石英丝扭转角: 0.0000 rad
光点偏移: 0.00 mm
万有引力: 0.00×10⁻¹¹ N
推算 G 值: 0.000×10⁻¹¹ N·m²/kg²
实验参数调节
操作说明
1. 调节质量与距离 → 观察引力大小变化
2. 开始实验 → 观察T形架转动与光点偏移
3. 实时查看：扭转角、引力、G推算值
4. 体会：微小引力 → 角度放大 → 光点大幅偏移
2. 开始实验 → 观察T形架转动与光点偏移
3. 实时查看：扭转角、引力、G推算值
4. 体会：微小引力 → 角度放大 → 光点大幅偏移
实验核心原理
🔹 1. 万有引力定律
F = G · m · m' / r²
两球间引力与质量成正比，与距离平方成反比
🔹 2. 力矩平衡（求扭转角）
F · L = k · θ
引力矩 = 石英丝扭转力矩
→ θ = (F·L) / k（扭转角推导）
🔹 3. 光杠杆放大法
s = 2 · D · θ
微小角度 θ → 放大为大幅光点偏移 s
微小量放大思想
- 引力 F 极小 → 无法直接测量
- 转为扭转角 θ（一次放大）
- 再转为光点偏移 s（二次放大）
- 最终可反推 G 值
✅ 扭转角度 θ 推导过程
1. 引力产生力矩：
M₁ = F · L
2. 石英丝恢复力矩：
M₂ = k · θ
3. 平衡时 M₁ = M₂：
F·L = k·θ
4. θ = (F · L) / k
M₁ = F · L
2. 石英丝恢复力矩：
M₂ = k · θ
3. 平衡时 M₁ = M₂：
F·L = k·θ
4. θ = (F · L) / k
✅ 引力常量 G 推算过程
由 F = G m m' / r²
且 F = kθ / L
联立得：
G = (k · θ · r²) / (m · m' · L)
实验中：
• k：扭转系数
• θ：扭转角
• r：球心距
• m、m'：小球、大球质量
• L：T形架臂长
且 F = kθ / L
联立得：
G = (k · θ · r²) / (m · m' · L)
实验中：
• k：扭转系数
• θ：扭转角
• r：球心距
• m、m'：小球、大球质量
• L：T形架臂长
📊 当前实验推算值
标准 G = 6.67×10⁻¹¹
本次推算：0.000×10⁻¹¹
本次推算：0.000×10⁻¹¹