Ana Bilim

Cavendish deney fiziği

Cavendish deney fiziği
Cavendish deney fiziği

Video: İlginç Yerçekimi Deneyi 2024, Temmuz

Video: İlginç Yerçekimi Deneyi 2024, Temmuz
Anonim

Cavendish deneyi, yerçekimi sabitinin değerinin hesaplanmasını sağlayan kurşun küreler çiftleri arasındaki yerçekimi çekim kuvvetinin ölçülmesi, G. Newton'un evrensel yerçekimi yasasında, iki nesne (F) arasındaki çekici kuvvet G'ye eşittir Zaman kitlelerin ürünü (m, 1 m 2) 'ü (r arasındaki mesafenin karesine bölünmesiyle 2); yani, K = Gm 1 m 2 / r 2. Deney 1797-98 yıllarında İngiliz bilim adamı Henry Cavendish tarafından yapıldı. 1793'te ölen jeolog ve gökbilimci John Michell tarafından reçete edilen bir yöntemi izledi ve bir aparat kullandı.

Aparat bir burulma dengesine sahipti: ahşap bir çubuk ince bir telden serbestçe asıldı ve çubuğun her bir ucundan 0.73 kg (1.6 pound) ağırlığındaki bir kurşun küre asıldı. Burulma dengesinin her iki ucuna 158 kg (348 pound) ağırlığında çok daha büyük bir küre yerleştirildi. Her bir daha büyük ağırlık ve her bir daha küçük ağırlık arasındaki çekim cazibesi, çubuğun uçlarını dereceli bir ölçek boyunca kenara çekti. Bu ağırlık çiftleri arasındaki çekim, teldeki bir bükülmeden geri yükleme kuvveti ile dengelendi, bu da çubuğun yatay bir sarkaç gibi bir yandan diğer yana hareket etmesine neden oldu.

Cavendish ve Michell deneylerini G'yi ölçmek için bir girişim olarak düşünmediler. Yerçekimi sabitini içeren Newton'un yerçekimi yasasının formülasyonu 19. yüzyılın sonlarına kadar gerçekleşmedi. Deney aslında Dünya'nın yoğunluğunu belirlemek için tasarlandı.

Michell büyük olasılıkla ağırlıkları elle hareket ettirmeyi amaçlamıştı, ancak Cavendish, dengenin iki tarafı arasındaki hava sıcaklığı farkından kaynaklanan en küçük rahatsızlığın bile ölçmek istediği küçük gücü değiştireceğini fark etti. Cavendish, aparatları ağırlıkları dışarıdan hareket ettirebilecek şekilde tasarlanmış kapalı bir odaya yerleştirdi. Dengeyi bir teleskopla gözlemledi. Çubuğun bir yandan diğer yana ne kadar ilerlediğini ve bu hareketin ne kadar sürdüğünü ölçerek, Cavendish daha büyük ve daha küçük ağırlıklar arasındaki yerçekimi kuvvetini belirleyebilir. Daha sonra, Dünya'nın ortalama yoğunluğunu suyun 5.48 katı veya modern birimlerde, santimetre küp başına 5.48 gram - santimetre küp başına 5.51 gram modern değere yakın olarak belirlemek için bu kuvveti daha büyük kürelerin ağırlığına bağladı.

Cavendish deneyi sadece Dünya'nın yoğunluğunu (ve dolayısıyla kütlesini) ölçmek için değil, Newton'un yerçekimi yasasının güneş sistemininkinden çok daha küçük ölçeklerde çalıştığını kanıtlamak için de önemliydi. 19. yüzyılın sonlarından bu yana Cavendish deneyinin iyileştirmeleri G'nin belirlenmesi için kullanılmıştır.