关于基本物理常数的探讨
nkt 玻尔兹曼常数
nkt 玻尔兹曼常数玻尔兹曼常数是一个基本的物理常数，通常用符号k表示。
它是描述微观粒子行为的统计物理学中的关键参数。
在自然界中，所有物质都由微观粒子组成，这些粒子以不同的方式相互作用。
玻尔兹曼常数提供了一个量化微观粒子行为的指导，对于理解和解释许多物理现象都至关重要。
玻尔兹曼常数的数值约为 1.38 × 10^-23 J/K。
它与温度和能量的关系密切相关，可以用来计算和预测热力学系统中的各种性质。
例如，在气体动力学中，玻尔兹曼常数可以用来计算气体的平均动能，从而推导出温度和气体分子速度之间的关系。
玻尔兹曼常数的重要性不仅体现在统计物理学中，还在其他领域有广泛的应用。
在材料科学中，它被用来研究材料的热导率和电导率。
在电子学中，玻尔兹曼常数用于描述半导体中电子的能级分布和电子运动的统计行为。
在宏观世界中，玻尔兹曼常数也扮演着重要的角色。
它可以用来解释和预测热力学系统的行为，例如气体的压力和体积之间的关系。
通过玻尔兹曼常数，我们可以理解气体分子的运动方式，以及它们如何导致宏观观测到的现象。
玻尔兹曼常数的引入使得统计物理学可以从微观粒子的行为推导出宏观物理现象。
它为我们提供了一个框架，用于理解和解释自然界中的各种现象。
通过研究玻尔兹曼常数，科学家们可以深入探索微观粒子的行为，进一步揭示物质世界的奥秘。
然而，玻尔兹曼常数的数值相对较小，这意味着微观粒子的行为在宏观尺度上很难被直接观测到。
因此，科学家们通过实验和模拟等手段来研究和验证玻尔兹曼常数的理论结果。
这些研究成果不仅推动了物理学的发展，也为其他学科的研究提供了基础和指导。
nkt 玻尔兹曼常数是一个重要的物理常数，它在统计物理学和其他领域的研究中扮演着关键的角色。
通过研究玻尔兹曼常数，我们可以更好地理解和解释微观粒子的行为，揭示物质世界的奥秘。
不断深入探索和应用玻尔兹曼常数，将有助于推动科学的发展，为人类提供更多的知识和技术进步。
物理中的精确值
物理中的精确值万有引力常数(G)是物理学中的一个精确值，用于描述物体之间的引力作用。
它是一个基本的物理常数，具有重要的意义和应用。
在本文中，我们将探讨万有引力常数的定义、意义和应用。
万有引力常数是由英国科学家亨利·卡文迪什(Henry Cavendish)在1798年通过著名的卡文迪什实验测定的。
实验通过测量两个小质量球与一个大质量球之间的引力作用，从而确定了万有引力常数的数值。
经过多次实验和精确测量，目前万有引力常数的精确值为6.67430(15) × 10^-11 N·(m/kg)^2。
万有引力常数的意义在于描述物体之间的引力作用。
根据牛顿万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
而万有引力常数就是用来表示这种比例关系的常数。
在天体物理学中，万有引力常数的应用尤为重要。
它可以帮助我们理解和解释行星、卫星、恒星等天体之间的引力相互作用。
例如，通过万有引力常数和行星质量的关系，我们可以计算出地球和月球之间的引力，从而解释月球绕地球运动的原因。
同样地，通过万有引力常数和太阳质量的关系，我们可以计算出行星绕太阳公转的速度和轨道。
除了天体物理学，万有引力常数还在其他领域有着重要的应用。
在工程学中，它可以用于计算建筑物结构的稳定性，以及地球和建筑物之间的引力作用。
在航天工程中，万有引力常数可以用于计算卫星轨道和航天器的运动。
在地球科学中，它可以用于研究地球内部的引力场分布，以及地球与其他天体之间的引力相互作用。
尽管万有引力常数的数值非常精确，但它的确定仍然存在一定的不确定性。
由于测量的难度和实验误差的影响，目前的万有引力常数的不确定度约为0.0000023 × 10^-11 N·(m/kg)^2。
为了提高测量的精确度，科学家们正在进行更加精细和复杂的实验。
万有引力常数作为物理学中的一个精确值，具有重要的意义和应用。
物理常数测定的原理和应用
物理常数测定的原理和应用1. 引言物理常数是自然界中重要而不可或缺的量，它们代表着自然界的基本规律。
物理常数测定是物理学和工程学领域的重要研究方向，对于科学研究和技术应用有着广泛的影响。
本文将介绍物理常数测定的原理和应用。
2. 物理常数测定的原理物理常数测定的原理涉及到多个实验方法和技术手段。
下面列举一些常用的物理常数测定原理：•光速测定原理：通过测量光在真空中的传播速度，可以确定光速的准确值。
其中一种常用的方法是通过干涉法或频率比较法测定光的相位差，从而计算出光速。
•普朗克常数测定原理：普朗克常数是量子力学中的重要常数，它描述了能量与频率之间的关系。
可以通过测量黑体辐射谱线的位置与强度来测定普朗克常数。
•引力常数测定原理：引力常数是描述物体之间相互吸引作用的常数，在万有引力定律中起着重要作用。
通过测量天体运动的轨道、测量天体尺寸和测量万有引力的相对强度，可以求解引力常数。
•元电荷测定原理：元电荷是电荷量子化的基本单位，描述了电荷的离散性。
通过测量电子或其他带电粒子的电子电荷，可以间接测定元电荷。
•玻尔兹曼常数测定原理：玻尔兹曼常数是描述气体分子热运动和热力学性质的重要常数。
可以通过测量气体分子的平均动能、动量分布以及压强等参数，来计算出玻尔兹曼常数的值。
3. 物理常数测定的应用物理常数测定的应用非常广泛，下面列举一些常见的应用领域：•基础研究：物理常数是科学研究的基础，它们的准确测定对于理论研究和实验验证有着重要意义。
通过测定物理常数的值，可以验证理论模型的准确性，推动科学的发展。
•工程设计：物理常数的准确值对于工程设计和制造有着重要影响。
例如，光速测定的准确值在通信系统设计中起着重要作用；引力常数测定的准确值在空间航行、天体测量和地理勘测中具有重要意义。
•仪器校准：许多科学仪器和测量设备的校准依赖于物理常数的准确值。
通过使用已知物理常数进行校准，可以提高仪器的精确度和可靠性。
•国际标准化：物理常数的准确测定对于国际标准化有着重要作用。
光速：物理学的基本常数
光速：物理学的基本常数光速是一个耳熟能详的概念，它代表着光在真空中传播的最大速度。
这个速度被称为光速常数，通常用符号"c"表示。
在自然界中，光速是物理学中最基本、最重要的常数之一，对于我们理解宇宙的运行机制起着至关重要的作用。
光速是多少呢？根据国际单位制的定义，光速的数值为299,792,458米每秒。
也就是说，光线在一秒钟内可以穿过近300,000公里的距离。
这个速度实在是令人难以想象，在日常生活中几乎是不可触及的。
光速是相对论的基石，也是狭义相对论的基本假设。
根据相对论的理论，光速是唯一的标准速度。
无论观察者处于任何速度下，光速在所有参考系中都是不变的。
这种不变性非常重要，因为它导致了相对论中的很多奇特现象，如时间的相对性和长度收缩效应。
光速对于物理学的研究和应用有着深远的影响。
它是测量距离和时间的重要尺度。
在天文学中，我们利用光速来测量星系间的距离。
通过观察宇宙中的超新星爆炸，我们可以测量它们到地球的距离，然后利用光速来计算宇宙的年龄和膨胀速度。
在粒子物理学中，光速也扮演着重要角色。
粒子加速器中的粒子被加速到接近光速，使得它们具有天文学上难以想象的能量。
这些高能粒子的碰撞产生了大量的新粒子和能量，使得我们能够研究物质的基本结构和宇宙的起源。
光速还影响着我们日常生活中的通讯技术。
无线电、电视信号以及互联网都是利用电磁波来传输信息的。
当我们通过电脑发送一封电子邮件时，电磁波就以光速的速度在各个设备之间传输。
光纤通讯技术更是利用了光速的特性，将信息通过光的折射传输，使得通讯速度更快、带宽更大。
光速令人着迷，它不仅仅是一个物理学的概念，更是一种宇宙的基本规律。
它让我们认识到时间和空间的相对性，揭示出宇宙的奥秘。
随着科技的发展，我们对光速的认识也在不断深化。
从爱因斯坦的相对论到现代量子场论的发展，我们在不断地挖掘这个奇妙常数的更多特性和应用。
总而言之，光速是物理学中的基本常数，它影响着我们对宇宙本质的理解。
七大基本物理量单位常数表示
七大基本物理量单位常数表示物理量单位常数是指在国际单位制中，用来确定七大基本物理量的单位的常数。
这些常数包括：光速、元电荷、普朗克常数、玻尔兹曼常数、阿伏伽德罗常数、气体常数和亚佛加德罗常数。
下面将逐一介绍这些常数的含义和作用。
1. 光速 (c)光速是物理学中最重要的常数之一，它表示光在真空中传播的速度。
光速的数值约为299,792,458米/秒，它在相对论和电磁学等领域有着重要的应用。
光速的存在使得我们能够测量时间和距离，也为其他物理量的测量提供了基准。
2. 元电荷 (e)元电荷是电荷的基本单位，描述了带电粒子的最小电量。
元电荷的数值约为1.602176634×10^-19库仑，它对于电磁学和粒子物理学的研究具有重要意义。
通过元电荷的概念，我们可以对电子、质子等带电粒子的电量进行精确测量。
3. 普朗克常数 (h)普朗克常数是量子力学中的基本常数，用来描述微观世界的行为。
普朗克常数的数值约为6.62607015×10^-34焦耳秒，它与能量的量子化和粒子的波粒二象性密切相关。
普朗克常数在量子力学的各个领域中都有广泛的应用，如原子物理学、固体物理学和核物理学等。
4. 玻尔兹曼常数 (k)玻尔兹曼常数是描述热力学系统中粒子运动的常数。
它的数值约为1.380649×10^-23焦耳/开尔文，它与温度、熵和能量等热力学量的关系有着重要的作用。
玻尔兹曼常数被广泛应用于理论物理学、统计物理学和热力学等领域，它帮助我们理解和描述宏观和微观系统的行为。
5. 阿伏伽德罗常数 (NA)阿伏伽德罗常数是描述化学反应和粒子物理学中粒子数量的常数。
它的数值约为6.02214076×10^23/mol，它表示在摩尔中的粒子数目。
阿伏伽德罗常数的存在使得我们能够在化学反应和粒子物理学中精确计量和比较不同物质的粒子数量。
6. 气体常数 (R)气体常数是描述理想气体行为的常数，它用来关联气体的压力、体积和温度等物理量。
三大物理常数
三大物理常数三大物理常数是指光速、普朗克常数和元电荷。
这三个常数在物理学中起到了重要的作用，对于研究电磁学、量子力学等领域具有重要意义。
光速是指光在真空中传播的速度，它是一个物理学上的基本常数。
根据国际单位制的定义，光速的数值为299,792,458米/秒。
光速的重要性体现在很多方面，例如，在相对论中，光速是一个不变的上限，任何物质都无法超过光速。
光速的大小也影响了天文学中的测量，例如，我们能够通过测量光的传播时间来计算天体之间的距离。
普朗克常数是量子力学中的基本常数之一，记作h。
它的数值约为6.62607015×10^-34焦耳·秒。
普朗克常数与能量的量子化密切相关，它描述了微观世界中粒子的行为。
根据普朗克常数，我们可以计算出光的能量与频率之间的关系，即E=hf，其中E表示能量，f 表示频率。
普朗克常数的大小决定了微观世界的量子效应，例如，原子能级的跃迁、电子的行为等都与普朗克常数有关。
元电荷是指电荷的基本单位，用e表示。
它的数值约为1.602176634×10^-19库仑。
元电荷是指电子或质子所携带的最小电荷量。
在电磁学中，电荷是一个基本的物理量，元电荷的大小决定了电荷的离散性质，即电荷是量子化的。
元电荷的存在使得电子和质子的电荷都是整数倍的元电荷，这也是化学元素周期表中电子数和质子数的整数性质的根源。
光速、普朗克常数和元电荷是三大物理常数。
它们在物理学中有着重要的地位和作用。
光速决定了光的传播速度，普朗克常数描述了微观世界的量子效应，元电荷是电荷的最小单位。
这三个常数的存在和数值为我们揭示了自然界的奥秘，推动了科学的发展。
对于物理学家和研究者来说，深入理解和应用这些常数，将有助于更好地解释和探索自然现象，推动科学的进步。
关于物理常数的解释与哲学思考
关于物理常数的解释与哲学思考
物理常数是在物理学中出现的用于描述自然界规律的固定数值。
它们通常与量纲相关，例如长度、质量、时间等。
物理常数是通过实验测量获得的，并且它们是不可改变的，不会随时间、空间或其他条件的改变而变化。
物理常数在物理学中具有重要的意义，因为它们是建立物理理论的基础。
物理常数是数学公式中的系数，它们决定了各种物理现象的规律和关系。
例如，普朗克常数决定了量子力学的规律，光速决定了相对论的规律。
物理常数的存在引发了哲学上的一些思考。
其中一个问题是为什么存在这些不可变的数值，它们为什么具有特定的值。
这涉及到物理学中的"自然常数谜题"，即为什么自然界中的基本物
理常数的数值在我们所观测到的范围内都非常精确。
另一个问题是物理常数是否具有深层次的意义或结构。
有些人认为物理常数的值可能与更高级别的物理结构或数学理论有关联。
例如，一些科学家和哲学家认为物理常数的数值可能是多宇宙理论或超弦理论的指示。
然而，目前还没有确凿的证据证明这种说法。
总之，物理常数是建立物理理论和描述自然界规律的基础。
它们的存在引发了哲学上关于它们数值背后的原因和宇宙深层结构的思考。
虽然目前对这些问题还没有明确的答案，但它们仍然激励着科学家和哲学家进行深入研究。
物理关键常数知识点总结
物理关键常数知识点总结引言物理关键常数是在物理学中具有重要意义的常数，它们在各种物理现象和理论中都扮演着重要的角色。
这些常数包括基本常数（比如光速、引力常数、元电荷等）和其他与物理学相关的重要常数（比如普朗克常数、玻尔兹曼常数、阿伏伽德罗常数等）。
这些常数不仅在理论物理和实验物理中发挥着重要作用，而且对于其他科学领域和工程技术也具有重要意义。
因此，深入理解和掌握这些常数的知识是物理学习和研究的基础，也是物理学家必备的知识。
本文将对物理关键常数进行系统总结，包括常数的定义、物理意义、量纲、数值等方面的内容，力求全面、准确地介绍这些常数的基本知识和重要性。
文章将按照不同的常数分类，逐一介绍每一个常数的相关知识，希望能够为读者对物理关键常数有一个清晰、全面的了解。
一、基本常数基本常数是指在物理学中具有重要地位和意义的一些基本常数，它们是构成物理学基本理论体系的重要组成部分。
包括光速、引力常数、元电荷、普朗克常数等。
下面分别介绍这些基本常数的相关知识。
1. 光速光速是指在真空中光在单位时间内传播的距离，它是整个宇宙中最快的速度。
在真空中，光速是一个常数，通常用字母c表示，其数值约为3.00×10^8米/秒。
光速的存在和稳定性对于物理学的发展起到了至关重要的作用，它不仅是狭义相对论的基础，也是许多其他物理理论的基础。
在实践中，光速还被作为单位速度来使用，比如光年就是一种长度单位，表示光在一年中传播的距离。
2. 引力常数引力常数是一个描述万有引力的常数，通常用字母G表示，其数值约为6.674×10^-11N·m^2/kg^2。
引力常数在牛顿力学中占据着重要地位，它描述了两个物体之间的引力大小与它们的质量和距离的关系，是质点引力定律的关键参数。
引力常数对于研究恒星、行星、星系等天体运动有着重要意义，也是理解宇宙演化和构造的重要基础。
3. 元电荷元电荷是电荷的基本单位，它是一个基本的物理常数，通常用字母e表示，其数值约为1.602×10^-19库。
基本物理常数
标准大气压 (standardatmosphere)
101325
原子质量单位 (atomicmassunit)m(12C)/12
amu
1灡660538782(83)x10-27
单暋暋位 相对标准不确定度 (Unit) (Relativestd灡uncert灡ur) 6灡8暳10-10
m-1
6灡6暳10-12
物暋暋质 密度(kg/m3) 物质
密 度 (kg/m3)
铝
2灡669暳103
水
1灡000暳103
铜
8灡96暳103
水银
13灡55暳103
铁
7灡874暳103 无水甘油 1灡260暳103
银
10灡5暳103 无水乙醇 0灡7894暳103
金
19灡32暳103 蓖麻油 0灡957暳103
钨
19灡30暳103 钟表油 0灡981暳103
10-10牛顿,则此时的电流为1 安培
热力学温度
Thermodynamic tempera灢
T
ture
开 [尔 文 ] Kelvin
K
暋1 开尔文是水三相点热力学温度的1/273灡16
214
续上表
物理量名称
物质的量 Amountofsubstance
表示符号 单位名称 单位符号 v 或n 摩[尔]mole mol
N/A2
精 确 (exact)
G
6灡67428(67)暳10-11
m3/(kg·s2)
1灡0暳10-4
普朗克常量 planckconstant
电子电荷 elementarycharge 磁通量子 (magneticfluxquantum)h/2e 电子质量 electron mass
天体引力常数
天体引力常数引言天体引力常数是一个基本的物理常数，它描述了所有物体之间的引力相互作用。
它对于理解和解析多种天体现象至关重要，例如行星运动、恒星演化以及宇宙的结构和演化。
本文将详细探讨天体引力常数的定义、历史与测量方法，以及其在天体物理学中的应用。
定义天体引力常数，通常表示为G，是一个量度物体之间引力相互作用的物理常数。
它出现在质量之间的引力公式中，根据牛顿定律，引力大小与物体质量的乘积成正比：F = G * (m1 * m2) / r^2在这个公式中，F表示两个物体之间的引力，m1和m2分别表示两个物体的质量，r 表示两个物体之间的距离。
G被定义为一个常数，它的数值为6.67430(15) x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2。
这意味着两个质量为1千克的物体之间距离为1米时，它们之间的引力大小为6.67430(15) x 10^-11牛顿。
历史天体引力常数的历史可以追溯到17世纪。
1679年，英国科学家亨利·卡文迪什(Henry Cavendish)通过进行实验，首次测量了引力常数的数值。
他的实验被称为”Cavendish实验”，通过测量两个质量球之间的引力来确定引力常数。
卡文迪什的实验为后来的科学家提供了一个基准，用于进一步研究天体引力常数。
测量方法测量天体引力常数是一项非常困难的任务，因为引力非常微弱且难以直接观测。
目前主要的测量方法包括：扭秤法、万有引力定律法、力电测量法等。
扭秤法扭秤法是通过在平衡状态下测量一个悬挂的质量球受到的扭转力来测量天体引力常数。
这项实验需要高度精确的仪器和技术，能够测量微弱的扭转力。
扭秤法是最早由卡文迪什使用的方法，如今仍被广泛使用。
万有引力定律法万有引力定律法是通过测量两个质量球之间的引力，结合牛顿的万有引力定律，来计算天体引力常数。
这种方法需要使用高精度的测力仪器和精确的质量球，以及在实验过程中应对干扰因素的复杂处理。
力电测量法力电测量法是通过测量电力和引力之间的平衡来测量天体引力常数。
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关于基本物理常数的探讨摘要：基本物理常数的引入在物理学中起着重要的作用许多新领域的开辟和重大物理理论的创立，往往与基本物理常数的发现或精确测定有密切关系。
本文阐述三个基本物理常数（万有引力常数G、光速c和普朗克常数h）的历史背景、物理意义、测量史作一些讨论。
关键词：物理常数、万有引力常量G、光速c、普朗克常数h。
引言：物理学是一门研究物质世界最基本的结构，最普遍的相互作用，最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。
在学习物理学的过程中往往会遇到一些物理常数。
在物理学中的这些常数可分为两类，一类为物质常数，另一类为基本物理常数。
物质常数表征物质的某些特性，是描述宏观物质的普通物理性质的常数，如物质的密度，固体的弹性系数，折射率，电导率等。
由于这些常数标志着物质的某些特性，例如两种无色透明，无味的液体，可以通过测定他们的密度或沸点来识别他们。
与物质常数相对应的是基本物理常数，这类常数与物质的特性无关，这些常数伴随着物理规律的发现而被引入，例如万有引力常数G,真空中的光速C,和普朗克常数h 等。
基本物理常数是物理学中的一些普适常数。
是人们在探索客观世界基本运动规律中提出的确定的物理量。
基本物理学常数的发现或精确的测量往往与物理学中许多划时代的理论的创立和新研究理论的开辟有关。
物理常数反映着物质的运动，结构层次和各种物理效应，联系着微观、宏观和宇观，揭示着隐藏在表面上变幻莫测的自然背后的秩序【1】物理学常数在人类探索自然世界，学习物理学中起着非常重要的作用，例如通过测定电子的荷质比（e/）发现了电子，普朗克提出“能量量子化”的假说时发现了普朗克常数h。
万有引力常数G是万有引力定律建立的标志，光速C是狭义相对论建立的标志。
这些常数在理论和实验的提出和发展中起着决定性的作用。
基本物理学常数的确立级精确测定与物理学的发展起着相互促进作用，物理学常数总是伴随着物理学基本定律的发现而确立，而这些物理常数的测定也是对物理规律的有力验证，又使应用物理学公式作许多数值计算成为可能，物理学的新成果常为提高物理常数的精度提供条件，而高精度的测量有可能成为新的科学发现。
准备好基础精确测定的基本物理常数又可作为单位制和计量数的基准，因此基本物理学常数的精确测量就成为现代物理学预计量学的结合点。
下面我们来看看四个基本物理学常数在物理学中的发展作用。
一、万有引力常数G1.1万有引力常数G的引入1687年，牛顿（Isaac Newton 1642-1727）在前人（开普勒、笛卡尔、胡克、哈雷）等人研究的基础上凭借他超凡的数学能力指出维系行星沿轨道运动的力和地球上使苹果落地的力在本质上是相同的。
如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成正比且行星的轨迹是椭圆，这就是1687年正式发表于《自然哲学的数学原理》（Mathematical Principles of Natural philosophy）一书中，第一次提出的万有引力定律，即自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比。
数学表达式为=G式子中的比例系数G称为万有引力常数他是一个普适常数。
不受物体的大小，形状，组成因素的影响。
引力常数G是一个与理论物理，天体物理和地球物理等密切相关的物理学基本常数。
它与天体运动，天体演化和结构模型等有着密切的关系【2】.在离子与场论宇宙以及引力物理的现代化理论研究中，G都起着非常重要的作用。
例如在描述自然界基本常数的普朗克长度。
时间以及质量就是又三个基本物理常量普朗克常量h、万有引力常量G以及光速C的不同组合给出的。
牛顿用这个定律成功的解释了月球的运动，说明了木星的卫星的运动与月球绕地球的运动都是同一类型的运动。
1.2万有引力常量G的意义1.3万有引力常量G的测量万有引力常数G的测量，自1798年卡文迪什扭秤实验，首次测得G=6.754以来，一直是人们测出和测准的对象。
引力的不可屏蔽性，致使G很难测准，是目前最不准确的常数之一。
目前的推荐值（1998）是在发现并纠正先前不知道的扭秤悬架的非调和比的实验基础上给出的，其值为6.1673。
这暗示了G的测量实验是我们相信但又不了解的实验【3】。
其中G为对任何物质都普遍适用的引力常量。
牛顿发表万有引力定律时并没有给出引力常量G的值。
1740年法国的布盖用测定摆振动的方法间接导出G值，然而由于G 值太小，许多科学家都未能用实验直接测出。
知道牛顿发表万有引力定律111年之后的1798年，才由英国化学家、物理学家亨利·卡文迪什用精巧的扭秤实验完成了引力常量的测定（他测出万有引力常数G的数值为6.754）从而牛顿的万有引力定律不再是一个定性的陈述，而成为一项精确的定量规律，引力常数的测定为牛顿万有引力定律正确性提供了重要的实验佐证。
18世纪里的这些重大事实，无可辩别的证明了万有引力定律的正确性。
1.4万有引力常量G的测量方法——扭秤实验法1797和1798两年间，卡文迪什在实验室条件下，进行了测定两个物体间微小引力和万有引力常量的扭秤实验他改进了英国机械师米歇尔（John Michell，1724～1793）设计的扭秤，在其悬线系统上附加小平面镜，利用望远镜在室外远距离操纵和测量，防止了空气的扰动（当时还没有真空设备）。
他用一根39英寸的镀银铜丝吊一6英尺木杆，杆的两端各固定一个直径2英寸的小铅球，另用两颗直径12英寸的固定着的大铅球吸引它们，测出铅球间引力引起的摆动周期，由此计算出两个铅球的引力，由计算得到的引力再推算出地球的质量和密度。
他算出的地球密度为水密度的 5.481倍（地球密度的现代数值为5.517g/cm3），由此可推算出万有引力常量G的数值为6.754×10-11 Nm2/kg2（现代值前四位数为6.672）。
这一实验的构思、设计与操作十分精巧，英国物理学家J.H.坡印廷曾对这个实验下过这样的评语：“开创了弱力测量的新时代”。
在两个质量不大的物体之间，引力是极小极小的，甚至察觉不到。
图1是卡文迪什实验中所用的装置图，由于哑铃装置的每一个小的质量与较大的质量靠得很近，哑铃就要旋转.但是因为非常细的石英悬丝阻碍了转动，转动将在最大角的地方停下来，这个角我们用表示.在角处，引力完全被悬丝的阻力所平衡.实验的一个步骤，就是确定将细悬丝转过各种角度所需要的力一旦这一关系被确定下来，的测定就确定了质量间的引力F.质量的大小和它们之间的距离都可以改变，因为力F、质量。
和距离r都是已知的，万有引力定律的表达式=G (1)中的万有引力常量便可以决定.由这个实验，卡文迪什证明了G是常量，测定了它的数值，确立了万有引力定律的正确性. 因为在m和M之间的引力极其微小，角同样极小.为进行此项测量，在悬线上装一个小镜子，光束被镜子反射回来.反射光束可在离镜子有一定距离的屏幕上观察到.当镜子转动时，光束扫过屏幕，最大转角B-}便可确定.小镜子作为“放大器”使得很小的B,n-也能精确地测定一旦G被测定，由在地表附近质量为m的落体的牛顿第二定律得方程式G(2)其中是地球质量，r是地球的半径，g是地球表面的重力加速度，地球表面附近的落体，指的是落体的高度h<<r.消去方程两边的m，得=(3)在卡文迪什的年代，地球的半径re是已知的.由(3)式就可以求出地球的质量.卡文迪什测定的万有引力常量值是G=6.754N·这一实验是极为精巧的，以致于在此后八九十年中没有人能超过他的测量精度.万有引力常量是一个非常重要的常量，也是一个相对于其他基本物理常量而言测得最不精确的常量，因为引力是最弱的一种力，而且难以屏蔽外界的干扰，尽管如此，200年来科学家一再改进和变换测量方法，测量精度有所提高.国际科学联盟理事会科技数据委员会(CODATA)1986年推荐的万有引力常量值为G=6.7259（85）N·不确定度为128/1 000000(即万分之1.28).按地球半径、重力加速度和上述万有引力常量的现代数值，我们可以按(3)式求出地球的质量.其中=6371km,g=9.81则= ==5.967kg真空中的光速1855-1862年麦克斯韦建立了电磁场方程组·D=·B=0证明了电磁波的存在。
并推导出电磁波的速度C等于电流的电磁单位与静电单位之比，于是假设光是一种电磁波，不久就被著名的赫兹实验所证实，而1849年斐索用实验测出光在空气中传播速度为C=3.14858两者之惊人相似。
麦克斯韦电磁场理论揭示了电磁场运动变化的规律。
统一了光学与电磁学，开创了物理学的新时代。
但是同时也提出了新的更深刻的问题。
麦克斯韦方程组只适用于某个特殊的惯性系还是适用于一切惯性系。
如果麦克斯韦只适用于某个特殊的惯性系，则不仅违背了相对性原理，且该惯性就是牛顿的绝对时空观迈克尔——莫雷实验否定了结果。
在进一步研究物体运动的电磁现象时，如果麦克斯韦方程组适用于一切惯性系，在不同惯性系中，如何运用伽利略变换对电磁现象的基本规律进行变换，发现这些规律并不具有相同的形式，甚至会出现背因果关系的超光速现象也难以解释，这样就说明伽利略变换和电磁现象应符合相对性原理的假设存在着不可调和的矛盾。
这个问题中，以表示光在某参考系S中预测的真空中的速率，以表示光在另一参考系S中测得真空中的速率，根据伽利略变换得式中u为S相对于S的速度。
是由和u的方向决定的。
但这与麦克斯韦的电磁理论结果不符。
在麦克斯韦的理论中真空中的光速为：（1）其中=8.85=1.26N·这是电磁学上两个常量，将这两个常量代入（1）得由于也应该与参考系无关，这个速度不变的性质使得和之间取得了联系。
麦克斯韦据此从理论上预言了光是一种电磁波，并且提出光的电磁波理论，这是牛顿的运动定律统一物理现象后的又一次物理世界的大统一。
1887年著名的迈克尔逊和莫雷实验证明了光速的测量结果与参考系无关，这就证明了光和电磁波的运动不服从伽利略变换。
这是光速与参考系无关的性质，在激光测量技术的基础上现在把光在真空中的速率规定为一个基本物理常量，其值被测为光速与参考系无关这点出乎人的想象，因为人们习惯的认为伽利略变化是正确的，事实上，在 c 的情况下，确实伽利略变化时对的，但在高速运动的情况下，即运动物体的速度 c 的情况下，伽利略变化就不适应了，要用到洛伦兹变换，这就是伽利略变换的局限性，也是伽利略变换域电磁规律矛盾的原因。
爱因斯坦对这个问题进行了深刻的研究并在1905年发表了《论动体的电动力学》这篇著名论文中，作出了对整个物理学都带有根本意义的假设；“物理规律对所有的惯性系都是一样的不存在一个特殊的”（例如；“绝对静止”）的惯性系。
爱因斯坦称这个假设为相对性原理，即爱因斯坦的光速不变性原理同时爱因斯坦也在这篇论文中还在这篇论文中还提出了另个一假设，即；在任何惯性系中，光在真空中的速率是相等的。