【摘要】重力场强度g的准确信息,通过一个全球性的组织提供给科学家,为他们研究地层深处的内部结构提供线索地球物理学家可以从g在较小区域内的变化,了解地球表面下嘚不均匀性。这种不均匀性往往与地下蕴藏的矿物有关为了正确地操纵远距离惯性制导系统,对g的变化做出修正是十分必要的。现在,一种能测量出凯特摆测重力加速度论文的改变量为10~9分之一的装置已经问世

第 卷第 期年 月 怀化师专学报 厂 重 力 加 速 度 的 测 量 「 张小溪 译 重力场強度 的准确信息 , 通过一个全球性的组织提供给科学家 , 为他们研究地层深处的内部结构提供线索 地球物理学家可 以从 在较小区域内的变化 , 了解地球表面下 的 不均匀性 这种不均匀性往往与地 一 蕴藏的矿物有关 为了正确地操纵远距离惯性制导系 统 , 对 的变化做出修正 是 十分必要的 现茬 , 一种能测量出凯特摆测重力加速度论文 的改变量为 护 分之一 的装置已经问世 从 年 以来 , 发生 了一些具有实际意义的事情 , 从而引起人们对测量 的关注 。在那 以前 , 只有一 种现今许多物理教师所熟悉 的凯特 可 倒摆是测量 的专有仪器 年代初 , 自由落体法开始用于测量 的实验 , 以后 , 采用 了降落标尺 拍照技术 、将降落标尺置于同时降落的容器内的技术 、 以及由落体反射的光产生干涉图样等技术 以 上是测量 、 的几种主 要方法的概述 的绝对值取决于许多 因素 , 包括位置 的高度 、 当地的地质特点 , 甚至于测量时月亮和太阳的位置 因此 , 实验 中各种修正和误差的估计异常复雜 由于这个原 因 , 应考虑 的修 正形式和引起误差 的各种根源 只能简述 凯特可倒摆 一 年在伦敦 , 一 第一个使用这种可倒摆测量 ‘〕 但是 , 最 著名嘚可 倒摆测量是 年 由德 国波茨坦测量协会的 和 〔 〕完成的 这次测量意义重大 , 因为其测值 被世界重力组织采用 为 的标准值 直到 年 , 所有关于重仂的数值都与这个标准值有关 这个标准值的精确度也 由和 给出 , 为 士 但是 , 下面提及的实验表明 , 还存在更 大一些 的误差 重力组织能够建立是通過采用波茨坦数据作为当地的精确度 , 并采用重差计来测量波茨坦和其它地点之间 的差值 重差计是一种能测量 的差值 而不是 的绝对值 的仪器 , 其精确度小至 斌 凯特摆 由一根带有两个支点的均匀棒构成 这一对支点或者做成刀 口 , 或者安放在刀 口 上 棒上还装有可移动的物体 , 其位置可 以沿摆长的方向改变 两支点到摆的质心 的距离是不相等的 实验时 , 不断调整滑块的位置 , 直到对每一个支点来说 , 凯特摆都具有相同的周期为止凯特摆的简图见图 刀 口 支点分别为 和 , 和等 , 为可移动的物体 。 若质量分布使得周期 与 相 卜了 由物理摆的 容易推得 ’ 几 兀 即一个摆长 为两支点之 間的距离 【 的单摆 的周期 更重要 的是 , 只需测 出与 相等的这个时间 , , 以及两支 图 凯特摆简图 怀化师专学报 年 点之间的距离 , , 即可以 由方程 算出凯特摆测重力加速度论文 由凯特摆实验测量所得的 值的精确度 , 受到两个因素的限制 摆动过程 中凯特摆的弯曲和 支撑轴的摆动 对此进行所需的修正分析是困难的 考虑到这些因素的影响 , 可倒摆法测量可精确到 分之几落尺法 测凯特摆测重力加速度论文的最直接的方法就是简单地测量 絀一个物体下落一段 已知距离所用 的时间 但是 , 由于测量很小的时间间隔在技术上 的困难 , 直到大约 年 , 在实验 中实际上都没有采用这种方法 从那以后 , 有人设计了几个实验 , 在这些实验中, 被测量的是物体落下 的距离 所用的时间 要发现怎样用这类实验收集到的数据来求 , 而进行简单的运動学分析并不难 , 为了消除因落体在投放过程中引起的误差 , 通常是当物体落下几个厘米之后才开始计时 若 表示开始计时落体的速度 , 则一 , 。 為了消去未知量初速度 , 需要测量物体落下两段不同的距离所