用改进的落体法测量重力加速度

林彦嘉，林 鹏

(1.西南大学物理科学与技术学院，重庆 400715，2.西北核技术研究所，陕西 西安 710024)

在经典物理学中，重力加速度是一个重要的物理学常数。地球上不同的纬度、海拔高度以及不同的地质条件，都对重力加速度的值有影响。在大地测量学中，重力加速度数据可以用来确定大地水准面，在制图学中，可以用来计算高程。对重力加速度值的精确测量，在计量科学、天文学、资源勘探和惯性导航等领域都有非常重要的作用[1]。

测量重力加速度在物理学中是一个基本的实验。重力加速度的测量方法较多，主要有物理摆法[2，3]、自由落体法[4]、倾斜气垫导轨法[5]和平衡法[6]等。还有其他新方法，比如刘艳峰利用CCD结合杨氏模量测量仪给出了重力加速度测量方法[7]，张鹏娟提出了利用液体黏滞系数测定仪来设计测量当地的重力加速度的方法[8],李应法利用弦振动方法来测量重力加速度[9]。对应这些传统的方法，前人研制了相应的重力加速度测量仪。对于常用的自由落体法，为了克服电磁铁剩磁对下落小球初速度的影响，往往采用两组光电门，在两次下落实验中改变光电门之间的距离，通过测定两次实验中小球通过两光电门的时间来求得重力加速度。也有在自由落体法中采用三组光电门[10]，以第一组光电门为时间和距离的起点，测量小球经过第二组和第三组光电门的时间来求重力加速度。本文设计了一种改进的自由落体法测量重力加速度测量装置，该装置只采用一组光电门，并将下落小球改为竖直下落的传信杆。……