他用扭秤測量的也不是什麼引力常數。
他其實是打算為當時熱門的天文學研究去測定地球的密度和質量,同時驗證引力存在罷了。
這個實驗的操作方式並不複雜
首先在靜止狀態下用光線照射小鏡子,光便會被反射到一個很遠的地方。
這時立馬標記光被反射後出現光斑的位置。
隨後物體之間有引力,因此隻要在扭秤邊上的兩個鐵球a、b附近,再放置兩個質量一樣的鐵球c和d。
那麼a就會和c之間產生引力f1,b和d之間便會產生引力f2。
兩股引力的大小不同,有些類似後世的拔河。
所以此時的扭秤便會微微偏轉,反射的遠點也會移動較大的距離。
根據卡文迪許的實驗記錄。
他測算出的地球密度為水密度的5481倍,也就是5481克每立方厘米。
這與現今21世紀的數據相比,僅有065的誤差。
至於萬有引力常數g,卡文迪許其實並沒有計算出來,畢竟那時候的認知體係依舊沒有完全健全。
但他的實驗記錄中,計算g的數據已經相當齊全了,卻是隻是一個概念認知而已。
就算是現在的高中生,都能輕易地就能夠算出引力常數,而且相當精準。
所以後世人們為了紀念這位偉大的實驗物理學家,最終還是決定將測出引力常數g的頭銜授予了卡文迪許。
其實以卡文迪許的才學,如果他選擇將成果公布,他的名氣肯定比現在要大得多。
如果非要找原因的話。
大概是因為上帝在描繪他的智慧上花費了過多的筆墨,以至於無法給他繪出更美好的性格吧。
比如他雖腰纏萬貫,卻常年隻穿著一件褪色的天鵝絨大衣,戴著過時的三角帽。
性格孤僻、沉默寡言的他,幾乎不敢與陌生人和異性交談。
就連與自己聘來的管家溝通,他也隻通過傳紙條等方式來避免尷尬。
他是倫敦銀行最大的儲戶,但他對財產卻完全不管不問。
幾十年間,都隻讓投資顧問購買同一種股票,至死不變。
仆人的父母發燒,他直接給了相當於後世三十萬的醫藥費。
並且他還不止一次的在與友人的信件中吐槽過錢太多,不知道到底該怎麼花。
其實類似卡文迪許的大佬曆史上也並不少,例如高斯也是一個很典型的例子。
高斯死後留下一堆手稿沒發表,此後的50年,誰能解釋他的手稿誰就是大牛。
視線再回歸原處。
整個卡文迪許扭秤實驗的核心,說白了就兩個字
放大。
卡文迪許在實驗中一共使用了三次放大
一是變力為力矩,放大了力。
二是利用幾何光學中,平麵鏡轉動θ,反射光線轉動二倍θ這一定律,放大了角度。
三是利用變角位移為線位移,用尺子測出反射光照射點的位移,計算轉動角,放大了宏觀位移。
這三次放大就是這個實驗的創新之處。
誠然。
以徐雲目前能找到的工具而言,在北宋搞扭秤實驗可能存在較大誤差。
但彆忘了。
他和卡文迪許的目標也是有差距的
卡文迪許搞扭秤實驗首先是為了驗證萬有引力,其次則是通過數據計算地球的密度和質量,收集的信息同時也能推導出引力常量。
而眼下的徐雲隻需要將現象給還原出來、證明物體之間有引力就行了,並不需要計算具體數值。
至於實驗所需的細長光線也不難
後世一些營銷號在介紹卡文迪許實驗的時候說他用的是激光,看起來好像沒啥問題。
但隻要你對科技史有所了解就會知道
激光的原理是愛因斯坦在1916年才發明的。
因此卡文迪許真正的操作,是先將設備轉移到一間陰暗的房間裡,固定好位置。
然後用0x2θ00"x2θ0"2λπ的發散角與光斑半徑反比關係為設計基礎,簡單製作一個玻璃透鏡就能搞定。
一刻鐘後。
整套設備被調試完畢。
徐雲讓謝老都管站在屋外,身邊的地麵上插著一跟類似自拍杆的器具。
器具頂部則固定著透鏡,透鏡可以簡單的進行轉動。
又過了幾分鐘,徐雲說道
“老都管,可以開始了。”
謝老都管點點頭,也沒對徐雲指揮自己有啥意見
“明白。”
隨後他按照徐雲之前的囑咐,緩慢的轉動透鏡,開始校正起了光線。
徐雲的目光則停留在了鏡子上,緊緊盯著光線的變動。
過了一會兒,他忽然道
“停!就是這個位置!”
謝老都管連忙停止了轉動。
接著徐雲轉過身,又對小趙說道
“簡王殿下,麻煩你去牆上用粉筆標注一下光斑的位置。”
小趙乖乖拿起粉筆,走到牆邊。
在反射光斑的位置上劃了個拇指大小的白點
“王公子,這樣可以嗎?”
徐雲朝他點了點頭,隨後對老蘇道
“老爺,輪到咱們了。”
老蘇見說擼起袖子,從桌上拿起了一個鐵球,靠近了扭秤左邊的小鐵球附近。
徐雲則拿起另一個鐵球,靠近了右邊的大鐵球。
而隨著鐵球的靠近,某些肉眼不可見的改變發生了。
片刻不到。
牆邊的小趙頓時瞳孔一縮,驚詫道
“少師公,光斑移動了!”
老蘇聞言一愣,轉身對邊上的小李一招手
“清照,你替我拿著這顆球。”
簡單將球交接給小李後,老蘇快步趕到了牆邊,仔細查看起了光斑。
隻見此時此刻。
光斑已經從被粉筆標注的位置下方消失,轉而挪動到了
大概一尺長的另一側!
老蘇的心頭頓時狠狠一抽。
在實驗開始前,他曾經親自檢查過那四個鐵球。
他可以保證,鐵球之間不存在任何的磁極吸引,屋子裡也沒有哪怕一丁點兒的風。
同時在實驗過程中,徐雲和他也沒有觸碰到扭稱。
因此理論上來說。
整個扭秤組合始終都處於一個平衡靜止的狀態,不可能會因著鐵球的靠近而產生形變。
也就是說
經過某種技巧性的放大後,他們切實見證了物體之間存在的
引力!
這個概念對於老蘇的衝擊,要遠高於重力的解釋——畢竟老蘇或者說不少先賢早就對物體會落下的情況產生過好奇,並且提出過猜想。
雖然提出的猜測與重力有些出入,但這種力的本質還是相近的。
隻不過地心最深處,不存在某種真實的特殊土壤靠著磁力在吸引物體罷了。
因此重力的釋義雖然和老蘇的認知有些衝突,但也沒到三觀崩滅的地步。
而眼下這個實驗,證明的卻是地麵上任意兩個物體之間——可能是人和人,可能是物和物,也可能是人和物,彼此之間都存在一股微弱但切實存在的吸引力!
這是一個從古至今沒有任何人提及過的設想!
重力的概念就好比在後世,你和網戀對象在今天的情人節奔現了,並且打算在朋友圈秀波恩愛。
結果見麵後你發現對方是圖怪,顏值和照片相差了十萬百千裡,三圍都是120,身高160體重160。
這種精神衝擊雖然有些大,但無論如何不至於讓你瘋到抓狂。
而引力的概念卻不一樣。
它自己不是圖怪的範圍了,相當於你奔現後發現自己老婆是個6米高的骷髏!
這種級數的精神衝擊,一般人估計很容易發生三觀崩塌,甚至活生生被嚇死。
但另一方麵。
這也是明擺在所有人麵前的事實,哪怕你真被嚇死了,也沒法改變它確實存在的性質。
想到這兒。
老蘇不由抬起頭,看向了屋外的光源。
此時此刻。
這個細微的光源猶如一道入口,微微將世界的真相敞開了一個缺角
那是一個他過去數十年裡,都未曾想到與觸及的領域
隨後他強迫自己平複了一番心緒,沒去管同樣震撼的小李和小趙,轉而對徐雲問道
“小王,若是老夫所記不錯,你此前似乎說過
我們腳下的大地與世間星辰,儘皆都是圓形?”
徐雲點了點頭,答道
“沒錯。”
聽到這番話,老蘇的眼中頓時泛起了一陣光芒。
他的語氣中甚至帶上了一絲期許
“既然引力都可靠實物證明,那麼小王,星辰為圓心的說法,你可有實據佐證?”
徐雲沉默片刻,依舊點了點頭
“有。”
注
很久沒寫這種正經的科普章節了,其實寫的還挺累的,畢竟要為自己說的話負責,不能胡亂去編造或者黑人
科普章節上本書寫過幾次,反響還不錯,新讀者可以放心,這種大篇幅科普章節出現的次數不會很多,大概間隔十幾萬章才會出現一次。
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