卡文迪許扭秤實驗裝置

D. 卡文迪許扭秤裝置

由亨利·卡文迪什於1797年-1798年完成.是第一個在實驗室里完成的測量兩個物體之間回萬有引力的實驗，並答且第一個准確地求出了萬有引力常數和地球質量.其他人則通過他的實驗結果求得了地球密度.
1797年卡文迪什完成了對地球密度的精確測量。他使用的裝置是約翰·米切爾設計，但米切爾本人不久去世，將裝置遺留給了沃拉斯頓，後被轉送給卡文迪什。裝置是由兩個重達350磅的鉛球和扭秤系統組成。為了消除氣流干擾，卡文迪什將裝置安裝在一個不透風的房間，自己則在室外用望遠鏡觀測扭矩的變化。之後他向皇家學會提交報告，給出了目前看來仍然比較精確的地球密度值。
而人們為紀念這位大科學家，特意為他樹立了紀念碑。後來，他的後代親屬德文郡八世公爵S.C.卡文迪許將自己的一筆財產捐贈劍橋大學於1871年建成實驗室.

因此卡文迪什是在1753年以後定居倫敦，自己購買書籍和實驗儀器開辦的實驗室中完成扭秤實驗.

E. 用一個紐扣稱竟然稱出了地球的重量，卡文迪是如何做到的

卡文迪通過兩個鉛球測量了它們之間的重首耐力，然後計算了重力常數。

如果已知地球的質量，則可以計算出地球的平均密度： 現代測得的地球平均密度為 5。517 克／立方厘米， 而地球表面的密度僅為 2。5－3g／立方厘米，因此，我們可以計算出地球中心的密度為 7－8g／立方厘米，這遠遠大於地球表面，並且可以由鐵確定。 兩個普通物體之間的重力非常小，無法精確測量。

因此，卡文迪在測量裝置上安裝了一個小鏡子，當燈絲受到另一個鏡頭的微小重力時，小鏡子會偏轉一個很小的角度，小鏡子反射的光線會旋轉相當遠的距離，非常准確地知道重力的大小。使用這個重力常數來測量鉛球和地球之間的重力。根據萬有引力公式，計算地球的重量，即 6萬億噸，59．76萬億噸的現代測量結果。

F. 卡文迪許比較准確地測出引力常量的裝置是什麼

卡文迪許是用扭秤測出的。
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。

G. 試述卡文迪許測量地球質量的意義

卡文迪許測量地球質量的意義：

1、證明了萬有引力的存在的普遍性正確性卡文迪許通過改變質和距離，證實了萬有引力的存在及萬有引力定律的正確性。

2、測出了引力常里使得萬有引力定律有了真正的實用價值，可測定遠離地球的天體的質、密度等。引力常里的測出，使萬有引力定律能夠應用於定里計算，可以用測定地球表面物體重力加速度的方法，測定地球質，也正因為如此，卡文迪許被人們稱為第一個」能稱出地球質量的人。

3、卡文迪許扭秤實驗巧妙地利用等搏陪橡效法合理地將微小里進行放大，實驗的構思、設計與操作巧妙和精緻，英國物理學家坡印廷曾對這個亂譽實驗下過這樣的評語：開創了弱力測里的新時代。

(7)卡文迪許扭秤實驗裝置擴展閱讀：

牛頓基旁雖然發現了萬有引力定律，卻沒能給出准確的引力常里這是因為一般物體間的引力非常小由於當時實驗條件和技術的限制，很難用實驗的方法將它顯示出來。

直到1798年即在牛頓發現萬有引力定律一百多年以後，英國物理學家卡文迪許（1731-1810）才巧妙地利用扭秤裝置，第一次在實驗室里比較准確地測出了引力常量。

H. 卡文迪許利用扭秤實驗主要結構在石英絲

當減小石英絲的直徑時，會導致石英絲更容易轉動，對測量石英絲極微小的扭轉角卻沒有作用，故A不正確；
當增大T型架橫梁的長度時，會導致石英絲更容易轉動，對測量石英絲極微小的扭轉角仍沒有作用，故B不正確；
為了測量石英絲極微小的扭轉角，該實驗裝置中採取使「微小量放大」．利用平面鏡對光線的反射，來體現微小形變的．當增大刻度尺與平面鏡的距離時，轉動的角度更明顯．因此選項CD正確．
故選：CD．