【扭秤实验测出引力常数的原理】一、
牛顿在1687年提出万有引力定律后，虽然给出了引力的定量关系，但并未给出具体的引力常数（G）的数值。直到1798年，英国科学家亨利·卡文迪许通过“扭秤实验”首次成功测量了引力常数G的值，为后续的天体物理研究奠定了基础。
扭秤实验的核心思想是利用一根极细的金属丝悬挂一个轻质的摆锤系统，并在其附近放置质量较大的铅球，通过观察摆锤因引力作用而产生的微小偏转，计算出两个物体之间的引力，从而求得引力常数G。
该实验的关键在于利用了力矩平衡和扭转力矩的关系，通过精确测量摆锤的偏转角度，结合已知的质量和距离，最终推导出G的数值。尽管实验装置简单，但其对精度的要求极高，体现了科学实验的严谨性与创造性。
二、表格展示
| 项目 | 内容 |
| 实验名称 | 扭秤实验 |
| 实验时间 | 1798年 |
| 实验者 | 亨利·卡文迪许 |
| 实验目的 | 测量引力常数G的值 |
| 实验原理 | 利用万有引力定律与扭转力矩平衡原理 |
| 实验装置 | 扭秤（由细金属丝悬挂的摆锤系统） + 大质量铅球 |
| 核心公式 | $ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} $，$ \tau = k\theta $ |
| 测量方法 | 观察摆锤因引力引起的偏转角θ，计算引力F |
| 已知参数 | 铅球质量m₁、摆锤质量m₂、两物体间距离r |
| 未知参数 | 引力常数G |
| 实验结果 | $ G \approx 6.67 \times 10^{-11} \, \text{N·m}^2/\text{kg}^2 $ |
| 实验意义 | 首次直接测量G，验证万有引力定律的定量关系 |
三、结论
扭秤实验是物理学史上一次重要的实验创新，它不仅成功测量了引力常数G，还展示了如何通过巧妙设计的实验装置，在微观尺度上捕捉宏观引力效应。该实验方法至今仍被用于高精度的引力测量中，具有深远的科学价值。