面的任何测量就死了。这架仪器几经辗转,到了卡文迪什手中。卡文迪什得到这台仪器后,经过更周全的修改使它有点类似于库仑的扭称。在横杆AB两端悬两个等质量m的小球,横杆通过一条长的金属丝与顶部横梁相接,先把 m1、m2球对称地放置在杆的两侧,这时 M1与 m1,M2与m2之间的万有引力将便横杆沿顺时针方向转过一个角度,然后,M1与M2分别置于m1、m2的另一侧,横杆又会沿逆时针方向转过一个角度,只要事先测出了金属丝的扭转系数,就可以知道两球之间引力的大小。卡文迪什是在密闭容器中测量的,最后他测出的地球密度大小为5.24克/厘米3,比当时用其它方法测量的结果相差不到百分之一。

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