史上最美丽的十大物理实验

世界十大最美物理实验概述
下面是世界十大最美的物理实验的简要概述：
1. 双缝实验（Young实验）：这个实验使用光或电子束通过两个狭缝，观察到干涉和衍射现象，证明了波粒二象性的存在。

2. 斯特恩-盖拉赫实验：利用分子束通过磁场，发现了电子的自旋，证明了量子力学的基本原理。

3. 弗朗克-赫兹实验：通过让电子束通过气体原子，发现了原子的能级结构，进一步验证了量子理论。

4. 米立根油滴实验：将油滴悬浮在电场中，通过测量油滴的运动来测定电荷的基本单位，即电子的电荷量。

5. 兰纳德放电管实验：通过在真空管中加入气体，产生带电粒子，并观察到产生的荧光，验证了兰纳德散射理论。

6. LIGO引力波观测实验：使用光学干涉技术观测到由两个黑洞合并产生的引力波，为广义相对论提供了重要的证据。

7. CERN大型强子对撞机实验：利用加速器将两束质子相撞，产生高能量的粒子，探索基本粒子和宇宙奥秘。

8. 脉冲星实验：通过测量脉冲星的周期和频率，验证了广义相对论对于极端条件下的引力场的预测。

9. 霍金辐射模拟实验：通过模拟黑洞的辐射过程，进一步验证了霍金辐射理论。

10. 反质子物理实验：通过制造反质子并与正常质子碰撞，研究反物质的性质，为了解宇宙的平衡提供了重要线索。

【物理】物理学史上十大最美丽的实验理实验是枯燥、繁琐、无聊的，但事实上，真正优秀的实验必须首先是美丽的。

下面就是世界知名物理学家们联合评选出的物理学史上十大最美丽的实验。

这十大实验中的绝绝大部分是科学家独立完成的，最多有一两个助手。

所有的实验都“抓”住了物理学家眼中“最漂亮”的科学之魂，这种漂亮是一种经典概念：使用最简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的理解更加清晰。

第10名：傅科钟摆实验2001年，科学家们在南极安置一个摆钟，并观察它的摆动。

他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。

1851年，法国科学家傅科在公众面前做了一个实验，用一根长220英尺的钢丝将一个62磅的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下，观测记录它前后摆动的轨迹。

周围观众发现钟摆每次摆动都会稍稍偏离原轨迹并发生旋转时，无不惊讶。

实验上这是因为房屋在缓缓移动。

傅科的演示说明地球是在围绕地轴自转的。

在巴黎的纬度上，钟摆的轨迹是顺时针方向，30小时一周期。

在南半球，钟摆应是逆时针转动，而在赤道上将不会转动。

在南极，转动周期是24小时。

第9名：卢瑟福发现核子实验1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能实验时，原子在人们的印象中好像是“葡萄干布丁”，大量正电荷聚集的糊状物质，中间包含着电子微粒。

但是他和他的助手发现向金箔发射带正电的α微粒时有少量被弹回，这使他们非常吃惊。

卢瑟福计算出原子并不是一团糊状物质，绝大部分物质集中在一个中心小核上，现在叫作核子，电子在它周围环绕。

第8名：伽利略的加速度实验伽利略提炼他相关物体移动的观点。

他做了一个6m多长、3m多宽的光滑直木板槽，再把这个木板槽倾斜固定，让钢球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量钢球每次下滑的时间，研究它们之间的关系。

亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的：铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。

伽利略却证明钢球滚动的路程和时间的平方成比例：两倍的时间里，铜球滚动了4倍的距离，因为存有恒定的重力加速度。

最美的十大物理实验第一，心电动力学:这是一种关于心脏的动力学研究，它帮助科学家更好地理解心脏的动力机制。

它通过测量心脏在自发节律和外源刺激下的生理参数来研究心脏运动的动力学过程。

这项实验有助于探索心脏组织的运动特性，提供对缺血性心脏病病人治疗更好的方案。

第二，电磁学:这是一种描述电磁场、电磁能量以及电磁现象和这些现象如何影响物体的研究。

它使用电磁实验，利用电动力法、磁场法和磁现象来试验、演示或示范，让电磁理论不仅在理论上可靠，在实践上也是有效的。

第三，光学:这是研究光的物理学，是物体与光的交互作用及其研究的学科。

光学技术广泛应用于几乎所有的科学、工程、医学领域，并常用来解决实际问题。

实验可以测量光谱、检测光强度以及观察折射现象等，能够探究光的七大属性。

第四，量子力学：这是一门讨论粒子以及它们之间的相互作用的物理学，研究特定条件下原子碰撞，核反应，电子输运能量转变等，揭示了费米子、当代量子力学模型，表明了诸多现象的精确的作用机制。

它的实验主要是定性的，包括测量量子多种态、检验量子“猫”现象以及探测偶然性等。

第五，热学:这是一门研究热力与温度之间关系的物理学，探讨物质温度、热量、熵等物理量的变化，以及室温下物质各种变化的物理原理，它可以帮助我们更好地了解物质的能量转移机制。

它的实验主要包括测量物质改变温度过程中的热量，检测物质各种变化状态的能量等等。

第六，凝聚态物理学：是一门研究凝聚态物质的性质的物理学。

它涉及物质增减、内聚力释放、外部控制介质传播这一系列研究，尤其是以半导体以及量子点研究为主，通过实验可以揭示凝聚态物质的静态及动态属性。

第七，电磁感应实验：是以磁场作用原理为主，借助特殊装置可以测量电流、感应电动势及磁感应强度等，该实验揭示了电磁学技术的实际应用，研究了各种类型的物质的磁性现象，在实际工程中有着重要的应用价值。

第八，电路实验：它是以研究、掌握电路的知识为主，借助电子测量仪器对电路的工作情况进行监测，并利用试验数据分析推断出电路的特性和行为特性，这一实验使电子技术有力地支持电路设计。

最美的十大物理实验物理实验以其精确、精致的实验步骤和灵活性吸引着人们，它蕴含着深刻的科学启示，它也是平凡人通往超凡科学的桥梁之一。

今天，我们来认识一下最美的十大物理实验。

1、玻尔实验玻尔实验是由德国物理学家马克斯玻尔发现的，他以电磁学理论作为背景，利用发射、接收和分析电磁波完成了这一实验，从而证明了光是电磁波的一种。

在实验中，玻尔用金属网状屏蔽器来屏蔽空气中的电磁波，然后，他使用天线发射出长度为米的电磁波，当电磁波击中金属屏蔽器时，可以看到一道蓝绿色的光束，极大地操作实践了电磁学理论。

2、瓦斯特实验瓦斯特实验利用受声波激励的水波板来展示声速斜坡，这是由美国物理学家约翰瓦斯特发现并提出的。

声波在水波板上传播，当水波板被电磁线圈激励，就能产生一个很长的斜坡，从而可以看到测量声速的线性特性。

由于实验手法的简单，使学生可以很容易的观测声速的线性性质，让物理实验课程变得及其有趣和生动。

3、费米实验费米实验是由意大利物理学家费米发现的，这项实验将发现电子的粒子性。

费米实验使用了一个精密的称重装置，将一个金属片放在声激发的电磁波的风口中，当金属片在电磁波中摄取一定数量的电压时，金属片的重量减轻，最终发现了电子的粒子性质。

4、比尔斯实验比尔斯实验是由美国物理学家乔治比尔斯发现的，它是用来证明量子解释电离实验的物理实验，这个实验用了一个电子管，在电子管中放入一个金属片，在通电情况下打开金属片，电子管内的金属片会发出一束电子射线，这样就能够发现电子的离子性。

5、安培实验安培实验是由瑞士物理学家安培发现的，这个实验是用来检测电流的实验，安培实验有特定的实验步骤，其中包括构筑一个电动机、组合电流计和热电偶、微调电流计，实验完成后就可以测得电流的单位，并定义出安培定律。

6、居里夫人实验居里夫人实验是由法国物理学家居里夫人发现的，这个实验的结果被称为居里夫人定律，这个实验揭示了精准的反应物质之间的比例关系，它的比例又叫做居里夫人常数，是物质之间的重要的参数，进行化学反应计算时经常用。

物理学史上最漂亮的十大物理实验2002年9月出版的《物理学世界》刊登了排名前10位的2000多年来最漂亮的物理实验，其中的大多数都是我们耳熟能详的经典之作。

令人惊奇的是，这十大实验中的绝大多数是科学家独立完成的，最多有一两个助手。

所有的实验都“抓”住了物理学家眼中“最漂亮”的科学之魂，这种漂亮是一种经典概念：使用最简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。

为了能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹，下面我们根据时间顺序对这些实验作一简单介绍。

第7名：埃拉托色尼测量地球圆周长古埃及有一个现名为阿斯旺的小镇。

在这个小镇上，夏至日正午的阳光悬在头顶，物体没有影子，阳光直接射入深水井中。

埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆的馆长，他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长。

在以后几年里的同一天、同一时间，他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。

发现太阳光线有轻微的倾斜，在垂直方向偏离了大约7°。

假设地球是球状，那么它的圆周应跨越360°。

如果两座城市成7°，就是7／360的圆周，就是当时5000个希腊运动场的距离。

因此地球周长应该是25万个希腊运动场。

今天，通过航迹测算，我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5％以内。

第2名：伽利略的自由落体实验在16世纪末，人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。

伽利略，当时在比萨大学任职，他大胆地向公众的观点挑战。

著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事：他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体，让大家看到两个物体同时落地。

枷利略挑战亚里士多德的代价也使他失去了工作，但他展示的是自然界的本质，而不是人类的权威，科学作出了最后的裁决。

第8名：伽利略的加速度实验伽利略继续提炼他有关物体移动的观点。

他做了一个6m多长、3m多宽的光滑直木板槽，再把这个木板槽倾斜固定，让钢球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量钢球每次下滑的时间，研究它们之间的关系。

历史上的十大经典物理实验2002年，美国两位学者在全美物理学家中做了一次调查，请他们提名有史以来最出色的十大物理实验，其中多数都是我们耳熟能详的经典之作。

令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂：由简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念。

十大经典物理实验犹如十座历史丰碑，扫开人们长久的困惑和模糊，开辟了对自然界的崭新认识。

从十大经典物理实验评选本身，我们也能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们鸟瞰历史一样。

排名第一：托马斯杨的双缝演示应用于电子干预实验在20世纪初的一段时间中，人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性，又有粒子性，即所谓的波粒二象性。

波动和粒子都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念，与我们的直观经验较为相符。

然而，微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。

如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律，电子双缝干预实验为一典型实例。

杨氏的双缝干预实验是经典的波动光学实验，玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干预实验，以此来讨论量子物理学中的根本原理。

可是，由于技术的原因，当时它只是一个思想实验。

直到1961年，约恩孙制作出长为50mm、宽为0.3mm、缝间距为1mm的双缝，并把一束电子加速到50keV，然后让它们通过双缝。

当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样，并可用照相机记录图样结果。

电子双缝干预实验的图样与光的双缝干预实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象，这是电子具有波动性的一个实证。

更有甚者，实验中即使电子是一个个地发射，仍有相同的干预图样。

但是，当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的，不管用何手段，图样都立即消失，这实际告诉我们，在观察粒子波动性的过程中，任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性，我们无法同时观察两个方面。

要设计出一种仪器，它既能判断电子通过哪个缝，又不干扰图样的出现是绝对做不到的。

那些神一样的物理实验作者：关尔东来源：《求学·理科版》2016年第02期十大最美物理实验2002年，美国两位学者在全美物理学家中做了一份调查，请他们提名有史以来最美的十大物理实验。

最终的调查结果刊登在了当年9月份的美国《物理世界》杂志上。

这十大物理实验大部分都在我们课本中出现过，如伽利略的比萨斜塔实验（排名第二）和斜面实验（排名第八）、牛顿用三棱镜分解太阳光的实验（排名第四）、卡文迪许用扭矩测量万有引力常数的实验（排名第六）、托马斯·杨的双缝干涉实验（排名第五）、罗伯特·密立根测量电子电荷量的油滴实验（排名第三）、卢瑟福的阿尔法粒子散射实验（排名第九）等。

为什么是它们？十大最美物理实验中，年代最远的是公元前3世纪的埃拉托色尼利用太阳光测量地球圆周的实验（排名第七），年代最近的是1961年前后，根据托马斯·杨的双缝干涉实验原理做的电子干涉实验（排名第一）。

而2002年的诺贝尔物理学奖获得者是因为他们在天体物理学领域做出的先驱性贡献，特别是在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙X射线源”方面的成就。

对比之下，你一定很疑惑，为什么在物理学已经迅猛发展的21世纪，反而是这十个看似很初级的实验获得了物理学家们的推崇？物理学家们给出了他们的理由：这些实验都紧紧抓住了物理学家眼中最美丽的“科学之魂”——用最简单的仪器设备，发现了最根本、最单纯的科学概念，解除人们长久的困惑，开辟了人们对自然界的崭新认识。

比如，一个简单的双缝干涉实验就能证明光具有波动性，而不仅仅是牛顿认为的光是一种微粒。

把光的双缝干涉实验原理迁移到电子干涉中，同样也证明了电子具有波动性，完全颠覆了人们认为电子仅仅是一种粒子的传统观念。

看到这，请你翻开你的课本，像物理学家一样欣赏那些曾被我们视为寻常的经典实验吧！相信我，物理不仅仅是那些题目，它既极致简单又深邃宽厚。

了解越深，你就会越为它而着迷。

神庙里的神设计上述实验在课本中大多有较为详细的介绍，而排名第十的傅科摆实验在人教版高中物理课本中，仅仅是以插图的形式出现在选修3-4第14页。

最美的十大物理实验
在科学家眼里，美，应该怎样阐释？
——用最简单的实验和设备获得最根本、最直接、最精确的科学结论，这就是美！
在美国的一项调查中，一些受访的物理学家推举评出了科学史上最“美”的十大物理实验。

这十个科学史上非常经典的实验，共同点在于都是用极简单的过程作出了非凡的结论。

1、运用托马斯·杨双缝演示的电子干涉实验；
2、伽里略的自由落体实验；
3、密歇根的油滴实验；
4、牛顿的棱镜分解太阳光实验；
5、托马斯·杨的光干涉实验；
6、卡文迪许扭秤实验；
7、埃拉托塞尼测量地球周长实验；
8、伽里略的加速度实验；
9、卢瑟福发现原子核实验；
10、傅科单摆实验。

世界十大最美物理实验排名前十的最美丽的物理实验，其中大多数都是我们耳熟能详的经典之作。

所有这些实验共同之处是他们都仅仅“抓〞住了物理学家眼中“最美丽〞的科学灵魂，这种美丽是一种经典：最简单的仪器和设备，发现最根本、最单纯的科学概念，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和模糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加明晰。

1、托马斯·杨的双缝演示应用于电子干预的实验牛顿和托马斯·杨对光的性质的研究得出的结论都不完全的正确。

光既不是简单由粒子构成，也不是一种单纯的波。

20世纪初，麦克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西发出光和吸收光。

但是其他实验还证明光是一种波状物。

经过几十年开展的量子学说最终总结了两个矛盾的真理：光子和亚原子微粒〔如电子、光子等等〕是同时具有两种性质的微粒，物理上称它们：波粒二象性。

将托马斯·杨的双缝演示改造一下可以很好的说明这一点。

科学家们用电子流代替光束来解释这个试验。

根据量子力学，电粒子流被分成两股，被分的更小的粒子流产生波效应，它们互相影响，以致产生象托马斯·杨的双缝实验中出现的加强光和阴影。

这说明微粒也有波的效应。

?物理学世界?编辑比特·洛戈斯推测，直到1961年，某一位科学家才在真实的世界里做出了这一实验。

2、伽利略的自由落体实验在16世纪末，人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落的快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。

伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆的向公众的观点挑战。

著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事：他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体，让大家看到两个物体同时落地。

伽利略挑战亚里士多德的代价也许是他失去工作，但他展示的是自然界的本质，而不是人类的权威，科学作出了最后的裁决。

3、罗伯特·米里肯的油滴实验很早以前，科学家就在研究电。

人们知道这种无形的物质可以从天上的闪电中获得，也可以通过摩擦头发得到。

物理历史上的十大经典实验2002年，美国两位学者在全美物理学家中做了一次调查，请他们提名有史以来最出色的十大物理实验，其中多数都是我们耳熟能详的经典之作。

令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂：由简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念。

十大经典物理实验犹如十座历史丰碑，扫开人们长久的困惑和含糊，开辟了对自然界的崭新认识。

从十大经典物理实验评选本身，我们也能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。

排名第一：托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中，人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性，又有粒子性，即所谓的“波粒二象性”。

“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念，与我们的直观经验较为相符。

然而，微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。

如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律，电子双缝干涉实验为一典型实例。

杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验，玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验，以此来讨论量子物理学中的基本原理。

可是，由于技术的原因，当时它只是一个思想实验。

直到1961年，约恩•孙制作出长为50mm、宽为0.3mm、缝间距为1mm的双缝，并把一束电子加速到50keV，然后让它们通过双缝。

当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样，并可用照相机记录图样结果。

电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象，这是电子具有波动性的一个实证。

更有甚者，实验中即使电子是一个个地发射，仍有相同的干涉图样。

但是，当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的，不论用何手段，图样都立即消失，这实际告诉我们，在观察粒子波动性的过程中，任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性，我们无法同时观察两个方面。

要设计出一种仪器，它既能判断电子通过哪个缝，又不干扰图样的出现是绝对做不到的。

物理历史上的十大经典实验2002年，美国两位学者在全美物理学家中做了一次调查，请他们提名有史以来最出色的十大物理实验，其中多数都是我们耳熟能详的经典之作。

令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂：由简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念。

十大经典物理实验犹如十座历史丰碑，扫开人们长久的困惑和含糊，开辟了对自然界的崭新认识。

从十大经典物理实验评选本身，我们也能清楚地看出 2000 年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。

排名第一：托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中，人们逐渐发现了微观客体光子、电子、质子、中子等既有波动性，又有粒子性，即所谓的“波粒二象性”。

“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念，与我们的直观经验较为相符。

然而，微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。

如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律，电子双缝干涉实验为一典型实例。

杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验，玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验，以此来讨论量子物理学中的基本原理。

可是，由于技术的原因，当时它只是一个思想实验。

直到 1961 年，约恩•孙制作出长为 50mm、宽为 0.3mm、缝间距为1mm 的双缝，并把一束电子加速到50keV，然后让它们通过双缝。

当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样，并可用照相机记录图样结果。

电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象，这是电子具有波动性的一个实证。

更有甚者，实验中即使电子是一个个地发射，仍有相同的干涉图样。

但是，当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的，不论用何手段，图样都立即消失，这实际告诉我们，在观察粒子波动性的过程中，任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性，我们无法同时观察两个方面。

要设计出一种仪器，它既能判断电子通过哪个缝，又不干扰图样的出现是绝对做不到的。