用改進的落體法測量重力加速度

林彥嘉，林 鵬

(1.西南大學物理科學與技術學院，重慶 400715，2.西北核技術研究所，陜西 西安 710024)

在經典物理學中，重力加速度是一個重要的物理學常數。地球上不同的緯度、海拔高度以及不同的地質條件，都對重力加速度的值有影響。在大地測量學中，重力加速度數據可以用來確定大地水準面，在制圖學中，可以用來計算高程。對重力加速度值的精確測量，在計量科學、天文學、資源勘探和慣性導航等領域都有非常重要的作用[1]。

測量重力加速度在物理學中是一個基本的實驗。重力加速度的測量方法較多，主要有物理擺法[2，3]、自由落體法[4]、傾斜氣墊導軌法[5]和平衡法[6]等。還有其他新方法，比如劉艷峰利用CCD結合楊氏模量測量儀給出了重力加速度測量方法[7]，張鵬娟提出了利用液體黏滯系數測定儀來設計測量當地的重力加速度的方法[8],李應法利用弦振動方法來測量重力加速度[9]。對應這些傳統的方法，前人研制了相應的重力加速度測量儀。對于常用的自由落體法，為了克服電磁鐵剩磁對下落小球初速度的影響，往往采用兩組光電門，在兩次下落實驗中改變光電門之間的距離，通過測定兩次實驗中小球通過兩光電門的時間來求得重力加速度。也有在自由落體法中采用三組光電門[10]，以第一組光電門為時間和距離的起點，測量小球經過第二組和第三組光電門的時間來求重力加速度。本文設計了一種改進的自由落體法測量重力加速度測量裝置，該裝置只采用一組光電門，并將下落小球改為豎直下落的傳信桿。……