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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。 万有引力常数G 1.1万有引力常数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