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刘启新单臂水平扭秤
[楼主] 作者:senpy  发表时间:2004/05/12 16:54
点击:262次

为区别外国人的卡文迪许水平扭秤, 我想定名为刘启新单臂水平扭秤, 这按清华小猪的建议改的, 当时设计制作,都是刘启新先生一人完成的, 我只是观测记录,从1986~1988年,运行了二年多, 测出了太阳黑子群的变化, 日蚀引力异常等等.还测出了两个分币之间的引力, 当时的参数: 1芦杆长80cm, 一芦苇杆长140cm, 底版玻璃4cm×5cm×0.6cm , 上贴坐标纸, 离底10cm处用大头针连接1和一, 摆垂在另一端,铜质3克, 置于140cm端处, 插入黑色猪综作为指针,在139cm处, 捆上细线155cm, 另一端捆在1的上端, 以资负重, 因为芦杆只能承受径向压力, 而不能承受摆垂向下的弯曲, 所以用细线连于直杆1的上端, 使一杆微微上翘, 有一次制作竞上翘60cm,

以上是基本参数, 细线要用桃胶上浆, 被免伸缩, 其他细节各人自行设计该可, 刘老师是用四条玻璃长条连接1的上下, 用环氧树脂胶合,整个装置悬空, 置于双人床内, 用透明膜密封.

卡文迪许扭秤的水平臂上有两个球体,是对称的, 不好?只取其中一半, 这就会失去平衡, 水平摆克服了这一缺点, 它象一个直立的人, 将左臂平伸成一字, 人身象1字, 这1一接在一起, 一的外端设置重物, 铜或铅都行, 不能用铁, 因为铁会受磁力的影响, 1 的上下两端中心插入钢针, 固定. 下端钢针放在玻璃上, 为防止滑动, 可在玻璃上贴一张纸, 1 的上端钢针放在人字形两张刀片的中间, 可以转动, 其摩擦力→0, 下端针尖在玻璃上转动, 其摩擦力也是→0, 如果1 长50cm, 上端可向左倾斜0.3~0.8cm , 倾斜越小, 灵敏度越高, 摆动的幅度越大, 就象高灵敏度天平不易平衡,总是两边摆动一样, 高灵敏度仪器都有这样的缺点, 当年我将五分镍币接近摆垂0.5cm, 水平摆开始摆动, 要5~8分钟之后才能吸在一起, 放在地上, 水平摆有周日变化, 这是因为太阳位置变化引起的, 把整个装置吊起来, 可消除环境变化的影响, 可测到g的负9~负10次方的量级. 1和一两条杆子要轻, 我是用芦杆做的共重不超过10g

 

作者:清华小猪(xxx.xxx.xxx.xxx) 2004/05/12 09:45   字节:362 点击:8次 帖号:46768

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非也非也! 

大山实验中大山的引力比铁球强,但梯度小,所以扭秤不可用。但水平摆(我觉得单臂水平扭秤是更恰当的名字)用的是单臂,测的就不是引力梯度而是绝对引力,所以也可用。

哈哈,谢谢LQX,竟然有这么简单有效的实验仪器。也可用在卡氏实验中。不过单臂要靠其它物体支撑,会有磨擦,在这一点上不如扭秤。

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 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/05/12 18:12 

设计很巧妙,不知效果如何
仪器处于不稳定的平衡状态,而摆动频率似乎是仪器本身决定的。外部的引力作用如何测出来呢,破坏脆弱的平衡?但要测出引力的大小恐怕难度就大了。
[楼主]  [3楼]  作者:senpy  发表时间: 2004/05/12 21:06 

灵敏度可调节
以上设计是高灵敏度的,可测到g的负9~负10次方的量级, 是测量太阳引力的微弱变化用的, 比美国萨克斯青铜扭摆的灵敏度高出4~5个数量级, 摆幅最大值可达12度, 也有只摆动三五格(坐标纸的小格子), 有时一停好几天不摆动的情况也有, 这正是测量两个小物体引力大小的好时机, 其实测量引力大小用不作这样悬空, 就放在地上都行, 1一杆长各30cm, 用 匚 型架支撑, 1杆偏离铅垂0.5cm都行, 这时摆处于平衡不动状态, 正好测量引力,
 [4楼]  作者:刘武青  发表时间: 2004/05/12 21:23 

建议用刘启新先生的仪器测量光压力的变化

当光通过旋转透明介质与此透明介质静止时,光压力的变化.

谢谢

刘武青,三个效应, http://cqfyl.nease.net>

 

 



※※※※※※
刘武青
 [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/05/13 10:40 

观测到以下现象了吗?
仪器的1轴与铅垂线有一个很小的角度,因此摆会静止下来。但由于系统的稳定性很弱,很小的力就可以使其失去平衡。最常遇到的应该是引潮力,铅垂线在引潮力的作用下应该不断有很小的角度变化,当这个角度与1轴与铅垂线的角度在一个数量级的时候肯定可以测到这一变化。不知道在刘先生的仪器上是否可以看到每天两个变化周期,及每月的周期性变化,这是验证仪器灵敏度的很好的方法。

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