物理学解体新書

物理学史上の実験

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ランフォードの実験

カロリック説(熱素説)を否定した実験。
砲身を削る際に大量の熱が生じる。
削る前(発熱する前)と、削った後(放熱後)で金属の比熱に変化はないことから、熱の正体は熱素ではなく運動であることが究明された。
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ジュールの実験

仕事と熱の関係を明らかにした実験。
水中の羽根車を回転させることで水温を上昇させる。
水温を上昇させる熱と、羽根車を回転による仕事を対応させることで、熱の仕事当量を確定した。



トリチェリの実験

大気圧の存在を明らかにした実験。
始めて、真空を作ることにも成功した実験でもある。
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ヤングの実験

光の波動性を明らかにした実験。
光源から出て2つのスリットを通過した光によって、スクリーン上に干渉縞が出現する。
このことから光は粒子ではなく、波動であることが確定した。



キャベンディッシュの実験

万有引力定数を測定する実験。
二つの鉛の球体が万有引力の作用で近づくことを、ねじり天秤を利用して測定した。
本来は地球の密度を測定しようとしていたが、結果として万有引力定数も算出できた。



マイケルソン・モーリーの実験

エーテルの存在を否定した実験。
エーテルは光の媒質として仮定されていた物資である。
もし、エーテルが存在するなら、地球の公転方向の前方からくる光と、それと垂直方向からくる光は速度が異なるはずだ。
当初はこの光速の差を検出することで、エーテルの存在を立証しようとしたが、光速が常に一定であることが確認されエーテルが否定された。
この実験で光速度不変の原理が明らかとなり、特殊相対性理論の基礎となった。



ラザフォードの実験

原子の構造を解明した実験。
原子は、トムソンの考えたぶどうパン型モデルではなく、長岡半太郎の土星型モデルであることが判明した。
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ミリカンの油滴実験

素電荷eの値を確定した実験。
空気中を降下する霧状の油滴を、電場を調整することで空中に停止させる。
このときの電場の強さから、油滴の帯電量を測定する。
油滴の帯電量は必ず素電荷eの整数倍であることから、素電荷eを算出する。



二重スリット実験

電子が粒子と波動の二重性を兼ね備えていることを明らかにした実験。
ヤングの実験の光を、電子に置き換えた実験である。



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2016/10/12



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