十大最美丽理实验.pptVIP

十大最美丽的物理实验 于大最美丽的物理实验 用最简单的仪器和设备,发现了 最根本、最单纯的科学概念。这些实 验“抓”住了物理学家眼中“最美的” 科学之魂,就像是一座座历史丰碑 样,把人们长久的困惑和含糊顷刻间 一扫而空,使人们对自然界的认识更 加清晰。 十大最美丽的物理实验 1.埃拉托色尼测量地球圆周长 十大最美丽的物理实验 公元前三世纪,希腊天 文学家 Eratosthenes(公元 前276-194)发现在夏至这 天,太阳直射到赛伊城 (今埃及阿斯旺城)的水井 中。而在同一天、同一时间, 观察亚历山大城的物体的影 子发现,太阳光线有轻微的 倾斜,在垂直方向偏离大约7 度角。 十大最美丽的物理实验 假设地球是球状,那么它的圆周应跨360度。如果两 座城市成7度角,就是7/360的圆周,也就是当时5000个 希腊运动场的距离。因此地球周长应该有25万个希腊运 动场长。今天,通过航迹测算,我们惊叹埃拉托色尼的测 量误差仅仅在5%以内。 亚历山大x=7阳光 地球周长:37500km 阿斯旺 地球平均半径:63728km 地球周长:40021.2km 十大最美丽的物理实验 2.自由落体实验 两个不同质量的物体从同一高度落下,哪个先落地? 亚里士多德(公元前384年一前322年),古希腊 斯吉塔拉人,世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和 教育家之 “物体下落的速度和重量成正比。” 十大最美丽的物理实验 伽利略( Galileo,1564-1642),意大利物理学 家、天文学家、哲学家,近代实验科学的先驱者 被誉为是“经典物理学的奠基人”。 十大最美丽的物理实验 伽利略当时在比萨大学数学系 任职。1590年的一天,他将一个重 0磅,一个重1磅的铁球同时抛下 几乎同时落地。在场的观众个个目 瞪口呆。这一实验验证了亚里士多 德的说法是错误的,使统治人们思 想长达2000多年的亚里士多德的学 说第一次发生动摇。伽利略对亚里 士多德的挑战展示了自然界的本质 著名的比萨斜塔实验已经成为科学 史上的经典 十大最美丽的物理实验 3加速度实验(斜面实验) 伽利略做了一个6米多长、3米多宽的光滑直木板 槽。再把这个木板槽倾斜固定,让铜球从木槽顶端沿 斜面滑下,并用水钟测量铜球每次下滑的时间,研究 它们之间的关系。 ========================= Time Distance 00 15 23456 Time(seconds) 伽利略的斜面加速度实验原理图 十大最美丽的物理实验 为了测量时间,我们把一只盛水的大容器置于 高处,在容器底部焊上一根口径很细的管子,用小杯 子收集每次下降时由细管流出的水,不管是全程还是 全程的一部分,都可收集到。然后用极精密的天平称 水的重量;这些水重之差和比值就给出时间之差和比 值。精确度如此之高,以至于重复许多遍,结果都没 有明显的差别 亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的; 铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证 明铜球滚动的路程与时间的平方成比例:两倍的时间 里,铜球滚动4倍的距离。伽利略对运动基本概念 包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了 严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出,在力 学史上是一个里程碑 十大最美丽的物理实验 4.棱镜分解太阳光 Newton(1643-1727) 英国物理学家、天文学家、数学家 当时大家都认为白光是一种纯的、没有其他颜色的 光(亚里士多德就是这样认为的),而彩色光是一种不 知何故发生了变化的光。