第83章 四大基本力(第2/3頁)
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,待會只需要逐漸增大施加的力來總結扭轉角度與力的關係,就可以得出剛才磁力的大小”。
“基於這個實驗,卡文迪許製作了一個輕便而結實的t形框架,並把這個框架倒掛在一根細絲上。如果在t形架的兩端施加兩個大小相等、方向相反的力,細絲就會扭轉一個角度,根據t形架扭轉的角度,就能測出受力的大小”。
“卡文迪許在t形架的兩端各固定一個小球,再在每個小球的附近各放一個大球,因為萬有引力,小球應該被吸引從而導致細絲扭轉,為了測定微小的扭轉角度,他還在t形架上裝了一面小鏡子,用一束光射向鏡子,經鏡子反射後的光射向遠處的刻度尺,當鏡子與t形架一起發生一個很小的轉動時,刻度尺上的光斑會發生較大的移動。這樣,萬有引力的微小作用效果就被放大了”。
“現在力的大小有了,半徑和質量直接測量就是了,那G值自然就算出來,根據這個實驗,算出了歷史上第一個萬有引力常數G值——6.67x10(-11) N·m2\/kg2”。
漢-張衡
“天才啊!如此簡潔卻又精妙絕倫的裝置,竟然能夠憑藉這般簡單的構造就計算出常量,太厲害了!”張衡看完實驗驚得直接站了起來,興奮的在房內來回踱步,而後他靈光一現,“既然有了這個計算公式,如果我們能知曉地球的半徑,那不就能夠推算出地球的質量嗎?”想到此處,他的心跳愈發劇烈。
“沒錯,根據剛剛所講述的力學方面的公式,我們完全可以透過實驗測量出重力加速度從而得到力的數值。然後,再依據太陽系模型,藉助日食和月食等天文現象,便能夠推匯出地球的半徑……哈哈,一定行得通!”張衡越說越是興奮,聲音也不自覺地提高了幾分。
此時的張衡已然沉浸在了自己的構想之中,無法自拔。他彷彿看到了成功就在眼前,只要能夠順利採集到所需的資料,那麼他完全可以計算出地球的質量。
而此時此刻,在天幕之下,許多其他的學者們同樣也被這新奇的知識深深吸引,併產生了與張衡相似的念頭。他們或是埋頭苦思設計著各種各樣別出心裁的實驗方案,或熱烈地討論著如何更好地去驗證天幕中所提及的那些理論,一場轟轟烈烈的探索之旅正在悄然展開……
陳勇:“既然都瞭解了四大力中的萬有引力,其他幾個也和你們講講,宇宙四大基本力分別是引力、電磁相互作用力、弱相互作用力、強相互作用力”。
然而,引力和電磁力相對好一些,強、弱相互作用這種那就太難搞了,主要還是說引力和電磁力,另兩個陳勇也是在簡單講了微觀粒子的概念後帶了幾句,順便放了個十分鐘左右的科普影片。
天幕下,一堆人聽著各種力,聽著各種粒子,都繞懵了了,有一種陷入知識的海洋但是快要淹死的感覺了,以至於聽到後面,完全被這段影片所搭配的宇宙背景,被那浩瀚的星空、璀璨的星雲給吸引了,最後得出結論,宇宙竟是如此的宏偉壯觀,至於知識,則是嗖一聲划過去了。
在介紹了電磁力之後,陳勇舉了個例子,陳勇:“木桌上有一杯子,木桌對杯子的支援力,從微觀上看是構成木頭的原子的外層電子和構成玻璃的原子的電子之間的排斥,宏觀上就是木桌支撐住了杯子,這個支援力就是電磁力的一種表現。同時維持木桌木板固體形狀的,也是電磁力,電磁力使得粒子只能在相對固定的位置上振動,而不會像液體或氣體那樣自由移動”。
“由此簡單可得,如果一種材料其內部微觀粒子的電磁相互作用較弱,那其提供的支援力會小,就像一塊豆腐渣和一塊石頭的區別,我們回到重力壩的話題,重力壩要依靠自身質量來固定自己,但如果質量太大,壩體的底層可能會因為無法提供足夠大的支撐力而把自己壓垮。因此