1.伽利略的自由落體測(cè)試
伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)是十大經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)之一。 16世紀(jì)末，每個(gè)人都相信較重的物體比較小的物體下落得更快，因?yàn)閭ゴ蟮膩喞锸慷嗟逻@么說(shuō)。 當(dāng)時(shí)在比薩大學(xué)數(shù)學(xué)系工作的伽利略大膽挑戰(zhàn)輿論，將一個(gè)輕的和重的物體同時(shí)從斜塔上扔下來(lái)，讓大家看到兩個(gè)物體同時(shí)落地。
伽利略自由落體定律：物體下落的速度與時(shí)間成正比，下落的距離與時(shí)間的平方成正比。 物體下落的加速度與物體的重量無(wú)關(guān)，也與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。
他向世人展示了尊重科學(xué)、不畏權(quán)威的可貴精神。 伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)在世界十大經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)中非常有名，甚至被列入高中教科書(shū)。
2. 埃拉托色尼測(cè)量了地球的周長(zhǎng)
公元前3世紀(jì)，在錫耶納附近，尼羅河中部的一個(gè)島上，有一口深井。 夏至?xí)r節(jié)，陽(yáng)光可以直射井底。 這種現(xiàn)象由來(lái)已久，吸引了許多游客前來(lái)觀賞奇觀。 它表明夏至?xí)r太陽(yáng)正好處于最高點(diǎn)。 埃拉托色尼意識(shí)到這可以幫助他測(cè)量地球的周長(zhǎng)。 同時(shí)，他選擇了亞歷山大的一座高大的方尖碑作為參考，測(cè)量了夏至日塔樓陰影的長(zhǎng)度，以便測(cè)量直立的方尖碑與太陽(yáng)光線之間的角度。 幾年后，在同一天同一時(shí)間，他在同一子午線上記錄了亞歷山大市（阿斯瓦正北）一口井中物體的影子。
獲得這些數(shù)據(jù)后，他應(yīng)用了泰勒斯數(shù)學(xué)定律，即當(dāng)光線穿過(guò)兩條平行線時(shí)，它們的對(duì)角相等。 埃拉托斯特尼通過(guò)觀察得出，這個(gè)角度是7°12′，相當(dāng)于360°圓周角的1/50。 這說(shuō)明這個(gè)角度對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)，即從錫耶納到亞歷山大的距離，應(yīng)該相當(dāng)于地球周長(zhǎng)的1/50。
接下來(lái)，埃拉托色尼依靠皇家測(cè)量員的大地測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量出兩座城市之間的距離為5000希臘英里。 獲得此結(jié)果后，只需將地球周長(zhǎng)乘以 50，即可得出 250,000 希臘英里。 為了符合圓60等份的傳統(tǒng)制度，埃拉托斯特尼將這個(gè)值提升到希臘語(yǔ)，以便可以除以60。埃及的希臘英里約為157.5米，可以轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代公制系統(tǒng)。 地球的周長(zhǎng)約為39,375公里。 埃拉托色尼修正后為39,360公里，與地球?qū)嶋H周長(zhǎng)（40,076公里）幾乎相同。
今天我們知道，埃拉托色尼的測(cè)量誤差僅在5%以內(nèi)，因此將其列入世界十大經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)也就不足為奇了。
3.伽利略的加速測(cè)試
伽利略制作了一個(gè)長(zhǎng)6米多、寬3米多的光滑直木槽。 然后將木槽以一定角度固定，讓銅球從木槽頂部沿斜面滑下。 然后測(cè)量銅球每次滑動(dòng)的時(shí)間和距離，研究它們之間的關(guān)系。
亞里士多德曾經(jīng)預(yù)言，滾動(dòng)的球的速度是均勻的：銅球在兩倍的時(shí)間內(nèi)可以移動(dòng)兩倍的距離。 伽利略證明，銅球移動(dòng)的距離與時(shí)間的平方成正比：在兩倍的時(shí)間內(nèi)，由于重力加速度，銅球滾動(dòng)的距離是四倍。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)在十大經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)中也是非常有名的。
4.牛頓棱鏡分解陽(yáng)光
伽利略·伽利雷在艾薩克·牛頓出生的同一年去世。 牛頓1665年畢業(yè)于劍橋大學(xué)三一學(xué)院。當(dāng)時(shí)，大家都認(rèn)為白光是純粹的光，沒(méi)有其他顏色，而彩色光是發(fā)生了某種變化的光（亞里士多德的理論）。
為了檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè)，牛頓將棱鏡放在陽(yáng)光下。 通過(guò)棱鏡，光線在墻壁上分解成不同的顏色，我們后來(lái)稱之為光譜。
牛頓的結(jié)論是，正是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫這些基本顏色的不同色譜，形成了看似單一顏色的白光。
5.卡文迪什扭轉(zhuǎn)平衡測(cè)試
18世紀(jì)末，英國(guó)科學(xué)家亨利·卡文迪什決定尋找一種計(jì)算方法。 他用一根金屬絲懸掛了一根兩端都有金屬球的 6 英尺長(zhǎng)的木棍。 將兩個(gè) 350 磅重的橡膠球放置得足夠近，以引起金屬球旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致電線扭曲。 然后使用自制儀器測(cè)量微小的旋轉(zhuǎn)。
測(cè)量結(jié)果出奇的準(zhǔn)確，他測(cè)量出了重力的參數(shù)常數(shù)。 地球的密度和質(zhì)量可以根據(jù)卡文迪什計(jì)算。 地球重量：6.0×10^24千克，即13萬(wàn)億萬(wàn)億磅。
6.托馬斯·楊的光干涉實(shí)驗(yàn)
1830 年，英國(guó)醫(yī)生兼物理學(xué)家托馬斯·楊 ( Young) 對(duì)這一觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。 他在百葉窗上剪了一個(gè)小洞高中物理經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，用一張厚紙蓋住，然后在紙上戳了一個(gè)很小的洞。
讓光線透過(guò)，并用鏡子反射透過(guò)的光線。 然后他用一張大約 1/30 英寸厚的紙將光線從中間分成兩束。 結(jié)果是看到光與影的交叉。 這表明兩束光可以像波一樣相互干涉。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)一個(gè)世紀(jì)后量子理論的創(chuàng)立發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
7. 讓·福柯的鐘擺實(shí)驗(yàn)
1851年，法國(guó)科學(xué)家福柯公開(kāi)進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。 他用一根220英尺長(zhǎng)的鋼絲，將一個(gè)62磅重、頭上裝有鐵筆的鐵球懸掛在屋頂下，觀察并記錄它的擺動(dòng)軌跡。 觀眾們都驚訝地發(fā)現(xiàn)，鐘擺每次擺動(dòng)都會(huì)稍微偏離原來(lái)的軌跡，并發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
事實(shí)上，這是因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)使得地面不再是一個(gè)慣性系。 因此，從地面看，朝地球自轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)受到沿緯度方向的慣性力（科里奧利力）。 福柯的論證表明地球繞其軸旋轉(zhuǎn)。 在巴黎的緯度，鐘擺順時(shí)針移動(dòng)，一個(gè)周期為30小時(shí)。 在南半球，擺應(yīng)該逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而在赤道則不會(huì)旋轉(zhuǎn)。 在南極洲，自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)。
8. 羅伯特·米利肯的油滴測(cè)試
科學(xué)家們很久以前就開(kāi)始研究電。 人們知道，這種看不見(jiàn)的物質(zhì)可以從天空中的閃電或摩擦頭發(fā)中獲得。 1897年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯想出了如何獲得負(fù)電流。 1909年，美國(guó)科學(xué)家羅伯特·米利肯開(kāi)始測(cè)量電流的電荷。 他用香水瓶的噴嘴將油滴噴入一個(gè)透明的小盒子里。
小盒子的頂部和底部放置一個(gè)帶正電的電板和另一個(gè)帶負(fù)電的電板。 當(dāng)小油滴穿過(guò)空氣時(shí)高中物理經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，它們帶有一些靜電，可以通過(guò)改變電路板的電壓來(lái)控制它們下落的速度。 經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，米利肯得出結(jié)論：電荷的值是一個(gè)固定的常數(shù)，最小單位是單個(gè)電子的電荷。
9.α粒子散射實(shí)驗(yàn)
盧瑟福于1909年進(jìn)行了著名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，推翻了湯姆遜的“棗糕模型”。 在此基礎(chǔ)上，盧瑟福提出了核結(jié)構(gòu)模型。
實(shí)驗(yàn)使用準(zhǔn)直α射線轟擊厚度為微米的金箔。 絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后繼續(xù)沿原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng)，但少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。 超過(guò)90°，有的甚至達(dá)到近180°又反彈。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：大部分散射角都很小，大約1/8000散射大于90°； 很少有散射角等于 180°。
結(jié)論：正電荷集中在原子中心； 大多數(shù)α粒子能穿透金箔：原子內(nèi)部空間大，電子質(zhì)量小； 少量α粒子改變路徑：原子內(nèi)部有粒子，粒子尺寸小，帶正電； 很少有阿爾法粒子反彈：原子中的粒子尺寸較小，但質(zhì)量相對(duì)較大。
10.托馬斯·楊的雙縫實(shí)驗(yàn)
1801年，托馬斯·楊利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)，認(rèn)為光是一種簡(jiǎn)單的波。
托馬斯·楊（ Young）的兩縫演示的一個(gè)轉(zhuǎn)折很好地說(shuō)明了這一點(diǎn)。 科學(xué)家們使用電子流而不是電子束來(lái)解釋實(shí)驗(yàn)。 根據(jù)量子力學(xué)，電粒子流被分成兩股，較小的粒子流會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)效應(yīng)。 它們相互作用，產(chǎn)生托馬斯·楊雙縫演示中看到的增強(qiáng)光影。