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物理大发现
内容简介物理大发现
1582年的一天,意大利比萨城一个年轻的医科学生,正在比萨大教堂里跪着,同去做礼拜的同伴们都在专心地听牧师讲道,大厅里除了讲演声和一根链条的擦碰声外,一片寂静.一盏从教堂顶端悬挂下来的吊灯,被风吹得在空中来回摆动.摆动着的挂灯链条的嘀嗒声惊扰了正在做祈祷的医科学生——伽利略.这种人们常见的现象,引起了伽利略极大的兴趣.他的思考与牧师的祷告距离越来越远了.他目不转睛地注视着吊灯的摆动,尽管吊灯摆动的振幅逐渐减小,但往返一次所需要的时间似乎都一样.他把右手指按在左手腕的脉搏上测量起来,惊奇地发现:不论灯摆动的幅度多大,每摆动一次所需用的时间的的确确是相同的.这个意外的发现,使他仿佛遭到了闪电的突然袭击,引起了伽利略的惊奇.他自问:自己的感觉是正确的吗?不是感觉欺骗了自己,就是亚里土多德"摆幅短需时少"的说法是错误的.究竟是看花了眼,还是发现了奇迹,发现了大自然的一个伟大真理?他在教堂一刻也呆不下去了,拔腿跑回家中.
伽利略回家后,迫不及待地进行了实验,为了取得精确的实验结果,他找来了一只沙钟,准备好鹅管笔、墨水、纸张,认真记录实验数据,并请他的教父帮助他进行这个试验.他找来两根一样长的绳子,在顶端各坠上一块相等重量的铅块,分别将两根绳头系在两根厅柱上.伽利略手拿两个铅摆,分别拉到距垂直线不同的位置,然后同时放开手,让绳索自然摆动,让他的教父数一根绳索的摆动次数,自己数另一根绳索摆动的次数,然后加以比较.
经过多次反复实验,发现两根绳索来回摆动的次数总数是一样的.伽利略终于发现:虽然两根绳索起点不相同,但摆动的时间却一样.他发现了摆动的规律,并用数学公式给予了准确的表述:即摆动的周期与摆的长度的平方根成正比,而与摆锤的重量无关.这就是伽利略年轻时发现的著名的"摆的等时性原理".后来,荷兰的科学家犹更斯就是根据这个原理,制造出了挂摆的时钟.今天,这个原理被更广泛地应用于计数脉搏、时钟计时、计算日食和推算星辰的运动等诸方面.
伽利略发现著名的"摆的等时性原理"时,年仅18岁.
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