第4组 王腾 1
NO.1： Young的双缝演示被应用于电子干涉实验。 牛顿和托马斯·杨在研究光的性质时得出的结论并不完全正确。 光既不是简单地由粒子组成，也不是简单的波。 20 世纪初，马克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦证明，一种叫做光子的东西分别会发射和吸收光。 但其他实验仍然证明光是一种波状物质。 经过几十年的发展，量子理论最终总结出两个相互矛盾的真理：光子和亚原子粒子（如电子、光子等）是同时具有两种性质的粒子。 在物理学中，它们被称为波粒二象性。 托马斯·杨（ Young）的两缝演示的一个转折很好地说明了这一点。 科学家们使用电子流而不是电子束来解释实验。 根据量子力学，一束带电粒子流被分成两束，较小的粒子流会产生波动效应，它们相互作用，产生托马斯·杨双缝演示中看到的增强光影。 这说明粒子也具有波动效应。
2NO.2：伽利略的自由落体实验 16世纪末，每个人都相信较重的物体比较小的物体下落得更快，因为伟大的亚里士多德曾这样说过。 当时在比萨大学数学系任职的伽利略·伽利雷大胆挑战公众舆论。 著名的比萨斜塔实验已成为科学上的佳话：他同时从斜塔上扔下了一个轻的和重的物体，这样大家就可以看到两个物体同时落地。 伽利略对亚里士多德的挑战可能让他失去了工作，但他证明了自然的本质，而不是人类的权威，科学拥有最终决定权。 3NO.3：罗伯特·米利肯的油滴实验 很久以前，科学家们正在研究电。 人们知道，这种看不见的物质可以从天空中的闪电或摩擦头发中获得。 1897年十大经典物理实验，英国物理学家JJ托马斯确定电流是由带负电的粒子，即电子组成。 1909年，美国科学家罗伯特·米利肯开始测量电流的电荷。 美利肯使用香水瓶的喷嘴将油滴喷入一个透明的小盒子中。 将电池连接到小盒子的顶部和底部，使一侧为正极板，另一侧为负极板。 当小油滴穿过空气时，它们会吸收一些静电。 油滴下落的速度可以通过改变电板之间的电压来控制。 美利肯不断改变电压，仔细观察每个油滴的运动。 经过反复实验，米利肯得出结论：电荷的值是一个固定的常数，最小单位是单个电子的电荷。
4NO.4：牛顿棱镜分解阳光。 伽利略在艾萨克·牛顿出生那年去世。 牛顿1665年毕业于剑桥大学三一学院，为了躲避瘟疫，他在家呆了两年，然后顺利找到了工作。 当时，每个人都认为白光是没有其他颜色的纯光（亚里士多德就是这么认为的），而彩色光是发生了某种变化的光。 为了检验这个假设，牛顿将棱镜放在阳光下。 通过棱镜，光线在墙壁上分解成不同的颜色，我们后来称之为光谱。 人们知道彩虹有多种颜色，但他们认为这是因为它不正常。 牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、青、靛、紫基色的不同色谱，形成了表面单色的白光。 如果你看得更深一些，你会发现白光非常美丽。 5NO.5：托马斯·杨的牛顿光干涉实验并不总是正确的。 经过多次争论，牛顿让科学界相信光是由粒子而不是波构成的。 1830年，英国医生、物理学家托马斯·杨用实验验证了这一观点。 他在百叶窗上剪了一个小洞，用一张厚纸盖住，然后在纸上戳了一个很小的洞。 让光线透过，并用镜子反射透过的光线。 然后他用一张大约 1/30 英寸厚的纸将光线从中间分成两束。 结果是看到光与影的交叉。 这表明两束光可以像波一样相互干涉。 这个实验对一个世纪后量子理论的创立发挥了至关重要的作用。
6NO.6：卡文迪什扭矩实验 牛顿的另一个伟大贡献是他的万有引力定律，但是万有引力有多大呢？ 18世纪末，英国科学家亨利·卡文迪什决定找出这种重力。 他悬挂了一根 6 英尺长的木杆，木杆两侧各附有小金属球，就像哑铃一样，悬挂在金属线上。 两个 350 磅重的铅球放置得相当近，以产生足够的重力来旋转哑铃并扭转钢丝。 然后使用自制仪器测量微小的旋转。 测量结果出人意料地准确。 他测量了引力常数的参数。 在此基础上，卡文迪什计算出了地球的密度和质量。 卡文迪什的计算结果是，地球的重量为 6.0 × 1024 千克，即 13 万亿万亿磅。 7NO.7：埃拉托斯特尼在古埃及的一个城镇（现在称为阿斯旺）测量了地球的周长。 在这个小镇上，夏至正午的太阳高挂在头顶，物体没有阴影，阳光直射深井。 公元前 3 世纪亚历山大图书馆的图书管理员埃拉托色尼意识到这些信息可以帮助他估计地球的周长。 在随后几年的同一天和同一时间，他测量了亚历山大同一地点物体的阴影。 结果发现，太阳光线稍微倾斜，偏离垂直线的角度约为7度。 剩下的就是几何问题了。 假设地球是球形的，它的周长应为 360 度。 如果两个城市成7度角，就是一个7/360的圆，这是当时5000个希腊运动场的距离。 因此地球的周长应该是25万个希腊游乐场。
今天，通过轨迹计算，我们知道埃拉托色尼的测量误差仅在5%以内。 8NO.8：伽利略的加速实验 伽利略继续完善他关于物体运动的想法。 他制作了一条长6米多、宽3米的光滑直木槽。 然后将木槽以一定角度固定，让铜球从木槽顶部沿斜面滑下，用水钟测量铜球每次滑动的时间，研究它们之间的关系。 亚里士多德曾经预言，滚动的球的速度是均匀的：铜球在两倍的时间内可以移动两倍的距离。 伽利略证明了铜球移动的距离与时间的平方成正比：在两倍的时间内，由于重力加速度恒定，铜球滚动了四倍的距离。
9NO.9：卢瑟福发现了核实验。 1911年，当卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射性能量实验时，人们对原子的印象就像“葡萄干布丁”十大经典物理实验，一种中间聚集有大量正电荷的糊状物质。 容纳电子粒子。 但他和他的助手们惊讶地发现，当他们向金箔发射带正电的阿尔法粒子时，少量粒子会反弹回来。 卢瑟福计算出原子不是糊状质量，但大部分物质集中在一个小的中心核中，现在称为核子，电子围绕它运行。
10NO.10：米歇尔·傅科的摆钟实验 去年，科学家在南极洲放置了一个摆钟并观察了它的摆动。 他们正在重复1851年在巴黎进行的一项著名实验。1851年，法国科学家福柯在公开场合进行了一项实验。 他用一根220英尺长的钢丝，将一个62磅重、头上有铁笔的铁球悬挂在屋顶下，观察并记录它的来回摆动。 观众们都惊讶地发现，钟摆每摆动一次，就会稍微偏离原来的轨迹，并发生旋转。 这其实是因为房子在慢慢移动。 福柯的论证表明地球绕其轴旋转。 在巴黎的纬度，钟摆顺时针移动，一个周期为30小时。 在南半球，摆应该逆时针旋转，而在赤道则不会旋转。 在南极洲，自转周期为24小时。 11
