Постоянная тяготения и масса земли - Сагитов М.У.
Скачать (прямая ссылка):
Подводя итог настоящей главе, выразим свое отношение к конкретным значениям постоянной тяготения и средней плотности Земли, выведенным различными авторами. По-видимому, опыты Кавендиша, Райха, Бейли, Корню и Бейля, Бойса, Этвеша представляют только исторический интерес. Значение же постоянной /, полученное Брауном, стоит по точности определений несравненно выше. Оно хуже, чем последнее измерение постоянной тяготения, выполненное Хейлом и Хржановским, HO приближается к ним как по точности, характеризуемой чисто формальным показателем — средней квадратической ошибкой, так и по существу опыта. Нам представляется, что наиболее близка к действительности величина, выведенная на основании опытов Хейла и Хржановского.
Когда рукопись настоящей книги уже была написана, автору стало известно о начавшихся новых экспериментах по определению постоянной тяготения.
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
93
По инициативе JI. Эдьеда под руководством ученика Этвеша Я. Реннера *) в Будапештском университете в 1966 г. начались работы по новому определению постоянной тяготения. Крутильная система имеет алюминиевое коромысло длиной 21 см, которое подвешивалось на вольфрамовой нити толщиной 12 мк. На концах коромысла крепились свинцовые шары по 16 г. Система помещалась в чугунный корпус, который одновременно выполнял роль магнитного экрана. На поворачивающемся вокруг корпуса кольце устанавливались четыре одинакового размера и веса полых цилиндра. Два противоположных цилиндра заполнялись 17,5 килограммами ртути. Применялась фотографическая регистрация колебаний. Пока получены предварительные результаты, показывающие, что точность опытов лимитируется точностью регистрации времени, которое в предварительных опытах Реннера определялось по маятниковым часам.
Новый эксперимент по определению постоянной тяготения с помощью крутильных весов готовится в Институте геодезии и геофизики в Триесте совместно с Национальной физической лабораторией в Теддингтоне **). Авторы надеются использовать крутильную систему со 100-метровой крутильной нитью, чтобы создать большую чувствительность прибора. Пробные массы на коромысле весов шаровой формы из сплава меди с алюминием весят по 10 кг, а притягивающие ' массы цилиндрической формы будут весить по 500 кг. Предполагается иметь вакуум порядка 2—3 мм рт. ст. Для регистрации будет применен лазерный луч. Опыт будет проводиться в одном из гротов пещеры под Триестом, где высока стабильность температуры и мало влияние микросейсм.
*) Я. Реннер, Новое определение гравитационной постоянной, препринт, 1968.
**) Доклад проф. А. Марусси на Московском гравиметрическом семинаре 8 июня 1968 г.
Г л а и а III
Определения постоянной тяготения из опытов с вертикальными весами
§ 17. Опыты Йолли но определению средней плотности Земли
При определении постоянпой тяготения по величине силы притяжения между взаимодействующими массами для измерения должна использоваться некоторая сила сравнения. В опытах Кавендиша и др. такой силой сравнения являлась упругая сила нити крутильной системы. Между тем для этих целей может быть использована любая другая сила, лишь бы она была относительно стабильна во времени. Такой силой сравнения, например, может быть сила тяжести. Так, в опытах Бугера — Маскелайна и др. сила притяжения одиноко расположенной горы сравнивалась с силой тяжести путем измерения отклонения отвеса (тангенс угла отклонения отвеса равен отношению горизонтальной составляющей притяжения горного массива к силе тяжести в данном месте). В опытах Эри, Штер-нека и др. использовалась в качестве силы сравнения тоже сила тяжести, но направление измеряемой силы притяжения слоя масс совпадало с направлением силы тяжести.
К идее сравнения силы притяжения между небольшими массами с силой тяжести вновь вернулся в семидесятых годах прошлого столетия профессор Ф. Йолли (1809— 1884) из Мюнхена. В 1878 г. он публикует ряд наблюдений с первым вариантом своих вертикальных весов [64]. В качестве притягиваемых масс использовались покрытые никелем латунные килограммовые грузы. Ко времени постановки опытов Йолли усовершенствование весов достигло такой степени, что с помощью их можно было две однокилограммовые массы сравнивать с точностыо до 1 мг.
ОПЫТЫ ЙОЛЛИ
95
Б своем последнем варианте весы Йолли [65] были смонтированы в верхней части одиноко стоящей башни, предоставленной для опыта Мюнхенским университетом. Весы имели коромысло длиной 60 см и весом 724 г. На концах коромысла (рис. 13) с каждой стороны подвешивалось по две пары чашек весов, отстоящие друг от друга по высоте на h =
= 21,005 м. К коромыслу в средней части крепилась стальная трехгранная призма, одним ребром которой она опиралась на агатовую площадку. Для регистрации положения коромысла имелось зеркало, а на расстоянии 3,5 м от него располагалась вертикальная шкала с миллиметровыми делениями.
На весах взвешивалась ртуть, помещенная в сферические колбы. Для исключения влияния потери веса в воздухе при взвешивании на различных уровнях были изготовлены четыре стеклянные колбы одинакового веса и объема. Две колбы заполнялись 5 кг ртути, а две другие оставались пустыми. Все четыре колбы запаивались.
