0027章 卡文迪许扭秤实验!
当天下午,李杰就在班会上重点说了关于文理分科的事情,“文理科没有好与坏的差别,只有适合与不适合的差别,我希望每个人都能根据自身的实际情况,选择最适合自己的科目,现在我们就发放分科填报表,大家把自己的意愿填上去。”
“张逸飞,你是选物化理科班吗?”龚晓月习惯性的拿笔戳了戳他问道。
“对呀!你呢,应该也是一样的吧!”张逸飞接过前面的人递来的表格,自己拿一份,然后又给龚晓月拿了一份。
“嗯!我爸妈都希望我能报物化理科班。”龚晓月重重的点头说道。
“张逸飞,你知道张星岩报的是什么吗?你别误会,我就是随便问问的。”龚晓月羞红了脸。
张逸飞觉得好笑,但同时心里又为张星岩感到高兴,“脸红干嘛!小炎子肯定是物化了,而且你和他肯定是在奥赛班的。”
“嗯。我知道了。”龚晓月得到肯定的答案,心里面也不禁轻松了许多。
“填完了!分到哪个班级,下面就看命了。”张逸飞也知道,凭自己高一这一学年的表现,肯定是到不了奥赛班的,不过在哪个班级张逸飞倒是觉得无所谓,只是舍不得任晨他们罢了。
文理分科的事情只不过是高一生活的一个小插曲,最终的分班情况还要到高二开学的时候才能知道,张逸飞也并不急于知道这个结果。
这天下午的物理课是一堂实验课,本来的物理实验课是应该根据理论课程的进度,搭配着进行的,这样也可以加深学生的理解,但是因为学时被压缩,所以基本上都是学期快结束的时候,统一安排一节课,一次性做完全部的实验。
“今天这节课是实验课,总共需要做8个实验,这几个实验都比较简单,比如说用打点计时器研究匀速运动、验证力的平行四边形定则以及用描迹法研究平抛运动等,操作起来并没有什么难度。我们先来看看第一个实验,用打点计时器研究匀速运动,在你们每张桌子上,都有一个打点计时器,使用的时候,要注意……”
将全班同学每四人分成一组后,老王就开始介绍第一个实验是如何操作的。
“对于打点计时器打下的纸带,要选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O,然后每隔5个间隔点取一个计数点A、B、C、D …,测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3,最后画出v-t图像。没什么疑问的话,下面就开始操作这个实验。”
介绍完所有操作流程后,老王就开始在实验室来回的走动,以便随时解决大家的疑问。
“动手操作这个机会还是留给你们吧,我最后记一下实验结果就可以了。”任晨直接往椅子上一坐,两手一摊说道。
这一次实验,他自然是和张逸飞、张星岩以及龚晓月一个组了。
“我们自己来吧,小炎子你把纸带装到打点计时器里,我去把砝码装好,一会儿龚晓月负责测量纸带上的距离。”张逸飞本来就没指望任晨能帮上忙。
只不过张逸飞刚把砝码装上去,他就被放在实验室中间桌子上的一个实验仪器吸引住了。
“你们先做一下实验,我去那边看看。”
张逸飞走到那台实验仪器前面,蹲下身子仔细的观察了起来,桌子上放着的是一个类似于T型架的扭杆秤,扭杆秤的两端各挂着一个小砝码,扭杆秤上还有一个表示扭矩变化的刻度尺。
“这是用来测量万有引力常量G的仪器,也就是我时常说的卡文迪许扭杆秤实验。怎么,想动手试一试?”
老王不知道什么时候走到张逸飞的身后说道。
“可以吗?我是说,我能动手操作这个仪器吗?”张逸飞摩拳擦掌的说道。
老王巴不得有更多的学生投入到物理的研究当中呢,“当然可以了。只不过这个扭杆秤的实验精度很差,你要是真的想动手测一下G的真实值,晚上的时候我可以带你去另一个实验室看一下,那里有台精度更高的仪器。”
“好的!谢谢王老师了!我晚上的时候再来找您。”张逸飞高兴地说道。经过初级物理之心的强化,张逸飞现在对于物理也变得愈发的感兴趣了,物理一下子就成了他第二喜欢的学科,至于第一喜欢的,自然就是数学了。
这一节的实验课很快就结束了,虽然说一节课并不足以让学生了解物理的奥妙,但是老王也是很无奈,有这么一节实验课已经是很奢侈了。
吃完晚饭,张逸飞连晚自习都没有上,直接就找到了老王,他现在的理论知识已经很不错了,但是实验技巧这方面却一直没有得到锻炼,张逸飞想借这个机会锻炼一下。
“最近物理学的怎么样了?还是容易钻进死胡同里吗?”去实验室的路上,老王关切的问道。
前段时间他被张逸飞逼得差点也钻进死胡同,用了好久才走出来。
“没有没有,万有引力上的一些疑问已经全解决了,现在正在看电磁学的相关内容。”张逸飞连忙摆手。
“都已经自学电磁学了吗?这块内容可不简单。有什么不懂的话,你就来问我吧。”老王十分惊讶的说道。
“嗯!”张逸飞现在越看老王就越觉得亲切,就感觉像自己的老爸一样。
“卡文迪许扭秤实验对于精度的要求是很高的,任何一个极小的干扰力就会使实验失败,尤其是冷热变化和空气的流动导致的误差,所以为了排除误差来源,整个实验是在封闭的环境中进行的,而这个实验室,也是专门为这个扭秤实验建造的,观察结果的时候,你可以通过这个望远镜进行。”
师生两人来到实验室外面,老王这样介绍道。
“整个实验的原理是利用了二次放大法,尤其是光的反射的利用,是这次实验成功的关键,一会儿操作的时候,你就直接进去操作,先进行刻度尺的校核,然后再做实验。操作完以后,迅速的出来,然后用望远镜观察结果。”
详细的介绍完整个实验的操作流程后,老王拍了拍张逸飞的肩膀,示意他去动手操作。
张逸飞穿上防尘服,小心翼翼的走到扭杆秤前面,将边上的小砝码放到T型架的两端,T形架的竖直部分装一面小平面镜M,它能把射来的光线反射到刻度尺上,这样就能比较精确地测量金属丝地扭转。
放完砝码之后,张逸飞又把仪器上的激光源打开,然后迅速的走出实验室,并轻轻地关上门,走到望远镜前面,透过望远镜,张逸飞能清晰的看到扭杆秤上的刻度尺发生了变化,等到刻度尺的指针稳定下来后,张逸飞立马记下测得的数字。
“得到测量的数字后,砝码的质量都是已知的,还有刻度尺所代表的扭矩值也是已知的,这样换算好以后,带入万有引力公式,就可以得出G的准确值了。你可以到另一间屋子算一下。”老王也没想到张逸飞居然一次就操作成功了,看张逸飞的眼神也更加的欢喜了。
“不用算了,我已经得出结果了,万有引力常量G是不是等于6.754×10-11m3kg-1s2!”
张逸飞的心算能力已经达到了很高的水平,所以没用多长时间,他就报出了G的数值。
反观此刻的老王,已经无法用言语表达他内心的震动了,他此刻只有一个念头:张逸飞要是他的儿子该有多好!
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