对扭秤法测万有引力常数实验的探讨

对扭秤法测万有引力常数实验中的隔振和求平衡点两个重要问题进行了论述．

一种基于扭秤的重力梯度动态测量方法

针对传统的扭秤式重力梯度仪测量准确度高,但稳定性差且测量效率低的问题进行了研究。引入动态调制方法,并将Z型扭秤结构应用于动态测量模式,实现重力水平梯度和重力曲率值的同时测量。在信号处理过程中使用旋转滤波和遗传算法,可有效消除扭摆自由振荡对目标峰值的影响并提取目标频率的幅值和相位。仿真实验结果表明,遗传算法从动态测量模式信号中提取目标重力梯度值引入的不确定度分量不超过0.0077 E(1 E=10^(-9)/s^(2))。使用遗传算法进行数据后处理时,系统的测量不确定度评定为0.0582 E。

扭秤周期法测G实验物理教学实验研究

万有引力常数G作为描述物体间引力相互作用强度的基本物理学常数,最早被物理学家认知。但由于引力作用非常微弱且不可屏蔽,万有引力常数G是目前精度最差的基本物理学常数。测G实验作为精密测量领域重要实验之一,对测量的精准度提出很高要求。该文基于扭秤周期法相关原理,设计了实验测量装置,精确测量扭秤、吸引质量的物理参量及其相对位置,并进行误差分析。基于所设计的测G装置,通过有、无球配置下周期数据积累,给出万有引力常数G测量结果。作为本科生创新性物理实验教学内容,在教学与实验过程中涉及到力学、运动学、光学、计量学等相关大学物理课程领域,有助于培养学生逻辑思维能力、实践动手能力、误差设计与分析能力,加深对相关知识点的理解与运用。

万有引力常数G精确测量实验进展

万有引力常数G是人类历史上引入的第一个基本物理学常数,其在理论物理、天体物理和地球物理等许多领域中扮演着重要角色.两百多年来,人们共测量出了200多个G值,但G的测量精度仍然是所有物理学常数中最差的,这一现象反映了测G工作本身的复杂性和困难性.本文简要概述了G值测量的意义和测G的历史,并结合自2010年以来国际上新出现的三个高精度测G实验介绍这一领域的研究进展,以及华中科技大学引力实验中心测G工作的最新动态.

中国科学家测量最精确万有引力常数G之浅谈

我国科学家测出截止目前为止国际最精确万有引力常数G,成功入选2018年中国科学十大进展,相关成果也被编入高中物理教材,既体现我国的科研实力,也是党中央对教材思政的要求。文章简要介绍万有引力常数G测量历史,罗俊院士团队采用的两种测量方法——扭秤周期法和角加速度反馈方法的实验原理和装置,得到G值分别为6.674184×10^-11 m^3×kg^−1×s^−2和6.674484×10^-11 m^3×kg^−1×s^−2,将G值精确度提高到小数点后第四位,相对精度达到11.6 ppm。

万有引力常数G的精确测量

万有引力常数G是一个与理论物理、天体物理和地球物理等密切相关的物理学基本常数,它的精确测量在引力实验乃至整个实验物理学中占据着特殊地位.尽管两个多世纪以来科学家们为此竭尽全力,但G的测量精度仍然是物理学基本常数中最差的.我们在简要综述万有引力常数G的测量历史的基础上,介绍了目前实验室测量万有引力常数G的现状和国际上在这一领域的研究进展.