卡文迪許扭秤實驗

這兩天有不少同學問到卡文迪許扭秤實驗的原理，在這裡系統說明一下，力求清晰明了。

在物理學發展的前期，人們對微弱作用的測量感到困難，因為這些微弱的作用人們通常都感覺不到，更不要說測量了。後來，物理學家們想到了懸絲，要把一根絲拉斷需要較大的力，而要使一根懸絲扭轉，有一個很小的力就可以做到了。根據這個設想，英國科學家卡文迪許於1789年發明了扭秤。

卡文迪許用兩個質量一樣的鉛球分別放在扭秤的兩端。扭秤中間用一根韌性很好的鋼絲系在支架上，鋼絲上有個小鏡子。

如下圖所示：

實驗原理

用準直的細光束照射鏡子，細光束反射到一個很遠的地方，標記下此時細光束所在的點。用兩個質量一樣的鉛球同時分別吸引扭秤上的兩個鉛球。由於萬有引力作用。扭秤微微偏轉。但細光束所反射的遠點卻移動了較大的距離。

原理利用了二次放大法（微小形變放大法）

1. 儘可能地增大了T型架連接兩球的長度使兩球間萬有引力產生較大的力矩，使桿偏轉。

2. 儘力地增大弧度尺與系統的距離使小鏡子的反射光在弧線上轉動了較大角度。

通過二次放大巧妙地將微弱的力進行了放大，從而便於測量。同學們，明白了嗎？

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