1樓：聖伊琳娜·安
我不是物理系的學生，但希望你能站在巨人的肩膀上看的更遠
1.托馬斯·楊的雙縫演示應用於電子干涉實驗
在20世紀初的一段時間中，人們逐漸發現了微觀客體(光子、電子、質子、中子等)既有波動性，又有粒子性，即所謂的「波粒二象性」。「波動」和「粒子」都是經典物理學中從巨集觀世界裡獲得的概念，與我們的直觀經驗較為相符。然而，微觀客體的行為與人們的日常經驗畢竟相差很遠。
如何按照現代量子物理學的觀點去準確認識、理解微觀世界本身的規律，電子雙縫干涉實驗為一典型例項。
2.伽利略的自由落體實驗
伽利略(1564—1642)是近代自然科學的奠基者，是科學史上第一位現代意義上的科學家。他首先為自然科學創立了兩個研究法則：觀察實驗和量化方法，創立了實驗和數學相結合、真實實驗和理想實驗相結合的方法，從而創造了和以往不同的近代科學研究方法，使近代物理學從此走上了以實驗精確觀測為基礎的道路。
愛因斯坦高度評價道：「伽利略的發現以及他所應用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一」。
16 世紀以前，希臘最著名的思想家和哲學家亞里斯多德是第乙個研究物理現象的科學巨人，他的《物理學》一書是世界上最早的物理學專著。但是亞里斯多德在研究物理學時並不依靠實驗，而是從原始的直接經驗出發，用哲學思辨代替科學實驗。亞里斯多德認為每乙個物體都有回到自然位置的特性，物體回到自然位置的運動就是自然運動。
這種運動取決於物體的本性，不需要外部的作用。自由落體是典型的自然運動，物體越重，回到自然位置的傾向越大，因而在自由落體運動中，物體越重，下落越快；物體越輕，下落越慢。
伽利略當時在比薩大學任職，他大膽地向亞里斯多德的觀點挑戰。伽利略設想了乙個理想實驗：讓一重物體和一輕物體束縛在一起同時下落。
按照亞里斯多德的觀點，這一理想實驗將會得到兩個結論。首先，由於這一聯結，重物受到輕物的牽連與阻礙，下落速度將會減慢，下落時間將會延長；其次，也由於這一聯結，聯結體的重量之和大於原重物體；因而下落時間會更短。顯然這是兩個截然相反的結論。
伽利略利用理想實驗和科學推理，巧妙地揭示了亞里斯多德運動理論的內在矛盾，開啟了亞里斯多德運動理論的缺口，導致了物理學的真正誕生。
3.羅伯特·密立根的油滴試驗
很早以前，科學家就在研究電。人們知道這種無形的物質可以從天上的閃電中得到，也可以通過摩擦頭髮得到。1897 年，英國物理學家托馬斯已經得知如何獲取負電荷電流。
1909 年美國科學家羅伯特·密立根(1868—1953)開始測量電流的電荷。
他用乙個香水瓶的噴頭向乙個透明的小盒子裡噴油滴。小盒子的頂部和底部分別放有乙個通正電的電極和乙個通負電的電極。當小油滴通過空氣時，就帶了一些靜電，它們下落的速度可以通過改變電極的電壓來控制。
當去掉電場時，測量油滴在重力作用下的速度可以得出油滴半徑；加上電場後，可測出油滴在重力和電場力共同作用下的速度，並由此測出油滴得到或失去電荷後的速度變化。這樣，他可以一次連續幾個小時測量油滴的速度變化，即使工作因故被打斷，被電場平衡住的油滴經過乙個多小時也不會跑多遠。
經過反覆試驗，密立根得出結論：電荷的值是某個固定的常量，最小單位就是單個電子的帶電量。他認為電子本身既不是乙個假想的也不是不確定的，而是乙個「我們這一代人第一次看到的事實」。
他在諾貝爾獎獲獎演講中強調了他的工作的兩條基本結論，即「電子電荷總是元電荷的確定的整數倍而不是分數倍」和「這一實驗的觀察者幾乎可以認為是看到了電子」。
「科學是用理論和實驗這兩隻腳前進的」，密立根在他的獲獎演說中講道，「有時這只腳先邁出一步，有時是另乙隻腳先邁出一步，但是前進要靠兩隻腳：先建立理論然後做實驗，或者是先在實驗中得出了新的關係，然後再邁出理論這只腳並推動實驗前進，如此不斷交替進行」。他用非常形象的比喻說明了理論和實驗在科學發展中的作用。
作為一名實驗物理學家，他不但重視實驗，也極為重視理論的指導作用。
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