También hay electricidad. Sin embargo, debido a su desprecio por el honor, prestó poca atención a publicar resultados experimentales y obtener prioridad para los descubrimientos, lo que provocó que muchos de sus resultados no fueran publicados. No fue hasta mediados del siglo XIX que se descubrió información extremadamente valiosa en sus manuscritos, lo que demuestra que había hecho una enorme contribución al desarrollo de la ciencia. La contribución científica más aclamada de Cavendish es que fue el primero en estudiar la distribución de la carga eléctrica en un conductor y utilizó un experimento similar en 1771 para explicar la ley de interacción eléctrica. En su informe a la Royal Society en 1777 dijo: "Es probable que la atracción y repulsión de la electricidad sean inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre las cargas. Si esto fuera así, entonces casi todo el exceso de electricidad en el cuerpo se concentraría cerca de la superficie del cuerpo. Mientras que la electricidad está fuertemente apretada, el resto del objeto está en un estado neutral "Al mismo tiempo, también estudió la capacitancia del condensador; hizo un conjunto de. condensadores de capacidad conocida y midieron la capacitancia de varias muestras de instrumentos. También predijo las constantes dieléctricas de diferentes materiales, midió las constantes dieléctricas de varios materiales e inicialmente propuso el concepto de "potencial". Cavendish dedicó su vida a la investigación científica y se dedicó a la investigación experimental durante 50 años. Era retraído y tenía poco contacto con el mundo exterior. Las principales contribuciones de Cavendish son las siguientes: produjo por primera vez gas hidrógeno en 1781 y estudió sus propiedades. Los experimentos han demostrado que produce agua cuando se quema. Desafortunadamente, sin embargo, una vez confundió el hidrógeno que descubrió con el flogisto. En 1785, Cavendish descubrió la existencia de gases nobles introduciendo chispas eléctricas en el aire. Realizó muchos estudios experimentales exitosos en química, calor, electricidad y gravedad, pero rara vez los publicó. Un siglo más tarde, Maxwell recopiló sus artículos experimentales y publicó un libro en 1879 titulado "Las investigaciones eléctricas del querido Henry Cavendish". Hasta entonces, no se sabía que Cavendish había realizado muchos experimentos eléctricos. Maxwell dijo: "Estos artículos prueban que Cavendish anticipó casi todos los grandes hechos de la electricidad que se han hecho famosos en el mundo científico a través de los trabajos de Coulomb y el filósofo francés. Mucho antes de Coulomb, Cavendish tenía la distribución de carga en un conductor". sido estudiado. En 1777, informó a la Royal Society: "La atracción y repulsión de la electricidad son probablemente inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre las cargas. Si así fuera, casi todo el exceso de electricidad en el cuerpo se acumularía cerca de la superficie". Al estar apretados fuertemente, el resto del objeto está en un estado neutral." También demostró experimentalmente la fuerza entre cargas. Demostró experimentalmente que antes de Faraday, la capacitancia de un condensador dependía del material entre las dos placas. Fue el primero en establecer el concepto de potencial eléctrico, afirmando que el potencial eléctrico a través de un conductor es directamente proporcional a la corriente que fluye a través de él (la ley de Ohm se estableció en 1827). La intensidad de la corriente no se podía medir en ese momento. Se dice que utilizó valientemente su propio cuerpo como instrumento de medición, estimando la fuerza de una corriente eléctrica sintiendo las vibraciones eléctricas desde sus dedos hasta sus brazos. Una de las principales contribuciones de Cavendish fue que completó el experimento del equilibrio de torsión para medir la gravedad en 1789, que más tarde se conoció como el experimento de Cavendish. Mejoró la escala de torsión diseñada por el maquinista británico Michel (John Lin Kewei, 1724 ~ 1793), conectó un pequeño espejo de avión a su sistema de suspensión y utilizó un telescopio al aire libre para operación y medición remota, evitando así que el aire se perturbara (allí). En ese momento no había equipos de vacío). Usó 39 pulgadas de alambre de cobre plateado para colgar un poste de madera de 6 pies de largo, fijó una pequeña bola de plomo con un diámetro de 2 pulgadas en cada extremo del poste de madera y usó dos grandes bolas de plomo fijas con un diámetro de 12 pulgadas para atraerlas, midiendo el período de oscilación causado por la gravedad entre las bolas de plomo se utiliza para calcular la gravedad de las dos bolas de plomo, y luego la masa y la densidad de la Tierra se calculan a partir de la gravedad calculada. Calculó que la densidad de la Tierra es 5,481 veces la densidad del agua (el valor moderno de la densidad de la Tierra es 5,517 g/cm3. A partir de esto, se puede calcular que el valor de la constante gravitacional G es 6,754 × 10 N). ·¿metro? /kg? (Los primeros cuatro dígitos del valor moderno son 6,672). La concepción, el diseño y el funcionamiento de este experimento son exquisitos. El físico británico J.H. Poynting comentó una vez sobre este experimento: "Marcó el comienzo de una nueva era en la medición de fuerzas débiles".
Cavendish publicó un artículo sobre el aire artificial en 1766 y ganó la Medalla Copley de la Royal Society. Creó oxígeno puro, midió el contenido de oxígeno y nitrógeno en el aire y demostró que el agua no era un elemento sino un compuesto. Se le conoce como el "Newton de la química". Cavendish trabajó en su laboratorio durante toda su vida y era conocido como "el erudito más rico y el millonario más erudito". Cavendish murió en marzo de 1810.
Experimento de la escala de torsión de Cavendish
En 1789, el físico británico Cavendish utilizó una escala de torsión para medir con éxito el valor de la constante gravitacional universal, demostrando la exactitud de la ley de la gravitación universal. La idea de Cavendish de resolver el problema es convertir pequeños cambios que no se observan fácilmente en cambios obvios que sean fáciles de observar, y luego calcular los pequeños cambios en función de la relación entre los cambios obvios y los cambios pequeños [1].
Principio experimental
Cavendish colocó una bola de hierro con una masa grande y una bola de hierro con una masa pequeña en ambos extremos de la escala de torsión. Hay un alambre de acero muy resistente atado al soporte central de la escala de torsión y hay un pequeño espejo en el alambre de acero. Apunte un láser sobre el espejo y el láser se reflejará a lo lejos, marcando el punto donde se encuentra el láser en ese momento. Se utilizan dos bolas de hierro de la misma masa para atraer al mismo tiempo dos bolas de hierro en la escala de torsión. Por la gravedad. La escala de torsión tiene un ligero desplazamiento. Sin embargo, el apogeo de la reflexión del láser recorre una gran distancia. Usó esto para calcular la constante g en la fórmula de la gravitación universal. Lo inteligente de este experimento es que amplifica el efecto de la fuerza débil. En particular, la reflexión de la luz utiliza la constante gravitacional g = 6,67 * 10-11.
2. Principales logros
Logros en el campo de la química
Hacia 1784, Cavendish estudió la composición del aire y descubrió que en el aire ordinario, el nitrógeno representa cuatro quintas partes y el oxígeno representa una quinta parte. Determinó la composición del agua y confirmó que el agua no era un elemento sino un compuesto. También descubrió el ácido nítrico.
Logros en el campo de la física
Cavendish publicó pocos artículos de física durante su vida. No fue hasta que Maxwell revisó y publicó su manuscrito que la gente se dio cuenta de que había hecho muchos descubrimientos importantes en electricidad. Descubrió que la fuerza entre un par de cargas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas, lo cual era parte de la ley de Coulomb que Coulomb derivó más tarde. Propuso que hay "electricidad" alrededor de cada cuerpo cargado, lo cual está muy cerca de la teoría del campo eléctrico. Cavendish demostró que la capacitancia de un capacitor está relacionada con la sustancia insertada en las placas; El concepto de potencial eléctrico fue propuesto por primera vez por Cavendish y jugó un papel importante en el desarrollo de la teoría electrostática. También propuso que el potencial a través de un conductor es directamente proporcional a la corriente que fluye a través de él. Cavendish realizó investigaciones en teoría térmica, termometría, meteorología y geomagnetismo. Cuando completó su último experimento, tenía casi 70 años. En física, su principal logro fue verificar la ley de gravitación universal de Newton mediante el experimento del equilibrio de torsión y determinar la constante gravitacional y la densidad media de la Tierra. Después de que Newton descubriera la ley de la gravitación universal, fue el científico que midió la constante gravitacional.
Calcular la densidad de la tierra
Cavendish midió la densidad de la tierra encontrando las constantes en la ley de gravedad de Newton y luego calculó la densidad de la tierra. Su idea rectora es extremadamente simple: use dos bolas grandes y déjelas acercarse a las dos bolas pequeñas. La atracción mutua entre estas bolas se mide a partir del ángulo de torsión de la cuerda de la que están suspendidas. Según la ley de la gravitación universal, se puede encontrar la constante g. Según los numerosos experimentos de Cavendish, la densidad promedio de la Tierra es 5,481 veces la del agua (el valor actual es 5,517, el error es aproximadamente 0,65253), y se determinó la constante gravitacional (la constante gravitacional G que midió es (6,754 · 0,041) × 65438). /kg? ¿Es este valor el mismo que el valor moderno (6,6732 0,001) × 10N·m? /kg? , casi calculó la masa de la tierra. Conocida como la primera persona en la tierra. El experimento de Cavendish para verificar la ley de la gravitación universal utilizó como herramienta su propia "balanza de torsión", que más tarde se conoció como el famoso "experimento de Cavendish".