扭秤實驗用了什麼物理規律

① 庫侖用扭秤實驗測出了什麼

A、法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律--庫侖定律，並測出了靜電力常量K的值．故A正確；
B、德國物理學家歐姆通過實驗得出歐姆定律，並指出流過導體的電流導體的電壓成正比，跟導體的電阻成反比．故B錯誤；
C、英國物理學家法拉第最早引入了電場概念，並提出用電場線表示電場．故C正確；
D、丹麥物理學家奧斯特發現了電流的磁效應．故D正確．
本題選擇不正確的，故選：B

② 扭秤實驗的萬有引力定律的驗證

英國科學怪傑卡文迪許於1789年用他發明的扭秤，驗證了牛頓的萬有引力定律的正確性，並測出了引力常量，卡文迪許的實驗結果跟現代測量結果是很接近的，它使得萬有引力定律有了真正的實用價值，卡文迪許也被人們稱為第一個「能稱出地球質量的人」。
牛頓的另一偉大貢獻是他的萬有引力定律，但是萬有引力到底多大？
18世紀末，英國科學家亨利·卡文迪許決定要找出這個引力。他將小金屬球系在長為6英尺（1英尺等於0.3048米）木棒的兩邊並用金屬線懸吊起來，這個木棒就像啞鈴一樣。再將兩個350磅（1磅等於0.4536千克）的銅球放在相當近的地方，以產生足夠的引力讓啞鈴轉動，並扭轉金屬線。然後用自製的儀器測量出微小的轉動。測量結果驚人地准確，他測出了萬有引力恆量的參數，萬有引力常量約為G=6.67259x10^-11 (N·m^2 /kg^2)通常取G=6.67×10^-11（N·m^2/kg^2)，在此基礎上卡文迪什計算地球的密度和質量。卡文迪什的計算結果是地球的質量為6.0 x10^24kg。

③ 扭秤實驗的物理思想和原理是什麼用高一知識回答。

主要用了放大思想和萬有引力定律。
扭秤裝置把微小力轉變成力矩來反映（一次放大），扭轉角度又通過游標的移動來反映（二次放大）．從而確定物體間的萬有引力．

④ 卡文迪許扭秤的實驗原理

原理利用了二次放大法
1. 盡可能地增大了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. 盡力的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
求得引力常數G
其中，一般計算時，取
演示卡文迪許扭秤實驗
1797年夏，英國物理學 家卡文迪許(H.Cavendish）著手改進米歇爾的扭秤並開始實驗。1798年，卡文迪許利用扭秤，成功地測出了引力常量的數值，證明了萬有引力定律的正確。
卡文迪許解決問題的思路是，將不易觀察的微小變化量，轉化為容易觀察的顯著變化量，再根據顯著變化量與微小量的關系算出微小的變化量 。
實驗原理
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。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。他用此計算出了萬有引力公式中的常數G。
此實驗的巧妙之處在於將微弱的力的作用進行了放大。
尤其是光的反射的利用
在卡文迪許的實驗中利用了一個扭秤，典型的設計可由一根石英纖維懸掛一根載有質量為m及m的兩個小球的桿而組成。每個小球距石英纖維的距離r相等。當一個小的可測量的扭矩加在這個系統上時，在石英絲上可以引起扭轉，記下這個扭轉值可以標定扭秤。我們可以利用這個扭矩，
它是由具有恆定的、作用力已知的彈簧在m的位置上施加一個水平的力而組成。
如果質量為m'的兩個物體分別位於與質量為m的兩個小球的水平距離很小的位置上，我們可以觀測到石英絲的旋轉，如右圖所示。我們可以決定m'與M距離r，然後求施加在桿的端點的水平方向上的力，由此確立加在石英絲的力矩，從而求得萬有引力的大小． 從質量m的測量所得的偏離，再根據上面所說到的，由石英絲旋轉大小而取得的扭秤的標定，我們可以決定F之值。由於我們可以測量F，r以及m, m'，現在在方程F = (G * m * m')/(r^2) 中除了G以外，所有量都是已知的，於是可從方程直接求出G，其值為G=6.7×10^(-11) (N * m^2)/(kg^2)。(A^B 表示A的B次方)

⑤ 庫侖通過扭秤實驗得出了電荷間相互作用的規律

A、伽利略發現了單擺的等時性，並得出了單擺的周期公式；故A錯誤；
B、奧斯特發現了電生磁，法拉第發現了電磁感應現象；故B錯誤；
C、庫侖首先通過扭秤實驗得出了電荷間相互作用的規律；故C正確；
D、伽利略通過斜面理想實驗得出了維持運動不需要力的結論．故D錯誤．
故選：C

⑥ 庫侖扭秤的原理是什麼

18世紀80年代，法國物理學家庫侖製作了一台十分精巧的絲懸磁針裝置，並用它在巴黎天文台測量地磁場的強度。有一次，為了測量的准確，庫侖用放大鏡觀察磁針偏轉的角度，他偶然發現，平時用肉眼觀察靜止不動的磁針，竟在發生微小的振動。

「為什麼會這樣呢？」庫侖緊緊抓住這個問題不放，「能不能用懸絲製造靈敏測力儀器呢？」庫侖反復研究金屬絲的扭力和它的扭轉角度、直徑與長度之間的關系。庫侖在大量實驗基礎上經過分析發現：對某種金屬絲而言，在彈性范圍內，金屬絲產生的扭力矩與它的扭轉和直徑的四次方的乘積成正比，與金屬絲的長度成反比。庫侖在1785年公布了這一研究成果，宣布發現了彈性理論，發明了扭秤。這種扭秤為研究微小相互作用力提供了強有力的工具，人們把它叫做庫侖扭秤。

⑦ 扭秤實驗測出引力常數的原理

牛頓發現了萬有引力定律，但引力常量G這個數值是多少，連他本人也不知道。按說只要測出兩個物體的質量，測出兩個物體間的距離，再測出物體間的引力，代入萬有引力定律，就可以測出這個常量。但因為一般物體的質量太小了，它們間的引力無法測出，而天體的質量太大了，又無法測出質量。所以，萬有引力定律發現了100多年，萬有引力常量仍沒有一個准確的結果，這個公式就仍然不能是一個完善的等式。直到100多年後，英國人卡文迪許利用扭秤，才巧妙地測出了這個常量。卡文迪許測出引力常量的實驗也被稱為測量地球重量的實驗。 引力常量測定這是一個卡文迪許扭秤的模型。這個扭秤的主要部分是這樣一個T字形輕而結實的框架，把這個T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個大小相等、方向相反的力，石英絲就會扭轉一個角度。力越大，扭轉的角度也越大。反過來，如果測出T形架轉過的角度，也就可以測出T形架兩端所受力的大小。現在在T形架的兩端各固定一個小球，再在每個小球的附近各放一個大球，大小兩個球間的距離是可以較容易測定的。根據萬有引力定律，大球會對小球產生引力，T形架會隨之扭轉，只要測出其扭轉的角度，就可以測出引力的大小。當然由於引力很小，這個扭轉的角度會很小。怎樣才能把這個角度測出來呢？卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經鏡子反射後的光射向遠處的刻度尺，當鏡子與T形架一起發生一個很小的轉動時，刻度尺上的光斑會發生較大的移動。這樣，就起到一個化小為大的效果，通過測定光斑的移動，測定了T形架在放置大球前後扭轉的角度，從而測定了此時大球對小球的引力。卡文迪許用此扭秤驗證了牛頓萬有引力定律，並測定出引力常量G的數值。這個數值與近代用更加科學的方法測定的數值是非常接近的。============================================================================論文題目：萬有引力常數G的精確測量與扭秤特性研究

作者簡介：胡忠坤，男，1972年12月出生，1998年09月師從於華中科技大學羅俊教授，於2001年06月獲博士學位。

自從庫侖和卡文迪許首次將扭秤技術應用於靜電和萬有引力的測量以來，扭秤作為一種主要的弱力精密檢測工具被廣泛地應用於萬有引力和電磁力的精密測量等諸多研究領域。兩百年來扭秤實驗技術得到了不斷的發展與完善，並在引力實驗中發揮著主導作用。本論文在深入研究扭秤系統物理特性的基礎上發展了一套高靈敏度的精密扭秤實驗技術，並將其應用於萬有引力常數G的測量。

萬有引力常數G的精確測量不僅對於揭示引力相互作用的性質非常關鍵，而且對於理論物理學、地球物理學、天文學、宇宙學以及精密測量技術等領域的研究都具有重要的意義，因而得到理論和實驗工作者的廣泛關注。自Cavendish測出萬有引力常數的第一個實驗值以來，人們對此進行了大量的實驗研究，並給出了近300個G的測量結果。但令人遺憾的是，作為最早被認識和測量的物理基本常數，與其它基本常數相比，G的測量精度迄今為止是最差的。這是因為萬有引力相互作用十分微弱且不可屏蔽，而且涉及到質量、長度和時間等基本量的絕對測量，因此G的精確測量是一項艱巨而復雜的系統工作，它不僅需要好的物理思想和巧妙的實驗方案，而且也極力追求實驗檢測技術的極限。因而作為一個熱點和難點，萬有引力常數G的精確測量為各國科學家所關注。近三十年來，大多數實驗者都認為自己的測G實驗達到了10-4數量級的相對精度，但事實上他們的測量結果之間的吻合度僅達到10-3數量級。由於G的測量值之間不吻合，國際基本物理學常數委員會在1999年調整基本常數時，將G的推薦值的相對不確定度由CODATA-86的128 ppm(1ppm= )增加到CODATA-98的1500 ppm。這也使G成為此次基本常數更新中唯一不確定度下降的物理學基本常數。這些現象充分說明測G的艱巨性和重要性，同時也意味著存在未被認識的系統誤差。人們不禁要問：萬有引力常數G的絕對數值究竟是多大？為了回答這一問題，我選擇了萬有引力常數G的精確測量這一基礎研究課題，並希望能在基本物理學常數中寫入中國人自己測出的值。該課題得到國家自然科學創新研究群體、國家傑出青年科學基金、國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金面上項目、國家科委九五攀登預研項目等7項課題資助。

圍繞萬有引力常數G的精確測量和精密扭秤特性研究，本文主要介紹以下四個方面的研究工作：

HUST—99扭秤周期法測G實驗。扭秤可以繞著懸絲在水平面內自由轉動，以探測作用於檢驗質量上水平方向的待測外力作用。作為一種高靈敏度的弱力檢測工具，精密扭秤已被廣泛應用於萬有引力和電磁力等弱力的精密測量以及材料特性研究等諸多研究領域。扭秤周期法測量引力常數 G 的原理為：通過比較作為檢驗質量的扭秤系統在吸引質量兩種不同引力場配置下的周期變化而測得G值。一根直徑25 長度為513mm的鎢絲懸掛兩32 g的銅球檢驗質量構成扭秤, 扭秤系統置於真空容器中，自由震盪周期為3484秒。當兩個6.25 kg 的圓柱體吸引質量置於一個檢驗質量兩側時，其周期增加到4441秒。我們實驗的創新之處在於採用了長周期高Q值扭秤，並使之在一個恆溫（日變化小於0.005 °C）環境下工作，從而克服了扭絲滯彈性和熱彈性對測G的影響。我們採用的非對稱扭秤可以使得較小的吸引質量產生較大的待測信號，但是這種設計使扭秤系統易受外界干擾的影響，同時也會增加扭秤運動的非線性效應，且對扭秤運動信號的周期擬合提出了更高要求。我們的實驗結果的相對精度達到105ppm，該測量結果被國際物理學基本常數委員會推薦的CODATA-98值所採用，並被命名為「HUST-99」。

扭秤系統周期擬合數據處理方法研究。在周期法測量引力常數G的實驗中，扭秤周期的測量精度直接影響G的測量精度。扭秤的周期一般從幾分鍾到小時量級，周期越長，靈敏度越高。但長周期的基頻高精度擬合是一件很困難的事，用傳統的傅氏變換、極值序列擬合和非線性最小二乘擬合等方法難以滿足實驗精度的要求。周期法測 G 實驗對扭秤運動的基頻的測量精度要求很高，而對振幅和位相等的測量精度要求相對較低。根據這一具體要求，本文提出了對扭秤運動周期的單參量直接基頻擬合。單參量直接基頻擬合的基本思想是只給出周期的最佳估計值，而對其他參量不作任何限制，即採用僅對信號周期敏感的方差作為判據，利用最小二乘原理給出周期的最可信賴值。理論分析和數值模擬表明該方法可有效克服周期法測 G 實驗中的主要干擾，即由於非線性效應而寄生的高次諧波振盪；由於阻尼的存在引起的扭秤運動振幅的衰減；由於扭絲的蠕變及實驗環境的變化而引起的扭秤靜平衡點的漂移等。單參量直接基頻擬合能高精度給出信號的周期，代價是犧牲了其它參量的測量精度。因為它未對其他參量作任何限制，換而言之給出了其他參量很大的變化范圍，從而有可能高精度地將周期限制在較小的范圍內，這類似於量子力學中的測不準原理。此外，單參量直接基頻擬合與非線性最小二乘擬合相結合，不僅可以解決餘弦函數類非線性擬合的線性化問題，同時還可以給出振幅和位相等其他參數的最佳估計值。
精密扭秤特性研究。目前各小組實驗測量的G值在其誤差范圍內不吻合，這一現象說明存在未被認識的系統誤差。為了解釋該現象，我們系統深入地研究了精密扭秤系統的非線性、熱彈性以及滯彈性等特性，並分析了它們對測G實驗的影響。精密扭秤實驗的精度依賴於扭絲彈性系數K的大小及其穩定性。為了減小精密扭秤實驗中的系統誤差，有必要深入研究K的常數性。我們的研究表明，在高精度扭秤實驗中不可忽略K與環境溫度、扭秤振動幅度及頻率等因素的相關性。我們對扭秤的非線性、熱彈性以及滯彈性等特性進行了實驗測量，同時分析了這些特性對精密扭秤實驗特別是周期法測G實驗的影響。實驗研究表明：當扭秤在10-2弧度下工作時，扭秤懸絲的非線性效應對測G的影響不到1 ppm；扭秤系統的品質因數Q值隨其振幅的增加而衰減；扭秤系統的檢驗質量和吸引質量之間存在最佳配置，採用這種配置可降低源於吸引質量的非線性效應；環境溫度的變化極大地影響扭秤懸絲的扭轉系數K，對於實驗中常用的鎢絲而言，其溫度系數為 ，即當環境溫度變化 時，由熱彈性引起測G的誤差將高達165 ppm；背景環境磁場的渦流耗散與磁場強度的平方成正比，地磁場對扭秤系統Q值的影響可以忽略。

10ppm測G實驗設計。在分析扭秤周期法測G傳統配置的基礎上，我們提出具有信號相互疊加而誤差相互補償特性的四吸引質量配置方案。四吸引質量配置存在降低檢驗質量間距測量精度要求的優化配置，與一般配置相比，該優化配置對檢驗質量間距的測量精度要求可降低約400倍。但這是以提高對吸引質量間距的測量精度的要求為代價：吸引質量間距0.2 的不確定度將對測值貢獻3ppm的相對誤差。為了高精度地測量吸引質量球間距，我們提出並實現了旋轉量塊法測量球間距，初步實驗精度達到0.5 。改進該測量系統可以將測量的精度提高到0.1 以內。在四吸引質量優化配置和旋轉量塊法測量球間距的基礎上，我們設計了10ppm測G實驗方案，初步實驗研究表明可以達到10ppm的實驗精度。

總之，本文圍繞萬有引力常數G的精確測量和精密扭秤特性研究，得到以下主要研究成果：研製長周期高Q值的扭秤，並應用扭秤周期法測量了萬有引力常數G，實驗結果為G=(6.6699±0.0007)�0�710-11 m3kg-1s-2，其相對精度達到105 ppm；在分析傳統周期擬合方法的基礎上，在國際上首次提出並實現了單參量直接基頻擬合方法，解決了扭秤周期的高精度提取；深入研究精密扭秤的非線性、熱彈性以及滯彈性等特性；在前期工作基礎上，本文最後給出了基於信號相互疊加而誤差相互補償的四吸引質量優化配置的周期法測G實驗方案，初步實驗研究表明該方案可以將G的測量精度提高到10ppm。

關鍵詞：引力實驗，萬有引力常數G，精密測量，扭秤特性，周期擬合

⑧ 通過扭秤實驗驗證了牛頓的萬有引力定律是卡文迪什在物理學上最主要的成就嗎

卡文迪什在物理學上最主要的成就是通過扭秤實驗驗證了牛頓的萬有引力定律，確定了引力常數和地球平均密度。他在青年時代就有了一定的研究成就。1760年，他被選為英國皇家學會會員。這是對他成就的一種肯定，但當時他覺得還遠未到達自己所期望的目標。於是更加努力地工作，經常每晚只睡五六個小時。他的家庭很富有，他卻終生未婚，一心投身於科學研究。他把客廳改作實驗室，在卧室的床邊放著許多的儀器。日復一日的辛勞，終於換來了收獲——1798年，卡文迪什根據約翰•米切爾設計的方法製作成一台扭秤，它由輕質桿上固定著的兩個質量很小的鉛球組成，外觀像一個啞鈴，用摻銀的銅線作扭絲把它懸掛起來，銅線上面附有一面小鏡，然後用兩個質量大的鉛球分別靠近這兩個小球，這時候啞鈴就發生旋轉，小鏡也跟著偏轉。就是憑借這個試驗，卡文迪什證明了萬有引力的正確性，並且測得引力常數G是(6．754±0．041)×10<-8>達因•厘米2／克2，這個值同現代值(6．6732±0．0031)×<-8>達因•厘米2／克2相差無幾。

⑨ 扭秤測力的原理是什麼

1、你的猜測是正確的，扭轉力F=kθ,θ為扭擺轉過的角度，k為扭轉系數。
2、實驗裝置：在一個圓柱形的玻璃筒里，懸掛一根紐絲。扭絲的上端懸掛在筒頂，下端懸掛一支輕質絕緣桿，桿的兩頭分別掛質量相同的金屬球。在接近一端的金屬球不遠處，放另一個金屬球。根據扭轉角度就可以知道他們之間的萬有引力了。具體情況我也不記得了，你自己查一下，應該有。
3、庫倫測的k和卡文迪許測的G原理類似，只是，它下面懸掛的絕緣桿的一邊為絕緣物品，另一邊才是可帶點物品。固定一個帶點物體，讓可帶點物體與其接觸，平分電荷，就產生了庫倫斥力。
4、但是，後者要求要高很多。原因如下：
⑴地球上的任意兩物體之間都存在萬有引力，但是，你幾乎看不到。而卡文迪許用的球的質量也不是很大，所以，要求扭擺的精細度就很高了