重力加速度测量方法比研究——论文.docVIP

教学单位：物电学院 学生学号：101214126 本科实验论文 题 目：重力加速度测量方法对比研究 学生名称： 专业名称： 指导老师： 2011年12月２２日 摘要:一篇来自海外学者Chad Orzel关于重力加速度g的见解。 Measuring Gravity: Aint Nothin but a G Thing Chad Orzel Theres a minor scandal in fundamental physics that doesnt get talked about much, and it has to do with the very first fundamental force discovered, gravity. The scandal is the value of Newtons gravitational constant G, which is the least well known of the fundamental constants, with a value of 6.674 28 67 x 10-11 m3 kg-1 s-2. That may seem pretty precise, but the uncertainty the two digits in parentheses is scandalously large when compared to something like Plancks constant at 6.626 068 96 33 x 10-34 J s. You can look up the official values of your favorite fundamental constants at this handy page from NIST, by the way... To make matters worse, recent measurements of G dont necessarily agree with each other. In fact, as reported in Nature, the most recent measurement, available in this arxiv preprint, disagrees with the best previous measurement by a whopping ten standard deviations, which is the sort of result you should never, ever see. 重力加速度几种测量方法的比较 摘要： 重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量，在地面上不同的地区，重力加速度g值不相同，它是由物体所在地区的纬度、海拔等因素决定，随着地球纬度和海拔高度的变化而变化，准确地确定它的量值，无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。 测量重力加速度的方法有很多，我所要做的就是通过学习前人的理论知识，经过思考，在现有的实验室条件下，进行实验，做出归纳和总结，提出自己的看法与体会。且实验方法虽然多，但有的测量仪器的精确度受环境因素的影响比较大，不是每种方法都适用，所以有必要对测量方法进行研究，找出一种适合测量本地重力加速度的方法。 一、重力加速度的测量方法 （一）用自由落体法测量重力加速度 1.实验仪器：自由落体装置（如图一），数字毫秒计，光电门（两个），铁球。 图一 自由落体装置 2.实验原理、步骤、注意事项 实验原理：设光电门A、B间的距离为，球下落到A门时的速度为，通过A、B间的时间为，则成立： （1） 两边除以,得： （2） 设,,则： （3） 这是一直线方程，当测出若干不同的值，用和进行直线拟合，设所得斜率为，则由可求出， （4） 实验步骤： （1）调节实验装置的支架，使立柱为铅直，再使落球能通过A门B门的中点。 （2）测量A、B两光电门之间的距离。 （3）测量时间。 （4）计算各组的，值，用最小二乘法做直线拟合，求出斜率及其标准偏差、（注意：在取的时，由于立柱调整不完善，落球中心未通过光电门的中点，立柱上米尺的误差均给值引入误差，也是的不确定度来源，一般此项不确定度（B类评定）较小，可略去不计，所以）。 （5）计算及其标准不确定度。 注意事项： （1）利用铅垂线和立柱的调节螺丝，确保离住处与铅直。保证小球下落时，两个光电门遮光位置均相同。 （2）测量时一定要保证支架稳定、不晃动。路程的准确测量对实验结果影响很大 3.实验数据以及处理 表一 自由落体法测重力加速度数据表 1 156.30 30.00 0.1919 156.30 2 2