历史做实验装置

马德堡半球：大气压强；托里拆利

『叁』 历史上规模最大花钱最多的实验装置是什么

速度广东分行发给结核杆菌打发高峰过后

『肆』 人类历史上有过哪些令人毛骨悚然的实验呢

前苏联曾经在40年代末进行过一次恐怖的睡眠实验，由军方和科研人员组成，为了研究士兵在战场上究竟多久可以不睡觉。但是这个实验确实相当地恐怖

他们为了知道人究竟可不可以不睡觉，人长时间不睡觉究竟会怎样，于是他们就找了5个战犯，对他们说，如果他们能够30天吧睡觉，那么他们就可以被释放。当然这本身就是一个谎言，但是这5个战犯听了觉得也不错，非常地开心，因此在一开始的时候是非常地配合的。

士兵想把这4个人强行带出屋子，但是这4个人拼死抵抗，他们不愿意出去，希望留在这个屋子里，在抵抗的过程中，有一个士兵的脖子被抓破，流了很多血而死，还有一个士兵的腿部动脉被咬破，也是流血过多而死。

医生在对他们身上的伤痕研究后发现，他们身上的伤痕都是自残造成的，而且有人还吃自己身上的肉，屋子里明明留了很多的食物但他们都没有吃，他们吃的是自己身上的肉！

『伍』 如图是依据历史上著名的化学家拉瓦锡关于空气的成分研究的实验原理而设计的研究空气的一套实验装置．在集

（1）由于红磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，所以，待红磷熄灭并冷却后，打开弹专簧夹，观察属实验现象及水面的变化情况是：烧杯中的水进入集气瓶，水约占集气瓶剩余容积的

1

5

．
（2）实验中导致液面上升体积达不到到液面以上体积的

1

5

的可能原因有：①红磷的量不足，氧气未完全消耗掉； ②装置漏气，使进入的水偏少；③未等到装置冷却到室温，就打开了弹簧夹，使进入的水偏少； ④导管过长，导管内留有的水过多．
故答为：（1）烧杯中的水进入集气瓶，水约占集气瓶剩余容积的

1

5

．（2）①红磷的量不足； ②装置漏气；③未等到装置冷却到室温，就打开了弹簧夹； ④导管过长，导管内留有的水过多．

『陆』 历史上验证麦克斯韦速率分布的实验有哪些

热学研究（论文）
- 2 -
z三个方向上的分量为,,xyzvvv。处于平衡态的气体分子速度分布应该是各向同性的，在速度区间xxxv~vdv，yyyv~vdv，zzzv~vdv内的分子数dN显然与总分子数N和速度间隔体元xyzvvvddd成正比
即2xyz()vvvdNNFUddd （2222
xyzUvvv） （1）
这里比例系数 2()FUxyz
dNNdvdvdv (2 )
为速度分布函数
由于速度分布函数的各向同性，速度的任一分量的分布于其它量无关，故可设
2
()()()()xyzFUfvfvfv （3）
对上式两边取对数的
2
ln()ln()ln()ln()xyzFUfvfvfv
上式分别对,,xyzvvv求偏导 先对xv
x2
2
)1
12v())dF
UUFUdU




xxxxx
f(v 且
vf(vvv
整理后可得
2
2
xd)1
1
1
()2v)ddF
FUdU



xxxf(vf(vv
同理有
2
2
yd)1
11
()2v)
ddF
FUdU




yyy
f(vf(vv
2
2
zd)1
1
1
()2v)
ddF
FUdU




zzz
f(vf(vv
以上三式左边相同，故右边也相等 可令
xyzd)d)d)1
1
1
1
1
1
2v)
d2v)
d2v)
d





yxzxx
yy
zz
f(vf(vf(vf(vvf(vvf(vv
对上式积分得2
2
2
y
x
z
vvvyzfAe
fAe
fAe
x（v）=（v）=（v）=
将其带入（3）式有 2
2
2
xyzv+v+v2
3F(U)=Ae
（）
（5）
考虑到具有无限大速率的分子出现的几率极小，故应为负值

热学研究（论文）
- 3 -
令2a， 有归一条件有：
22
2222
y
x
z
vvv2
3
F(U
)A
e
e
e
1aa
axyzx
y
zdvdvdvdvdvdv






由积分公式
22
e
ax
dxa


可知
上式33
A()1a

 得a
A=


于是 222
xyzv+v+v2
3
a
F(U)=()e

2-a（）
（6）
在利用分子平均动能等于3
2
kT
2
13
22mU
kT


则 23kTUm

即 223(U)F(U)xyzkTdvdvdvm

 （7）
222
xyz2
2
2
222
222
xyzxyzxyzv+v+v2223
v+v+vv+v+vv+v+v3
22
2
a
()()e
a
(
)
[e
e
e
]x
yz
xyz
x
yzxyz
v
vvdvdvdvv
vvdvdvdv

22
22-a（）
-a（）
-a（）
-a（）

仅取上积分式中一项22
2
xyzv+v+v2e
xxyz
vdvdvdv2-a（）

2
2
2
2
2
2
2x
2x
ve
v
e
y
x
z
y
x
z
avavavxyz
avavavxyz
e
e
dvdvdvdve
dve
dv

由积分公式22
23
1
2ax
xe
dxa


 2
2
ax
e
dxa



可得 原式3
23
2
5
1
122a
a
a





热学研究（论文）
- 4 -
则
2222
2222
3
2()
253
2()
25
1212xyzxyzavvvy
yavvvz
zve
dvav
e
dva



代入（7）式有3
23
5
13(
)(3)2a
kTa
m




得 2makT

代入（6）式有
222
3
()
2
22()(
)2xyzmvvvkT
mFUe
kT
 （8）
通常说的速率分函数，f（u）指的是不论速度方向如何，只考虑速度的大小点的分布，在这种情况下，自然应该用球坐标系表示速度区间
2rsinvsin{dddrvdddv
2
球坐标空间 、、 dV=r
球速度空间 、、 d=
则 xyz2
x
y
z
vdddsin{vvvvvv
vdddv

、、、、
2
3
2/22
20
0
(
)sin2mvkT
dNme
vdddvN
kT



2
3
/22
24(
)2mvkT
me
vdvkT

可得： 2
3
/22
2()4(
)2mvkT
dNmfue
vNdV
kT


四． 实验验证
在麦克斯韦从理论推导速度分布律后的近半个世纪，由于当时的技术条件，主要是高真空技术和测量技术的限制，要从实验上来验证麦克斯韦速度分布律是非常困难的，直到1920年，英国物理学家斯特恩才做了第一次的尝试。虽然实验技术曾经有许多物理工作者做了进一步的改进，但直到1955年才由哥伦比亚大学的密勒和库士提出了这个定律的高精确的实验证明。
1、实验装置简介

热学研究（论文）
- 5 -

（1）、o为分子或原子射线源
（2）、R是用铝合金制成的圆柱体，圆柱体上均匀地刻制了一些螺旋形的细槽，细槽的入口狭缝与出口狭缝之间的夹角o4.8
（3）、D是根据电离计原理制成的检测器，用来接收原子射线，并测定其强度
（4）、整个装置都放在抽成真空的容器内 2、实验原理
实验时，圆柱体R以一定的角速度转动，由于不同的速率的分子通过细槽所需的时间不同，各种速率的分子射入入口狭缝后，只有速率严格限定的分子才能通过这些细槽，而不和细槽壁碰撞。分子沿细槽前进所需的时间为tvl


，从而有lv



只有速率满足上述关系的分子才能通过细槽，其它速率的分子将沉积在细槽的内壁上。因此旋转主体起到了速率选择器的作用，改变角速度，就可以使不同的分子通过。 3、实验过程与结果
改变圆柱体转动的角速度，依次测定相应分子射线的强度，就可以确定分子射线的速率分布情况。
试验表明，射线强度确为速率v的函数，强度大，表明分布在该速率区间内的分子数所占的比率较大，反之亦然。
实验还表明，在相同条件下，各相等速率区间内的分子数比率不同，多次实验得到同一速率区间内的分子数比率大致相同。这就说明分子速率确实存在一个恒定的分布律。
1955年密勒与库士测定了从加热炉内发射出来的铊原子速率分布，实验温度为1400K,并由实验数据会出了铊原子速率分布的试验曲线（见下图）。

热学研究（论文）
- 6 -

由试验曲线可知：
（1）、()fv值两头小，中间大，()fv有一极大值
（2）、可认为大量原子（或分子）的速率是连续分布的，当v取得很小
时，则有 ()dNfvdv
N


()fv这一函数，麦克斯韦首先从理论上找到了
密勒与库士于1955年在实验上比较精确的证明了麦克斯韦速度分布律。
总结：
应用麦克斯韦速率分布律可以求与速度有关的函数的各种平均值；可以计算速率在~vvdv内的分子数dN；可以计算速率在有限间隔12~vv内的分子数N或者百分数/NN；也可以推导理想气体的压强公式、温度公式、状态方程及几个实验定律；还可以推导能量均分定理。
麦克斯韦速度分布律对于研究气体无规则热运动有重要意义，找到了微观量求统计平均值的途径，为气体分子运动论奠定了基础。
参考文献：
（1）、张兰知著，热学，哈尔滨工业大学出版社，1998、11
（2）、言经柳，麦克斯韦速率分布律的推导，南宁师范高等专科学校校报，1999年第2期 （3）、吴瑞贤 章立源著，热学研究，四川大学出版社，1987、4

『柒』 人类历史上规模最庞大、花钱最多的实验装置是哪个

欧洲强子对撞机
建造经费最初是1995年通过的一笔26亿瑞朗，另有一笔两专亿一千万元瑞朗的经费作为实验之用属。然而，经费超支。在2001年的一次主要审核预期，将需增加四亿八千万元瑞朗在加速器的建造，与五千万元瑞朗的支出在实验运作上。同时，由于CERN年度预算的缩减，LHC的完工日期由2005年延后到2007年四月，以使用更多年度预算来支付。其中增加的一亿八千万元瑞朗，在于超导磁铁的制造上。另外，尚有在兴建放置CMS的地下洞穴时，遭遇到工程技术上的困难。预期的建造总额约为八十亿元美金。

『捌』 下面是历史上发现原子内部结构的几个著名实验的装置图，其中发现质子的装置是（） A． B．

A、A图通过α粒子轰击氮核得到质子，是发现质子的装置．故A正确． B、B图是阴极射线偏转内，从而确容定阴极射线是电子流，该装置是发现电子的实验装置．故B错误． C、C图α粒子的散射实验，得出了原子的核式结构模型．故C错误． D、D图α粒子轰击铍核得到中子的实验，该装置是发现中子的实验装置．故D错误． 故选A．

『玖』 历史上的“双头狗”实验是怎么回事最后那两只狗活了多久

在过去的半个多世纪里，科学已经取得了惊人的进步，我们今天所能做的大多数事情，在半个世纪以前的人们看来只会在科幻小说中出现。但就在20世纪50年代和60年代人们也做了一些疯狂的实验，例如：苏联的双头狗实验。

弗拉基米尔·德米霍夫

上述实验是由前苏联科学家弗拉基米尔·德米霍夫(VladimirDemikhov)进行的，他被认为是器官移植领域的先驱。德米霍夫博士还在器官移植中率先使用了免疫抑制剂，并设计了“第一个机械心脏辅助装置”，这基本上是现代人工心脏的前身。通过这一装置，德米科霍夫能够在大约5个小时内恢复狗的心脏功能，这是一项很有意义的实验，因为它是“第一个在被切除了心脏的动物身上保持血液循环的实验”。在德米科霍夫之前，这是一个许多人认为不可能完成的壮举。

尽管德米科夫的研究有潜在的意义，但除了少数科学家（最著名的是美国神经科学家罗伯特·怀特博士，他在20世纪70年代用恒河猴成功地重复了这个臭名昭著的实验）之外，他的这一研究成果在很大程度上被科学界已经忽视了。

『拾』 问一个历史上的物理实验

是奥斯特发现的电流周围存在磁场的实验
科学家科拉顿，在1825年做了这样一个实验：把一块磁铁插入绕成圆筒状的线圈中，他想，这样或许能得到电流。为了防止磁铁对检测电流的电流表的影响，他用了很长的导线把电表接到隔壁的房间里。他没有助手，只好把磁铁插到线圈中以后，再跑到隔壁房间去看电流表指针是否偏转。现在看来，他的装置是完全正确的，实验的方法也是对头的，但是，他犯了一个实在令人遗憾的错误，这就是电表指针的偏转，只发生在磁铁插入线圈这一瞬间，一旦磁铁插进线圈后不动，电表指针又回到原来的位置。所以，等他插好磁铁再赶紧跑到隔壁房间里去看电表，无论怎样快也看不到电表指针的偏转现象。
后来奥斯特在教室跟学生讲课的时候无意间发现了电流周围存在磁场，经过反复试验证明事实确实如此