地球的質量檢測方法

A. 太陽的質量是如何測量的

通過萬有引力定律來測量的，gmm/r^2=mv^2/r
需要知道的量有萬有引力常量g，太陽據地球的距離r，已經地球繞太陽運動的線速度v。這些量的測得的方法如果需要可以在網上搜索一下，有些方法是很巧妙的。
希望我的回到對你有幫助。

B. 地球的最新質量是如何測量的

阿基米德有一句名言：給我一個支點，我能撬動地球。他是用這句話來說明杠桿定律的，但是，如果那時他知道地球的質量的話，可能就不會發出此豪言壯語了。

偉大的科學家牛頓發現了著名的萬有引力定律，找到了測量地球質量的途徑。根據萬有引力定律，兩個物體間引力的大小與物質的質量成正比，與距離的平方成反比，比值恆定為一個常數，這就是引力常數。因為人們早已准確地知道了地球的大小，只要精確地測出引力常數值，就能計算地球質量。不過，由於沒有精密的測量儀器，牛頓的嘗試沒有成功。

英國科學家卡文迪什用改進的扭力天平完成了測量。扭力天平的構造是，在一根木棒的兩端分別繫上金屬小球，像一個啞鈴那樣，然後把它懸掛在一根金屬絲上。兩個小球的旁邊對稱放置兩個鉛球，鉛球與小球間的引力使啞鈴轉動，金屬絲扭曲。啞鈴兩臂末端和大球側面均裝有刻度標尺，這樣便可測出細微扭曲的大小。為了不受空氣流的干擾，扭力天平被置於空屋中。由於引力很小，扭曲也非常小，准確測量十分困難。為了便於觀察，卡文迪什用反光鏡將細微的扭曲放大，從而使天平的靈敏度大大提高。在1798年，卡文迪什第一個測出了地球的質量，得到的數值是60*10^24kg，當今科學家測量出的地球質量為5.978*10^24kg，兩者之差只有0.22*10^24kg，其准確度相當高。卡文迪許也因此被譽為「第一個稱出地球的人」，卡文迪什的扭力天平實驗被稱為科學史上最美麗的物理學實驗之一。

地球的質量確定後，科學家也用萬有引力定律來測定太陽和其他行星的質量。地球和太陽之間的萬有引力就等於引力常數與太陽質量和地球質量的乘積，再除以地球和太陽兩者之間距離的平方，這一引力與地球赤道附近使地球環繞太陽旋轉的向心力相等。該向心力等於地球質量乘以速度的平方再除以地球到太陽的距離。利用天文學家測得地球至太陽的距離，就可以得出地球圍繞太陽旋轉的速度，從而計算出太陽的質量。

假設阿基米德的臂力使他可以直接舉起60kg(准確地說是59.78kg)的物體，要以杠桿撬動地球，長臂為短臂的1023倍。因此阿基米德僅僅移動地球1mm，就需要站在1020m之外了，這么遠的距離即使光也要走1萬年。

最近，美國的一個研究小組仿效18世紀科學家所做的扭力天平，重新測量了引力常數，得出的地球質量為5.972*10^24kg，地球似乎變輕了少許。

C. 太陽 地球的距離 它們質量 密度怎麼測算的

測定天體由近及遠主要有以下幾種方法，它們使用的距離越來越遠，但是精確度也越來越差。
1.雷達波法：直接向天體發射雷達波，通過雷達被反射的時間確定距離。適用於太陽系內天體。
2.三角視差法：通過地球繞太陽的公轉引起的觀測天體位置的變化來確定天體的距離。適用於1000光年以內天體。
3.造父變星法：通過造父變星的亮度與光度變化周期之間的關系來確定天體的距離。適用於幾百萬光年以內（能分辨出一個星系內的造父變星）
4.光譜光度法：利用主序星的亮度和光譜類型的關系確定距離，適用於幾千萬光年以內（能辨編出藍巨星——最明亮的主序星）
5.I型超新星法：I型超新星的亮度是一個定值，通過測定它來測定天體的距離（適用於所有能有I型超新星的星系，不過比較少）
6.哈勃定律法：通過天體退行速度和距離之間的關系來確定天體的距離（所有星系）。

上面幾種方法能夠測定的距離越來越遠，但是精確度越來越低。第一種方法可以精確到厘米級別（測定月球）；但是最後一種方法有的是有誤差比數值還大，是實在沒辦法才用的方法。要是要根據所要測定天體的距離來選擇合適的方法。

質量的測定是利用萬有引力定律，根據已知天體的軌道，根據它的公轉半徑和公轉周期通過向心加速度的公式就能求出來了。

至於密度是質量/體積，體積的計算需要觀測獲得直徑，進而計算出來，太遠的天體直徑觀測誤差較大，另外很多天體是中心天體，質量集中於中心部位，密度不均勻

D. 試述卡文迪許測量地球質量的意義

卡文迪許測量地球質量的意義：

1、證明了萬有引力的存在的普遍性正確性卡文迪許通過改變質和距離，證實了萬有引力的存在及萬有引力定律的正確性。

2、測出了引力常里使得萬有引力定律有了真正的實用價值，可測定遠離地球的天體的質、密度等。引力常里的測出，使萬有引力定律能夠應用於定里計算，可以用測定地球表面物體重力加速度的方法，測定地球質，也正因為如此，卡文迪許被人們稱為第一個」能稱出地球質量的人。

3、卡文迪許扭秤實驗巧妙地利用等效法合理地將微小里進行放大，實驗的構思、設計與操作巧妙和精緻，英國物理學家坡印廷曾對這個實驗下過這樣的評語：開創了弱力測里的新時代。

(4)地球的質量檢測方法擴展閱讀：

牛頓雖然發現了萬有引力定律，卻沒能給出准確的引力常里這是因為一般物體間的引力非常小由於當時實驗條件和技術的限制，很難用實驗的方法將它顯示出來。

直到1798年即在牛頓發現萬有引力定律一百多年以後，英國物理學家卡文迪許（1731-1810）才巧妙地利用扭秤裝置，第一次在實驗室里比較准確地測出了引力常量。

E. 地球的質量是怎麼測量出來的

我們腳下的大地是個碩大無比的球體。古希臘時科學家用巧妙的方法測出了它的半徑有6400多公里。但是，人們一直不知道這個巨大的球體有多少重？
地球那麼大，那麼重，用普通的秤來出地球的重量，那是不可思議的。第一，世界上沒有這樣一桿能稱得起地球的巨秤。其次，誰也無法拿得起這桿秤。就算有一個力大無窮的大力士能提得起地球，也無法秤我們的地球，因為那個能夠稱得起地球的人，站在什麼地方去稱地球呢？人們總不能站在地球上稱地球吧！
1750年，英國19歲的科學家卡文迪許向這個難題挑戰。那麼，他是怎樣稱出地球的重量的呢？卡文迪是運用牛頓的萬有引力定律稱出地球重量的。根據萬有引力定律，兩個物體間的引力與兩個之間的距離的平方成反比，與兩個物體的重量成正比。這個定律為測量地球提供了理論根據，卡文迪許想，如果知道了兩個物體之間的引力和距離，知道了其中一個物體的重量，就能計算出另一個物體的重量。這在理論上完全成立。但是，在實際測定中，不必須先了解萬有引力的常數K。
卡文迪許通過兩個鉛球測定出它們之間的引力，然後計算出引力常數。兩個普通物體之間的引力是很小的，不容易精確地測出，必須使用很精確的裝置。當時人們測量物體之間引力的裝置用的是彈簧秤，這種秤的靈敏度太低，不能達到實驗要求。卡文迪許利用細絲轉動的原理，設計了一個測定引力的裝置；細絲轉過一個角度，就能計算出兩個鉛球之間的引力。然後，計算出引力常數。但是，這個方法還是失敗了。因為兩個鉛球之間的引力太小了，細絲扭轉的靈敏度還不夠大。靈敏度問題成了測量地球重量的關鍵。卡文迪許為此傷透了腦筋。有一次，他正在思考這個問題，突然看到幾個孩子在做游戲。有個孩子拿著一塊小鏡子對著太陽，把太陽反射到牆壁上，產生了一個白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移動一個角度，光斑就相應地移動了距離。卡文迪許猛然醒悟，這不是距離的放大器嗎？靈敏度不可以通過它來提高嗎？
於是，卡文迪許在測量裝置上裝上一面小鏡子。細絲受到另一個鉛球微小的引力，小鏡子就會偏轉一個很小的角度，小鏡子反射的光就轉動一個相當大距離，很精確地知道引力的大小。利用這個引力常數，再測出一個鉛球與地球之間的引力。根據萬有引力公式，計算出了地球的重量，即為60萬億億噸。現代測量的結果為59.76萬億億噸。
地球平均半徑 6371.004千米

或者根據萬有引力定律F=G*[m1*m2/(r^2)]
設m1為地球的質量，另找一小球m2用彈簧秤稱小球，可得F，地球半徑可以測量即r，G為 萬有引力常數已知

F. 其它星球（或者說其它天體）的質量是怎麼測的我知道是用萬有引力，但那天體之間引力是怎麼算的

牛頓的萬有引力定律公式： F=G×Mm/R²
其中G=6.67×10^-11N•m^2/kg^2，G是一個常量。
1.測地球的質量，比如一個質量為m1的物體在地球表面，設地球的質量為M，半徑為R，忽略微小因素，則該物體和地球之間的萬有引力
F==G×Mm1/R²=m1g （因為該物體在地球表面受到的重力F重=m1g，而此時的重力=萬有引力）
那麼地球的質量M=R²×g/G （這個需要知道地球的半徑R，據說公元前三世紀是就有人測出了地球的半徑，現在一般認為地球大概半徑6371.004千米）
2.測太陽的質量，設太陽中心到地球重心的距離為h，太陽質量為M1，地球質量為M2，那麼兩者之間的萬有引力
F=GM1M2/h² （已知h）
則太陽的質量M1=Fh²/GM2
然後根據地球圍繞太陽做近似圓周運動，測量向心力F『
F』=（M2V^2） /r =4π²M2h/T² （T是地球繞太陽轉動的周期）
F=F『
則有
M1=（4π²M2h/T² ）×（h²/GM2）=4π²h/GT²

G. 測定地球質量實驗的科學依據是什麼 a.萬有引力定律 b.杠桿原理 c.角動量守衡

a 萬有引力定律

第一個解決這個歷史性難題的，是英國科學家亨利·卡文迪許

地球的半徑經過測量和計算已經知道約6400千米;地球的表面積通過測量和計算，已經知道是5 .1×10¹⁴米²;地球的體積通過計算也知道為1 .08×10²¹米³，但是因為無法確知地球的密度，所以無法得出地球質量。

而牛頓發明萬有引力定律後，雖然列出了可以推算出地球質量的公式，卻因為無法測量出兩個物體之間的引力系數而失敗。

牛頓精心設計了幾個實驗，企圖在地面測量兩個物體之間的引力，可惜都失敗了，經過粗略推算，牛頓發現一般物體之間的引力極其微小，以至根本測不出來。失望之餘，已經成為新權威的牛頓，也當眾宣布:在地面想利用測量引力，利用這個萬有引力定律來計算地球質量的努力，將是徒勞的!

兩個1千克的鉛球，相距10厘米時，吸引力只有十億分之一千克!要測量出這么極其微小的力，談何容易!

1750年，法國科學家布格爾，1774年，英國科學家尼維爾·馬斯基林先後試圖利用山體對鉛球的吸引來測量引力系數，但是都因為山風、各種震動的影響超過引力影響而失敗。

卡文迪許設計了一種被成為扭秤的裝置：

將兩只小鉛球裝在一根細長桿的兩端，做成一個「啞鈴」樣的東西，用一根細絲從中間吊起「啞鈴」，實驗時再用兩個大鉛球分別去靠近小鉛球。由於大小鉛球之間萬有引力的作用，「啞鈴」將有微小的轉動，仔細測量細絲扭轉的程度，就可以計算出大小鉛球之間的引力，從而推算出地球的質量。
將一個小鏡固定在細絲上面，用來將一束光線反射到一個刻度尺上面。這樣，只要細絲有一極其微小的轉動，刻度尺上的光點就會有明顯的移動，儀器的靈敏度大大地增強了。卡文迪許又進一步設法解決了儀器的各種干擾問題，例如空氣流動和震動的影響。

5.977×10²⁴千克，即60萬億億噸

這是亨利·卡文迪許在1798年，他67歲時得出的科研成果，而卡文迪許開始設計扭秤的時候，年僅19歲。

H. 若想測量地球的質量可以用什麼方法

兩千年前,偉大的阿基米德曾經說過：「給一個支點,我可以撬起地球!」!
兩千年後,1798年,卡文迪許利用「扭秤」終於稱出地球的質量.
地球的質量約為5.98*10^24kg,這是根據萬有引力定律測定的. 詳細請參見網路「地球質量」

I. 如何測定地球的質量

卡文迪許是有記載的第一位成功測出地球質量的人，在牛頓公式出來，他又自己測定了G值之後。。在他之前，這個，好像就只有人能提出」質量*密度「這種級別的方法了吧。不過你可以做個實驗黨，在地球南極上空發射一枚鉛球沿著地軸方向撞向地球，然後讓遠在地球大氣層外側空間站的同志幫你測量若干物理量如：鉛球撞前的速度，撞後鉛球和地球兩者各自的速度，再稱一下鉛球的質量，就能很容易地得出地球的質量了哦~~~——這一切發生在千年以後~~

J. 高速公路、機場跑道質量檢測

目前無損檢測可用於高等級公路、機場跑道路面厚度，路基壓實度，路基裂縫、空洞檢測以及回彈模量檢測等。

公路質量檢測的原始方法是採用鑽探取心法，該方法不僅效率低、代表性差，而且對公路有破壞。為了快速、准確和科學地評價公路質量，必須採用無損檢測方法。目前，常用於公路檢測的地球物理方法有地質雷達、瞬態面波法、高密度電阻率法和人工地震等方法。在這些地球物理方法中，由於地質雷達方法具有快速、連續、無損檢測的特點，因此，在公路質量檢測中得到更加廣泛的應用。

高速公路是由土基礎、二灰土、二灰碎石、面層等構成，由於空氣、瀝青面層、二灰碎石、土壤等介質的介電常數不同，電磁波在其介質發生變化的界面產生反射波。圖10.11為電磁波在公路剖面中各界面的傳播、反射途經示意圖。圖10.12為電磁波在公路剖面中各界面的掃描示意圖。

圖10.11電磁波在公路剖面中的傳播

圖10.12電磁波在公路剖面中各界面的掃描示意圖

長春—四平高速公路採用瀝青路面，路面下為碎石墊層。路面分三次鋪設完成，設計路面厚度為25cm。在工程竣工前採用地質雷達進行了路面厚度檢測。

工作中使用的探地雷達為SIR－2型，工作天線頻率為900MHz。圖10.13為長春—四平高速公路上某段路面的地質雷達檢測剖面圖，圖中5.8ns附近的強反射為瀝青面層與碎石墊層界面的反射，根據反射界面的雙程走時和電磁波在瀝青路面中的傳播速度計算出路面厚度。瀝青路面的電磁波速度採用實驗標定並進行統計後得到。

圖10.13長春—四平高速公路某段路面的地質雷達檢測剖面

檢測結果表明，由於二灰石墊層凸凹不平，導致瀝青路面厚度有較大變化，最薄為26cm，最厚為43cm，達到了設計的要求。路面厚度評價按國家公路路面結構層厚度評價標准進行。在經數據處理後的探地雷達剖面中讀取電磁波在面層中的反射波雙程走時，計算出面層厚度和厚度評價結果。

探地雷達方法在公路質量檢測中除可進行路面厚度檢測外，還可進行路基隱患(脫空、裂縫等)的檢測以及橋涵的質量檢測。有些學者研究電磁波的特徵與路面壓實度、強度及含水量的關系，開展探地雷達對公路壓實度、強度及含水量的檢測研究，也取得了較好的檢測效果。