2kg鐵球和20t鋼板間萬有引力常數測量實驗

胡清桂

2kg鐵球和20t鋼板間萬有引力常數測量實驗

胡清桂

（內江師范學院 信息中心，四川 內江 641112）

萬有引力常數；扭秤實驗；精度；位移

實驗過程中出現了幾個意外現象：（1）懸掛的小球一直沒有停止晃動，原本以為懸掛小球的晃動會越來越弱，但事實并非如此，這給實驗帶來了較大困擾；（2）懸掛的小球在不停地下降，懸掛線可以承受25kg重量，小球只有2 kg，原本以為懸掛小球會很快停止下降，但實際上小球過了很久才停止下降，這讓實驗拖延了很久才開始開展；（3）第2天，已經懸掛一天的小球出現了上升的現象，這是沒有預料到的，在測量過程中，發現數據出現了令人困惑的現象，后來才發現小球在不斷上升．

實驗使用的超高精度激光位移傳感器是從煙臺拿度公司購買，日本代工生產的FASTUS產品，精度可達0.001 mm，采樣周期最快可達12.5 μs，測量范圍：激光發射面和被測量點距離在70～110 mm之間，太遠太近都不能測量．并且規定：激光發射面和被測量點之間距離為90 mm時，測量結果的讀數為0，近端為正值，遠端為負值，也就是說，中間為0，近為正，遠為負．例如：（1）如果測量值為5 mm，則說明激光發射面和被測量點之間距離為90-5=85 mm；如果測量值為-5，則說明激光發射面和被測量點之間距離為90+5=95 mm．（2）如果第1次測量值是5 mm，第2次測量值是3 mm，則表明被測物位移為5-3=2 mm，移動方向為遠離探測器.

1 實驗原理

長度約29 m的細線懸掛一物體，該物體被另一個巨大質量物體（20 t）吸引，懸掛物將會有微小移動（見圖1）．

圖1 懸掛物體被吸引后的受……