地球是我们人类的母星,是我们人类赖以生存的家园,从太空观看地球,它是一颗美丽的蓝色星球,如此美丽,因为在整个地球表面上,大约有71%以上的面积是被海水覆盖的,只有剩下的29%为陆地面积,根据最新的测量显示,地球的质量约为60万亿亿吨。这里很多人都会有所疑惑,我们的地球如此巨大,它的质量究竟是如何测出来的呢?今天小编就和大家聊聊地球的测量方式。自年牛顿发现万有引力定律之后,他便敏锐地意识到,只要能够知道地球的重力加速度,地球的平均半径以及万有引力常量,我们就能够根据万有引力公式计算出地球的质量。对于牛顿来说,重力加速度和地球半径这两个数据比较容易获得,但是万有引力常量在当时却很难测定。为了测量万有引力常量,当时的科学家最早想到的办法是在一座山的旁边吊一根铅垂线,在理想情况下,山体质量产生的引力会吸引铅垂线,这样就能测出万有引力常量了。但是在实际操作的过程中却发现很难达到理想情况,风力以及振动的影响导致实验一直无法成功。就这样一晃,时间来到了18世纪,人们还在为计算出万有引力常量而努力,这时一位天才的科学家卡文迪许出现了。他吸收了铅垂线发的弊端,又通过模仿了约翰米歇尔此前测量磁力的方法,最终制造出了哑铃状的引力常量测量装置。卡文迪许卡文迪许希望通过细丝的扭转程度来反应放大引力常量,不过由于两个哑铃壮铅球之间的万有引力实在是太小,细丝的扭转程度远远无法达到观测要求。这时候卡文迪许并没有放弃,他决定继续优化实验装置。在苦思冥想之后,一个绝妙的测量方法横空出世了。卡文迪许创造性地将一面镜子加入到了测量装置中,这样一来,细丝微弱的扭动形变就会被镜子灵敏地捕捉到,在远方刻度尺上的光点就会发生相对明显的位移,实验成功后,卡文迪许将这种测量装置命名为扭秤。这个实验测出了相对准确的万有引力常量G的值。卡文迪许扭秤实验这里,我们需要的三个值就都得到了,终于在年,已经67岁的卡文迪许公布出了他计算出的地球质量,约为60乘以10的24次方千克,也就是我们说的60万亿亿吨。在普通人看来无法测量的地球质量却被科学家们通过小小的精确实验做出来了。科学家们用发现,总结的公式,结合严谨的实验数据测量出了地球这个庞然大物的质量。有了测量地球的经验之后,科学家们继续努力,用类似的方法测量了太阳系其它天体的质量。在这个测量过程中,万有引力常量也在被不断的精确。二者相辅相成,共同发展。
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