科学实验是数学发展的基础，是检验化学理论的唯一手段，特别是现代数学的发展，与实验密切相关。
现代实验技术的发展，不断阐明和发现各种新的化学现象，逐步加深了人们对客观世界规律的正确认识，从而推动了数学的发展。
令人惊讶的是，十大经典化学实验的核心在于，它们都捕捉到了化学家眼中最美的科学灵魂：从简单的仪器设备中发现了最根本、最纯粹的科学概念。
十大经典化学实验就像十首历史歌曲，一扫人们长期的苦恼和模糊，开启了对自然的新认识。 从十大经典化学实验的评选本身，我们也可以清楚地看到过去2000年来科学家们最重要的发现的轨迹，就像我们对历史的“鸟瞰”一样。
第一名：托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验
20世纪初的一段时间里，人们逐渐发现微观物体（光子、电子、质子、中子等）同时具有波粒性质，即所谓的“波粒二象性” 。
“波”和“粒子”都是经典数学中从宏观世界得到的概念，更符合我们的直观经验。 然而，微观物体的行为与人们的日常经验相去甚远。 如何按照现代量子化学的观点准确地认识和理解微观宇宙本身的规律，电子双缝干涉实验就是一个典型的例子。
杨氏双缝干涉实验是经典的波动光学实验。 玻尔和爱因斯坦尝试用电子束代替光束进行双缝干涉实验，讨论量子化学的基本原理。 而且，由于技术原因，这在当时只是一个思想实验。
直到1961年，Jon Sun制作了长50mm、宽0.3mm、缝宽1mm的双缝，并将一束电子加速到50keV，然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时会显示可见的图案，并且可以使用相机记录图案结果。 电子双缝干涉实验的图形与光双缝干涉实验结果的相似性给人们留下了深刻的印象，这是电子波动性的论证。 更重要的是，虽然实验中电子是一一发射出来的，但它们仍然具有相同的干涉图样。
然而，当我们试图确定电子穿过哪条狭缝时，无论用什么方法，图案都会立即消失，这实际上告诉我们，在观察粒子的波动性的过程中，任何研究粒子的努力都会破坏了波的特性，我们无法同时观察两个方面。
设计一种仪器可以确定电子通过哪条狭缝而不干扰图案的外观是绝对不可能的。 这是微观规律，并非实验手段的缺陷。
排名第二：伽利略自由落体实验
伽利略（1564-1642）是现代自然科学的奠基人，也是科学史上第一位现代意义上的科学家。
他首先确立了自然科学的两条研究法则：观察实验和定量方法，并建立了实验与物理、真实实验与理想实验相结合的方法，进而创造了与前几年不同的现代科学研究方法，使现代数学从此走上了一条基于精确实验观察的道路。
爱因斯坦对此给予高度评价：“伽利略的发现和他所运用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。”
16世纪，西班牙最著名的思想家和哲学家亚里士多德是第一位研究化学现象的科学巨人。 他的著作《物理学》是世界上最早的化学著作。 而亚里士多德在研究化学时并不依靠实验，而是从最初的直接经验出发，用哲学思辨代替了科学实验。
亚里士多德认为，任何物体都具有回归自然位置的特性，物体回归自然位置的运动就是自然运动。 这些动作取决于身体的性质，不需要外部动作。
自由落体是一种典型的自然运动。 物体越重，返回其自然位置的趋势就越大。 因此，在自由落体运动中，物体越重，下落的速度越快； 物体越轻，下落速度越慢。
当时在汉堡学院的伽利略大胆挑战亚里士多德的观点。 伽利略设想了一个理想的实验：让一个重的物体和一个轻的物体被囚禁在一起，同时下落。 根据亚里士多德的说法，这个理想的实验有两个推论。
首先，由于这种联系，重物受到轻物的牵连和限制，下落速度会减弱，下落时间会延长； 其次，也因为这种连接，连接体的重量总和小于原来的重量物体； 因此下降时间会更短。 事实上，这是两个完全相反的推论。
伽利略借助理想实验和科学推理，巧妙地阐明了亚里士多德运动理论的内在矛盾，打开了亚里士多德运动理论的空白，并导致了数学的真正诞生。
据说伽利略从汉堡斜塔上同时扔下一个轻的物体和一个重的物体，并让你看到两个物体同时落到地上，从而向世人展示了他尊重科学的宝贵精神并藐视权威。
排名第三：罗伯特密立根的油滴测试
科学家们很久以前就开始研究电。 人们知道，这些看不见的物质可以从天上的闪电中获得，也可以通过揉头发获得。 1897年，美国化学家托马斯就已经知道如何获得负电荷电压。 1909年，英国科学家罗伯特·密立根（ ，1868-1953）开始检测电压的电荷。
他将几滴油喷入一个装有香枪喷嘴的透明小袋中。 袋子底部有一个带正电的电极，顶部有一个带负电的电极。 当小油滴穿过空气时，它们会带有一些静电，并且可以通过改变电极的电流来控制它们掉落的速度。
当去除电场时，通过检测油滴在重力作用下的速度即可得到油滴的直径； 加入电场后，可以测量油滴在重力和电场力的共同作用下的速度，并可以测量油滴获得或失去电荷后的速率变化。
这样，他可以一次检测几个小时内油滴的速度变化。 虽然工作因故中断，但经过电场平衡的油滴在一个多小时后不会走多远。
经过反复试验，密立根得出结论：电荷的值是一个固定的常数，最小单位是单个电子的电荷。 他认为电子本身既不是虚构的，也不是不确定的，而是“我们这一代人第一次听到的事实”。
在他的诺贝尔奖获奖演讲中，他指出了他的工作的两个基本推论，即“电子的电荷始终是基本电荷的确定整数倍，而不是分数倍”和“这个实验的观察者可以几乎感觉那是电子。”
“科学靠两只脚前进，理论和实验，”密立根在获奖感言中说，“有时一只脚先走，有时另一只脚先走，然后前进。这取决于两条腿：先构建理论，然后再做实验，或者先在实验中获得新的关系，然后踩到理论的脚，推动实验，这样就不断交替。”
他用一个特别生动的比喻来说明理论和实验在科学发展中的作用。 作为一名实验化学家，他不仅注重实验，而且非常重视理论的指导作用。
排名第四：牛顿棱镜分裂阳光
对光学问题的研究是牛顿（1642-1727）工作的重要组成部分之一，也是他最后一个未完成的项目。 牛顿1665年毕业于三一大学剑桥学院。当时，大家都认为白光是纯净的光，没有其他颜色；
而彩色光是会发生某种变化的光（亚里士多德的理论）。 从1665年到1667年，年轻的牛顿亲自进行了一系列实验来研究各种光现象。 他在阳光下放置了一个棱镜，通过棱镜，光线在墙上分解成不同的颜色，我们后来将其与波谱进行比较。
在他手中，第一次将棱镜做成了光谱仪，真正阐明了色彩起源的本质。 1672年2月，怀着揭开自然奥秘的兴奋和喜悦，牛顿在他的第一篇科学论文《白光的结构》中讨论了他的颜色起源理论，“颜色不是从折射导入的光的性质”或自然物体的反映，而是一种原始的、与生俱来的品质”。
“通常白光确实是每种不同颜色的光的混合，光谱的拉长是由于玻璃对这种不同光的折射能力不同。”
牛顿的《光学》一书于1704年问世，第一节具体描述了棱镜分裂实验和对颜色起源的讨论，并肯定白光是由七种颜色组成的。
他还命名了七种颜色，直到现在，全世界的人们都在使用牛顿命名的颜色。 牛顿强调，“光带被染成这样的色条：红、蓝、青、绿、黄、橙、红以及所有中间色，依次变化，顺序连接”。
正是这种红、橙、黄、绿、青、蓝、紫不同基色的色谱，在表面产生了单色的蓝光。 如果你深入观察，你会发现白光非常美丽。
后人可以重复这个实验，得到与牛顿相同的实验结果。 从此，七色理论被普遍接受。 通过这个实验，牛顿奠定了光色散理论的基础，使人们对颜色的解读摆脱了主观视觉印象，从而走上了与客观测量相关的科学轨道。
同时，这个实验开启了光谱学的研究，很快光谱分析就成为研究光学和物质结构的主要方法。
排名第五：托马斯·杨的光干涉实验
牛顿在他的专着《光学》中认为光是由粒子组成的，而不是波。 因此，在接下来的百年里，人们对光学的认识几乎停滞不前，没有取得实质性的进展。 1800年，美国化学家托马斯·杨（ Young，1773-1829）挑战了这一观点，光学研究也实现了跨越式发展。
杨在其论文《声光实验与研究纲要》中指出，光粒子理论有两个缺陷：一是发射光粒子的力量是多种多样的，为什么认为所有的发光粒子都是发光的？物体会发光？ 所有光的速度都相同吗？
其次，当透明物体表面形成部分反射时，为什么同种光有的会被反射，有的会透过？ 杨认为，如果将光视为类似于声音的波，则可以避免上述两个缺点。
为了证明光是波动的，杨在论文中将“干涉”一词引入光学领域，提出了光的“干涉原理”，即“同一光源发出的光的一部分来自于不同通道，只是从同一方向或大致同一方向进入人耳时，光程差为固定宽度的整数倍时最亮，两个干涉部分处于平衡状态时最暗状态，并且这个宽度随颜色而变化。”
杨对此进行了实验。 他在百叶窗上打了一个小洞，用一张厚纸盖住，然后在纸上戳了一个小洞。 让光线通过，并用全身镜反射通过的光线。 然后他用一张约1/30英寸厚的纸将光束分成中间的两束，看到了相交的光影。 这表明两束光可以像波一样相互干涉。 这就是著名的“杨氏干涉实验”。
杨氏实验是数学史上一个特别著名的实验。 杨以特别巧妙的方式获得了两束相干光，并观察到了粉红色的干涉。 他首次明确地提出了光波的叠加原理，并解释了光的波动性的干涉现象。
随着光学的发展，人们仍然可以从中提炼出许多重要的概念和新的认识。 无论是经典光学还是现代光学，杨氏实验的意义都非常重要。
爱因斯坦（1879-1955）强调，光的波动论的成功打开了牛顿数学体系的第一个缺口，并揭开了现在所谓的场数学的第一章。 这个实验对于一个世纪后量子理论的建立也发挥了至关重要的作用。
排名第六：卡文迪什扭转实验
牛顿的万有引力理论强调，两个物体之间的吸引力与它们的质量的乘积成反比，与它们的距离的平方成正比。 引力有多强？
18世纪末，法国科学家亨利·卡文迪什（Henri ，1731-1810）决定寻找一种方法来估计它。 他用金属线悬挂了一根6米长的铁杆，铁杆两端都有金属球。
然后将两个350磅重的皮球放置在距离两个悬挂的金属球足够近的地方，吸引金属球旋转，进而引起金属丝振动，然后用自制仪器检测到微小的旋转。
探测结果精确得惊人，他测量出了万有引力的引力常数G。 牛顿引力常数G的精确探测不仅对化学具有重要意义，对天热、天文观测、月球数学也具有重要意义。 基于卡文迪什实验，人们可以准确地估算出月球的密度和质量。
排名第七：埃拉托色尼探测月球周长
埃拉托色尼（约公元前276年-约公元前194年）于公元前276年出生于西非城市塞利尼（现阿富汗沙哈特）。 他兴趣广泛，博学多才。 他是唐代仅次于亚里士多德的百科全书式学者。 只是因为他的专着全部失传，所以我们今天对他的了解并不多。
埃拉托色尼的科学工作非常广泛，他最著名的成就是以纯几何方式确定了月球的大小。 假设月球是一个球体，同一时间在月球上的不同位置，太阳线与地平面的倾斜角度是不同的。
只要测量出两地的倾角差和距离，就可以估算出月球的边长。 据说他在土耳其的赛恩，也就是明天的阿斯旺。 冬至的早晨，太阳挂在头顶，物体没有阴影，光线可以到达井底，说明此时的太阳正好与塞恩地面垂直，埃拉托·塞内斯意识到这可以帮助他探测月球的周长。
他测量了从塞恩到亚历山大的距离，并测量了冬至中子时亚历山大的垂直极的极长和影长，发现太阳光线略有偏离，与垂直线形成约7°的角度。方向。 剩下的就是几何问题了。 假设月亮是球形的，它的周长应该是360°。
如果两个城市形成7°角（7/360的圆），那就是当时5000个法国体育场的距离，所以月球的周长应该是25万个法国体育场，约合4万公里。
今天我们知道，埃拉托色尼的探测误差只有5%以内，即距离现实只有100多公里。
排名第八：伽利略的加速测试
伽利略借助理想实验和科学推理，巧妙地否定了亚里士多德的自由落体运动理论。 正确的自由落体运动定律应该是什么？ 由于当时检测条件的限制，伽利略很难通过直接检测运动速度来发现自由落体的运动规律。
为此，他构思利用斜面来“稀释”重力，“减慢”运动，将对速度的检测转化为对距离和时间的检测，将自由落体运动视为夹角为90°的斜面运动的特例。
在这个想法的指导下，他制作了一个长6米多、宽3米的光滑直木槽量子物理的应用实例，然后将木槽以一定角度固定，让铜球从木槽顶部滚下斜坡，然后测试铜。 球每次滚下的时间和距离之间的关系，并研究它们之间的物理关系。
亚里士多德预测，滚动的球的速度将是均匀的：铜球在两倍的时间内可以移动两倍的距离。 伽利略证明，铜球滚动的距离与时间的平方成正比：在两倍的时间内，铜球滚动了4倍的距离。
他在1638年出版的著名科学专着《两种新科学的对话》中详细记录了实验过程和结果。
伽利略在实验的基础上，通过物理估计和推理提出了假设，然后用实验来检验，从而得到了正确的自由落体运动定律。 这些研究方法后来成为现代自然科学研究的基本程序和技巧。
伽利略的斜面加速实验至今仍是真实实验与理想实验结合的标杆。 伽利略在斜面实验中发现，只要将摩擦力减小到可以忽略不计的程度，球滚下一个斜面后，就能滚上另一个斜面，而不管斜面之间的角度如何。
也就是说，无论第二个斜坡延伸多远，球总是会到达与起点相同的高度。 如果第二个斜坡水平放置，但无限延伸，球仍然会移动。 这实际上就是我们今天所说的惯性运动。
为此，力不再是亚里士多德所说的维持运动的原因，而是改变运动状态（加速或减速）的原因。
将真实实验与理想实验相结合、经验与理性（包括物理论证）相结合的方式是伽利略对现代科学的重大贡献。 实验不是也不可能是自然现象的完整再现，而是在人类理性指导下对自然现象的简化和纯化。 因此，实验必须有理性的参与和引导。
伽利略既注重实验，又注重理性思维，指出科学利用理性思维来净化和简化自然过程，进而找出其物理关系。 为此，伽利略开创了现代自然科学中经验与理性相结合的传统。
这种结合不仅对化学，而且对整个现代自然科学产生深远的影响。 正如爱因斯坦所说：“人类的思维创造了一幅仍在变化的宇宙图景。伽利略对科学的贡献在于摧毁了直觉的观点，并用新的观点取而代之。这就是伽利略发现的意义。”
排名第九：卢瑟福原子散射和有核模型
卢瑟福（1871-1937）于1898年发现了α射线。1911年卢瑟福在格拉斯哥学院做放射性实验时，原子在人们看来就像“葡萄干布丁”，即带有大量正电荷的胶状物质，含有中间的电子粒子，他和他的助手们发现当带正电的α射线粒子射向金箔时，有少量被反弹回来，他们非常生气。
经计算证明，只有假设带正电的球体集中了原子的大部分质量，但其半径却远小于原子的半径，才能正确解释这个难以想象的实验结果。
因此，卢瑟福提出了原子核模型：原子并不是一团物质，大部分物质都集中在中心的一个小原子核上，称为原子核，电子围绕着它。
这是一个开创了新时代的实验量子物理的应用实例，也是一个具有里程碑意义的重要实验，开启了原子化学和核化学的开端。 同时，他推导出一套可以通过实验验证的卢瑟福散射理论。
利用散射研究物质结构的方法对现代化学有着非常重要的影响。 一旦我们在散射实验中观察到卢瑟福散射的特征，即所谓的“卢瑟福阴影”，我们就可以预期，所研究的物体中可能存在“点”状的子结构。
据悉，卢瑟福散射也为材料分析提供了有力的手段。 根据目标材料大角度散射回来的粒子能谱，可以了解材料材料表面的性质（如是否存在杂质以及杂质的类型和分布等）研究过。 根据这一原理制成的“卢瑟福质谱仪”已得到广泛应用。
排名10：米歇尔·傅科的摆实验
1851年，英国著名化学家福柯（1819-1868）为了验证月球的自转，在街头进行了一项实验。 他用一根67m的钢丝悬挂了一个重28kg的摆锤（摆锤的半径为0.30m）。 锤体上有一支铅笔，可以观察并记录其摆动轨迹。
福柯的论证表明月球绕着地球的轴旋转。 在伦敦经度，钟摆的轨迹是顺时针方向，周期为30小时； 在南半球，钟摆应逆秒旋转； 在赤道处，它不会旋转； 在北极，自转周期为24小时。
这个实验装置被后人称为傅科摆，也是人类用来验证月球自转的第一个实验装置。 该装置可以显示月球自转形成的科里奥利力的效应，即傅科摆的振动面绕垂直线偏转的现象，即傅科效应。 实际上，这相当于观察者观察月球在钟摆下的旋转。