上图中,公式里的G就是万有引力常量。
那么,万有引力常量G的测量有哪些难点?
卡文迪许到底是如何测量它的呢?
下面为您具体介绍!
02万有引力常量G测量的难点我们先来解释一下这个很多人都会产生的疑问,即:
万有引力常量(以下简称引力常量)真的那么难测量么?
根据万有引力定律的表达式,只需要测量出m,M两个质量,测量出m和M之间的距离R,测量成它们之间的引力F,带入公式,不就计算出引力常量G了么?这是一个中学生都可以做到的呀!
的确,卡文迪许所用的方法就是如此,一个中学生都能想到的方法。
但是这个方法要实现起来可是难上加难!可以说是物理学史上最难的实验之一!
为什么呢?
因为引力太弱了!引力是宇宙中四种基本相互作用力中最小的一种,两个质子间的引力,是它们之间电磁力的1/10^36,也就是1万亿亿亿亿分之一。
m,M的质量可以用天平来测量,距离可以用尺子来测量,但是引力,拿什么来测量呢?
弹簧测力计?不行!——精度完全不够。
引力实在是太弱了,两个60千克的人,站在相距离1米的地方,他们之间的引力,只有2.4×10^-7N——还不到一粒灰尘的重力大小!
这就是万有引力发现100年过去了,引力常量还没有测量出来的原因。
03不得不讲的库仑和库仑定律引力常数的测量关键,就变成了测量引力,那么我们到底该如何测量引力呢?卡文迪许用的是什么方法呢?
这里,我们不得不讲讲库仑以及其发现的库仑定律。
库仑是个物理学家,主要研究电学。
在物理学中,电荷的多少叫做电荷量,用Q表示,它的单位就是「库仑」,简称库,用符号C表示。
库仑定律是描述带电物体之间(电荷之间)相互作用力的定律——这也是一种最基本的相互作用力,被称为电磁力。
库仑定律的表达式,和万有引力定律非常相似,甚至可以说是一模一样!