卡文迪许实验室

卡文迪许实验室在哪里？

卡文迪许实验室是英国剑桥大学的物理实验室，实卡文廸许实验室旧址入口际上就是它的物理系。剑桥大学建于1209年，历史悠久，与牛律大学同为英国的最高学府。剑桥大学的卡文迪许实验室建于187l～1874年间，是当时剑桥大学的一位校长威廉·卡文迪许私人捐款兴建的。他是十八～十九世纪对物理学和化学做出过巨大贡献的科学家亨利·卡文迪许的近亲。这个实验室就取名卡文迪许实验室，当时用了捐款8450英镑，除去盖成一栋实验楼馆，还买了一些仪器设备。http://baike.baidu.com/view/77792.htmlwtp=tt

卡文迪许实验室在英国剑桥大学！

卡文迪许实验室怎么样

卡文迪许实验室是英国剑桥大学的物理实验室。卡文迪许实验室旧址入口实际上就是它的物理系。剑桥大学建于1209年，历史悠久，与牛津大学同为英国的最高学府。剑桥大学的卡文迪许实验室建于187l～1874年间，是当时剑桥大学的一位校长威廉·卡文迪许私人捐款兴建的。他是十八～十九世纪对物理学和化学做出过巨大贡献的科学家亨利·卡文迪许的近亲。这个实验室就取名卡文迪许实验室，当时用了捐款8450英镑，除去盖成一栋实验楼馆，还买了一些仪器设备。

英国科学家亨利卡文迪许的扭秤实验测的不是万有引力其实是磁力

万有引力定律是艾萨克牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适的万有引力定律表示如下：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。

扭秤实验：18世纪末,英国科学家亨利卡文迪许决定要找出这个引力。他将小铅球系在长为6英尺（1英尺等于0.305米）木棒的两边并用金属线悬吊起来。这个木棒就像哑铃一样.再将两个350磅（1磅等于0.4536千克）的铅球放在相当近的地方，以产生足够的引力让哑铃转动，并扭转金属线，然后用自制的仪器测量出微小的转动，测量结果惊人地准确。他测出的万有引力和用质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比算出的力总是相差6.67259x10^-11倍。他测出了万有引力恒量的参数，万有引力常量约为G=6.67259x10^-11(Nm^2/kg^2)，通常取G=6.67×10^-11。

亨利卡文迪许的扭秤实验测的不是万有引力其实是磁力的证据：

1、亨利卡文迪许的扭秤实验为什么用的是两个350磅（1磅等于0.4536千克）的铅球呢？亨利卡文迪许认为，铅球没有磁力，所以测的是万有引力而不是磁力。

地球膨裂说认为，用铅球测得的力真的是万有引力吗？答案是否定的。现代科学证明：任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用{1}。科学家们现已测出，星际空间磁感应强度为10^-10（T）、原子核表面约10^12（T）、中子星表面约10^8（T）、人体表面3*10^(-10)（T）{1}。连磁感应强度人体表面都3*10^(-10)（T），这说明铅球也必然具有磁力。因此，英国科学家亨利卡文迪许用铅球作的扭秤实验测的不是万有引力其实是磁力。

2、地球膨裂说认为，既然万有引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，为什么还有一个万有引力常量G=6.67×10^-11呢？关于这个问题亨利卡文迪许没有说清楚。地球膨裂说认为，不但万有引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，还和被测物体的磁感应强度成正比。我们从人体表面的磁感应强度3×10^-10（T）、万有引力常量G=6.67×10^-11可以看出，万有引力常量G=6.67×10^-11其实就是铅球的磁感应强度。我们从万有引力常量其实就是铅球的磁感应强度可以看出，万有引力就是磁力，英国科学家亨利卡文迪许的扭秤实验测的不是万有引力而是磁力。

3、牛顿认为，引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比。地球膨裂说认为，引力大小与它们质量的乘积成正比这可以理解，引力大小与它们的距离成反比也可以理解，可为什么引力大小与它们距离的平方成反比呢？牛顿没说。

我们知道磁感应强度与球表面积成反比，也就是球表面积越大磁感应强度越小。既然万有引力常量就是铅球的磁感应强度，磁感应强度与球表面积成反比，万有引力就应该和球表面积成反比，不应该和它们的距离平方成反比。球表面积公式为4πr^2。所以万有引力公式F=Gm1m2/r^2应改为F=Gm1m2/4πr^2=Gm1m2/12r^2。因为G=6.67×10^-11，所以F=6.67×10^-11m1m2/12r^2，约分后F=0.55×10^-11m1m2/r^2。因此，牛顿万有引力公式6.67×10^-11m1m2/r^2应修改为0.55×10^-11m1m2/r^2。当然这个公式是铅球和小球间的引力公式，电子内部的引力公式中的常量应为10^12（T）（原子核表面磁感应强度约10^12）{2}。这也就是说万有引力公式中的常量G应用磁感应强度符号B代替，r^2应用球表面积公式4πr^2代替。这样万有引力公式F=Gm1m2/r^2就应改为F=Bm1m2/4πr^2。这样就很好的解释了万有引力为什么和距离的平方成反比的疑问，而且会更正确、更合理。不仅万有引力和球表面积公式成反比，库论定律也应和球表面积成反比。

我们从万有引力和球表面积成反比可以看出，万有引力就是磁力，英国科学家亨利卡文迪许的扭秤实验测的不是万有引力而是磁力。

虽然牛顿和亨利卡文迪许发生把磁力说成是万有引力这样的错误，我们也不要求全责备。因为当时人们还没有认识到“任何物质都具有磁性”，科学仪器还不能观测出球铅的磁感应强度6.67×10^-11（T），所以这是历史的局限性造成的。科学就是不断发现，不断纠错，不断完善，不断发展的过程。

参考文献：

{1}、百度搜索：百度百科：磁性，磁性概述，因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。

{2}、百度搜索：磁感应强度，4量纲，(单位:T)，原子核表面约10^12；中子星表面约10^8；星际空间10^(-10)；人体表面3*10^(-10)。

作者：赖柏林

卡文迪许实验室的历史发展

负责创建卡文迪许实验室的是著名物理学家、电磁场理论的奠基人麦克斯韦。他还担任了第一届卡文迪许物理学教授，实际上就是实验室主任或物理系主任，直至1879年因病去世(年仅四十八岁)。在他的主持下，卡文迪许实验室开展了教学和多项科学研究，按照麦克斯韦的主张，在系统地讲授物理学的同时，还辅以表演实验。表演实验则要求结构简单，学生易于掌握。他说：“这些实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制仪器，虽然经常出毛病，但他却会比用仔细调整好的仪器，学到更多的东西。仔细调整好的仪器学生易于依赖，而不敢拆成零件。”从那个时候起，使用自制仪器就形成了卡文迪许实验室的传统。

实验室附有工厂，可以制作很精密的仪器，麦克斯韦很重视科学方法的训练，特别是科学史的研究。例如：他用了几年的时间整理一百年前H.卡文迪许有关电学实验的论著，并带领大家重复和改进卡文迪许做过的一些实验。有人不理解他的想法，但是后来证明麦克斯韦是有远见的。同时，卡文迪许实验室还进行了多项研究，例如：地磁、电磁波速度、电气常数的精密测量、欧姆定律实验、光谱实验、双轴晶体等等，这些工作起了为后人开辟道路的作用。

麦克斯韦的继任者是斯特技特即瑞利第三。他在声学和电学方面很有造诣。在他主持下，卡文迪许实验室系统地开设了学生实验。1884年，瑞利因被选为皇家学院教授而辞职，由二十八岁的J.J.汤姆逊继任。J.J.汤姆逊（即约瑟夫·约翰·汤姆逊）对卡文迪许实验室有卓越贡献，在他的建议下，从1895年开始，卡文迪许实验室实行吸收外校(包括国外)毕业生当研究生的制度，一批批的优秀青年陆续来到这里，在J.J汤姆逊的指导下进行学习与研究。在他任职的三十五年间，卡文迪许实验室的工作人员开展了如下工作：进行了气体导电的研究，从而导致了电子的发现；进行了正射线的研究，发明了质谱仪，从而导致了同位素的研究；对基本电荷进行测量，不断改进方法，为以后的油淌实验奠定了基础；膨胀云室的发明，为基本粒子的研究提供了有力武器；电磁波和热电子的研究导致了真空二极管和三极管的发明，促进了无线电电子学的发展和应用。其他如X射线，放射性以及α、β射线的研究都处于世界领先地位。

卡文迪许实验室在J.J.汤姆逊的领导下，建立了一整套研究生培养制度和良好的学风。他培养的研究生当中，著名的有卢瑟福、朗之万、汤森德、麦克勒伦、W.L.布拉格、C.T.R.威尔逊、H.A.威尔逊、里查森、巴克拉等等，这些人都有重大建树，其中有多人得诺贝尔奖，有的后来调到其他大学主持物理系工作，成为科学研究的中坚力量。1937年，卢瑟福去世后，由W.L.布拉格继任第五届教授，以后是莫特和皮帕德。七十年代以后，古老的卡文迪许实验室大大地扩建了，研究的领域包括天体物理学，粒子物理学，固体物理以及生物物理等等。卡文迪许实验室至今仍不失为世界著名实验室之一。

应该指出，卡文迪许实验室之所以能在近代物理学的发展中做出这么多的贡献，有它特定的时代背景和社会条件，但是它创造的经验还是很值得人们吸取和借鉴的。

卡文迪许实验室的诺奖得主

卡文迪许实验室作为剑桥大学物理科学院的一个系，从1904年至1989年的85年间一共产生了29位诺贝尔奖得主，占剑桥大学诺奖总数的三分之一。若将其视为一所大学，则其获奖人数可列全球第20位，与斯坦福大学并列。其科研效率之惊人，成果之丰硕，举世无双。在鼎盛时期甚至获誉“全世界二分之一的物理学发现都来自卡文迪许实验室。”

获奖者及主要成就：

约翰·斯特拉斯，第三代瑞利男爵（物理,1904）研究气体密度，并从中发现氩

约瑟夫·汤姆孙（物理,1906）发现电子；认识到电子是亚原子粒子;（其子后来亦获物理学奖）

欧内斯特·卢瑟福（化学,1908）发现了放射性的半衰期，并将放射性物质命名为α射线和β射线

威廉·劳伦斯·布拉格（物理,1915）开展用X射线分析晶体结构的研究（25岁获奖，为最年轻得主）

查尔斯·格洛弗·巴克拉（物理,1917）发现X射线的散射现象

弗朗西斯·阿斯顿（化学,1922）借助质谱仪发现了大量非放射性元素的同位素，并阐明了整数法则

查尔斯·威耳逊（物理,1927）发明云室，用以观察α粒子与电子的轨迹

阿瑟·康普顿（物理,1927）发现康普顿效应

欧文·理查森（物理,1928）发现理查森定律

詹姆斯·查德威克（物理,1935）发现中子

乔治·汤姆孙（物理,1937）发现电子具有波的性质(约瑟夫·汤姆孙之子)

爱德华·阿普尔顿（物理,1947）发现高度约为150英里（241千米）的电离层，即阿普尔顿层

帕特里克·布莱克特（物理,1948）使用反控制云室观察宇宙射线

约翰·考克饶夫（物理,1951）使用粒子加速器研究原子核

欧内斯特·沃吞（物理,1951）历史上第一位人为分裂原子核的人，证明了原子结构理论

弗朗西斯·克里克（生理学或医学,1962）与沃森共同发现了脱氧核糖核酸（DNA)的双螺旋结构

詹姆斯·杜威·沃森（生理学或医学,1962）与克里克共同发现了脱氧核糖核酸（DNA)的双螺旋结构

马克斯·佩鲁茨（化学,1962）与肯德鲁共同确定了血红素和球蛋白的分子结构

约翰·肯德鲁（化学,1962）与佩鲁茨共同确定了血红素和球蛋白的分子结构

多萝西·克劳福特·霍奇金（化学,1964）确定了青霉素和维生素B12的结构

布赖恩·约瑟夫森（物理,1973）预言并发现约瑟夫森结效应

马丁·赖尔（物理,1974）首位获得诺贝尔奖的天文学家

安东尼·休伊什（物理,1974）发现脉冲星

内维尔·莫特（物理,1977）同安德森发展出磁性和无序体系电子结构的基础性理论

菲利普·安德森（物理,1977）同莫特发展出磁性和无序体系电子结构的基础性理论

彼得·卡皮查（物理,1978）发现超流体

阿兰·麦克莱德·科马克（生理学或医学,1979）成功进行X射线成像分析

亚伦·克拉格（化学,1982）使用晶体电子显微镜研究病毒及类似物质的结构

诺曼·拉姆齐（物理,1989）研发超精密铯原子钟和氢微波激射器