扭秤的基本原理是在一根刚性杆的两端连结相距一定高度的两个相同质量的重物,通过秤杆的中心用一扭丝悬挂起来.秤杆可以绕扭丝自由转动,当重力场不均匀时,两个质量所受的重力不平行.这个方向上的微小差别在两个质量上引起小的水平分力,并产生一个力矩使悬挂系统绕扭丝转动,直到与扭丝的扭矩平衡为止.扭丝上的小镜将光线反射到记录相板上.当扭丝转动时,光线在相板上移动的距离标志着扭转角的大小.平衡位置与扭秤常数和重力位二次导数有关.在一个测点上至少观测3个方位,确定4个二次导数值,测量精度一般达几厄缶. 根据扭力系统的构造形状,分为z型、L型和斜臂式扭秤.z型扭秤由一个轻金属制成的z型秤臂、两个质量相等的重荷和一根细金属丝组成的.两个重荷分别固定在z型秤臂的两端.细金属丝将整个系统悬挂起来,组成一套扭力系统.由于两个重荷处于不同的位置,所以,当通过两个重荷的重力等位面Q1和Q2.互不平行或弯曲时,两个重荷将受到重力场水平分量的作用.当重力场水平分量gH1和gH2的大小和方向不同时,秆臂就要绕着扭丝转动,直到水平旋转的重力矩和扭丝的扭力矩相平衡为止.秤臂偏转的角度除和扭力系统的构造和扭丝的扭力系数有关外,还和两个重荷间的重力变化有关.因此,准确记录扭力系统的偏角,就可以求出重力位的二次导数.由于扭力系统的灵敏度很高,秤臂稳定下来的时间较长.同时还需要在3一5个方向上照相记录,所以,仪器附有自动控制系统,并安放在特制的小房里工作.仪器的操作和测量结果的计算都比较烦琐,每测—个点需要2——3小时,工件效率较低. http://baike.baidu.com/view/687728.htm
卡文迪什实验中,如何根据扭丝扭转的多少来测出力