称地球的卡文迪许

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  1798年,有人宣布他称出了宇宙中不停地运转的地球的重量。他就是世界著名物理学家卡文迪许。
  卡文迪许出生在法国一个贵族家庭,自幼刻苦学习,勇于创新。早在小学读书的时候,他就对地球产生了浓厚的兴趣,立志长大后要攻克科学险峰——“称地球”!
  有一天,卡文迪许向剑桥大学的米歇尔教授表达了自己的这个愿望。米歇尔是个热心的人,对学生的志向总给予热情的鼓励和支持。对于卡文迪许前来讨教“称地球”的事,米歇尔教授同样给予了很多提示。回家后,卡文迪许很快便设计了一套实验装置:在一根长木棍的两端各装上一个小铅球,像一只哑铃,再用一根石英丝把这只“哑铃”横吊起来。实验时,只要将两只大铅球分别接近木棍两端的小铅球,由于“万有引力”的作用,“哑铃”一定会发生摆动,石英丝也将会有所扭动,他想,只要测出石英丝扭动多少,就可以知道大小铅球之间的引力大小,进而算出地球的重量。
  可是,卡文迪许反复实验许多次,都以失败而告终——铅球之间的引力太微弱了。现今试验知道:两个1千克的铅球在相距10厘米时,它们之间的相互引力只有十亿分之一千克,这么微小的引力所促成的石英丝的变化,单靠肉眼是无法测量出来的。
  为了“称”出地球的重量,卡文迪许每天苦思不止。有一天,他到英国皇家学会演讲,演讲十分成功,因而在回家途中他显得格外高兴。他边走边欣赏路边的风光,忽然,他看见一个小孩手中拿着一面小镜子反射太阳光,手中的镜子稍微转动,远处光点的位置马上会发生很大移动。看着,看着,一个念头在他脑中浮现出来。卡文迪许兴奋异常,马上赶回实验室,动手改进实验装置。他把一面小镜子固定在石英丝上,再用一束光线照射这面小镜子。小镜子将光线反射到一根刻度尺上。这样,只要石英丝有极微小的扭动,反射光就会在刻度上有明显的移动,从而提高实验的灵敏度。
  卡文迪许看到自己的实验有了可喜的进展,心情十分激动。1798年,他测出“万有引力常数”,然后再按照万有引力公式计算出地球重量为60万亿亿吨。这与当代科学家计算出的地球重量基本相同。
  卡文迪许“称地球”的愿望实现了,但这时他已是67岁高龄了。为了“称地球”,他几乎耗尽了一生的心血!
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