朱桓耐心給太史監眾人講課,依次說了斜麵、滑輪、單擺三種測量重力加速度的方法。
然後又接著說了驗證和測量萬有引力常數的扭秤鏡子反射法。
用紐秤測量萬有引力常數,關鍵是用兩個架子控製四個鉛球,再加上一個鏡子反射燈光。
第一個架子,是儘可能矮扁的等腰三角形,三角形底邊兩端各裝一個小鉛球。
三角形頂端拴一根儘可能細而牢固的鐵絲,將這個架子懸掛在一間小房子的中間。
第二個架子,是一根橫杆兩端各懸一根牢固的鐵絲,兩根鐵絲的下方各掛一個大鉛球。
第二個架子掛在定滑輪上,在房間外用繩子控製架子和大鉛球的升降。
讓大鉛球從高處下降,靠近第一個架子的小鉛球,鐵絲吊起來的小鉛球應該會移動。 【寫到這裡我希望讀者記一下我們域名 追書認準,.超省心 】
這個移動幅度仍然非常小,仍然難以直接用肉眼觀察到。
所以要在懸掛小球和三腳架的鐵絲上固定一麵小鏡子,鏡子會在小鉛球移動的時候隨著鐵絲扭動而改變角度。
再用燈火對著鏡子照耀,鏡子反射的燈光照耀到牆壁上,牆壁上貼一根尺子。
觀察光線在尺子上的位置變化幅度,配合四個鉛球的質量和萬有引力公式,就能反算出萬有引力常數了。
劉基等人聽完這個測量方法,更是忍不住連連讚嘆起來:
「原來是這樣,被鐵絲懸掛起來的鉛球,能夠避免地麵摩擦乾擾,而且異常靈敏。」
「關鍵是用鏡子反光,反射的能光能光照耀多遠,就能將鐵絲的扭轉效果放大到多少倍。」
「用了這個方法,肯定能夠測算出來引力定數,也就能算出地球和太陽之重了!」
朱桓等著劉基把方法都記下來,繼續指導和介紹需要注意的具體細節。
比如說如何保持平衡,控製燈光的反射距離等等。
朱桓今天講的這些測量方法,都是前世歷史上有人使用過的經典方法。
找對了方向,做起來就能簡單許多了。
朱桓帶著太史監的眾人,前後用了將近半個月的時間,依次完成了這些研究課題。
滑輪和單擺測重力加速度很快就完成了,測量出了相對準確的重力加速度數據,按照朱桓擬定的新度量衡標註,這個數據是二十四尺五寸。
剩下的大部分時間,都用來折騰萬有引力扭秤鏡子反射實驗了。
為了這個實驗,太史監專門改造了一間房子,還找最好的鐵匠來做鐵絲。
結果還是發現,細鐵絲製作太過困難,隻能調整了實驗方法。
用儘量細的銅絲懸掛小鉛球和鏡子用於扭動觀察。
用較粗的銅絲懸掛大鉛球,用於上下移動接近小鉛球,最終完成實際的車輛。
銅絲的加工難度比鐵絲低得多,終於成功完成了驗證和測量。
內部驗證完成之後,朱桓再次去通知了朱元璋,朱元璋也再次帶著臣子去觀看。
龍鳳九年十月十八日的晚上,朱元璋帶著幾個兒子,以及李善長、宋濂等高級文官官員,一起來到了太史監的測試現場。
眾人依次親自觀察了整個驗證過程,因為這個實驗情況有些複雜,隻能一個人單獨看。
這時候可沒有電燈,也沒有雷射器,為了方便觀察燭光效果,實驗房間門窗完全封閉。
隻留下一個專門的燈光放置孔,一個頗為狹窄的觀察孔,還要在夜裡做實驗。
參加實驗的人,趴在觀察孔上觀察的時候,用繩索控製大鉛球從高處緩緩降落。
大小鉛球接近的時候,鏡子反射的燭光方向就會變化。
宋濂親自看過驗證過程之後,便有些出神的去跟劉基確認和討論:
「伯溫……這世間萬物,真的都有細微相吸之力?」
劉伯溫此時的狀態已經完全變了:
「此乃萬有引力之理,萬物會於高空墜落便是此理之象。
「我們腳下之地球,便如我等所設之大鉛球。
「世間萬物,便如那懸掛而起的小鉛球,與大鉛球引力相濟之時,便會墜落於地麵。
「五公子所授之學,皆能實證應驗,而非宋儒佛道之袖手空談也。
「是真正的探究天地大道,為天地立心之學。」
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