足球比赛结果 部门历史| 1901-1916

落叶松矿实验

学院附近的矿井提供了一个独特的机会 用于物理研究。对于 Tamarack 矿井来说尤其如此， 是垂直的，几乎有一英里深。 1901 年物理系 (弗雷德·麦克奈尔, 小詹姆斯·费舍尔, 内森·奥斯本，并且埃尔默·格兰特) 以及总工程师 John B. Watson 和助理工程师 George Slock， Tamarack 矿业公司，¹ 开始使用长摆（钟摆）作为#2、#4 和#4 中的铅锤进行实验 Tamarack 矿的#5 竖井。这些测量的目的是传递参考 从地面开始的线，以帮助未来的水平钻井作业。作为物理学家， 实验室笔记本中显示的第一个结果是钟摆的周期， 这个结果与用作铅锤基本上无关。

第一个摆锤是用 24 号钢琴钢丝和 50 磅铸铁配重制成的 并悬挂在 5 号竖井 4,250 英尺处。这些摆锤的周期为 70 秒。 该重量实际上将金属丝拉伸了约 15 英尺。对于某些测量，重量 被放置在油或水中以帮助抑制运动，但这还不足以 完全停止运动。² 他们通常使用振荡摆的多次测量“如 通过观察天平的振荡来确定天平零点的方法 它的指针”，而不是等待运动停止。

第一个也是最著名的结果来自他们的第一次测量——距离 底部两个相邻摆之间的距离略大于顶部（约 15 英尺中 1 英寸）。这是工业革命成果的时代 刚刚进入人们的家庭，许多人对科学产生了浓厚的兴趣 以及它对他们的未来的承诺。因此，这并不奇怪详细说明这些早期结果出现在当地报纸上（1901 年 10 月 8 日）。记者表示，可能出现了一些新现象。 发现了。当这个故事被报道后，结果引起了全国的关注 其他几家报纸对事件的原因进行了大量猜测 这个意想不到的结果。正如人们所预料的那样，其中包括一些相当非正统的内容 解释。事实上，人们可以发现这些第一个结果即使在今天仍然被引用（通常 不完整、不正确和/或具有重大创意修饰）作为证据 对于空心地球来说，³ 政府阴谋、掩盖事实、不明飞行物和/或牛顿的普遍失败 万有引力定律。

在他 1902 年发表在《工程与采矿杂志》上的文章的介绍中，⁴ 在报道完整的铅锤实验的地方，麦克奈尔提供了一个相当低调的 对喧嚣的回应：

“Portage Lake Mining Gazette 上的出版物……表明存在分歧 已观察到铅垂线，引起了相当大的关注，并带来了 许多尝试来解释它的存在。最熟悉条件的人 没有提供令人满意的理论。对他们来说，显然必须提供更多数据 在正确分配原因之前确保安全。

麦克奈尔认为众多解释中只有两个值得一提——引力 对轴壁的吸引力和磁效应。引力效应 很容易被证明太小了。该小组继续使用不同的材料 对于重量和钢丝，以及不同的位置、通风条件， #4 轴中的一对 4,440 英尺摆锤等，用于额外测量。⁵ 在某些情况下，钟摆在底部靠得更近，但在大多数情况下 它们相距较远，并且使用磁性之间没有看到差异 和非磁性材料。基于与通风条件非常强的相关性， 他们得出的结论是，这种影响完全是由于显着的（自然）气流造成的 在矿井里。

该小组在尝试扔下两个直径为 2 英寸的物体后再次受到全国关注 钢球沿着其中一根轴落下。他们估计球应该击中 由于地球自转，垂直向下向东约 4 英尺的点。 然而，两次尝试，球都没有到达底部。工作的同时 一天下午，好奇的人做了这个，只是想看看会发生什么，但没有发表， 结果被拾取然后被大众媒体夸大了谁说任何从这样的竖井掉下来的东西最终都会落到地上 东墙无论是扳手还是人体部位。虽然他一开始忽略了 1906 年，他终于受够了这些报道，麦克奈尔写道:⁶

“人们本能地感觉到……很远的地下条件一定是完全不同的 从表面上发现的那些……因此，当有人做出这样的陈述时 坠入苏必利尔湖铜矿区深井的物体会“造成” 不会掉到底部，但总是被发现紧贴在竖井的东侧” 也许普通读者倾向于认为该声明还指出了其中的一项 属于地下世界的奇怪而不可思议的事实……当记者采访时 在讲述它时，它增加了一丝可怕的暗示，即在物体之间 经常发现“紧贴竖井东侧”的是被肢解的碎片 人体可以说报道功力已经达到了登峰造极的程度……这样的故事 不久前提出……并在……全国各地的日报上转载。 人们可能会质疑，简单地陈述事实是否能够获得超过一小部分的结果？ 具有相同的流通程度。”弗雷德·麦克奈尔

麦克奈尔得出结论，空气阻力和气流对这些有很大影响 实验，结果并不太令人惊讶。⁷ 由于无法去除空气，因此没有进行这些实验。

小组随后开始进行非常仔细和广泛的实验 矿井中使用校准的“半秒摆”产生的重力加速度 g 在矿井周围的不同地点。⁸ 这项工作是与大地测量工作督察约翰·F·海福德 (John F. Hayford) 合作完成的。 （美国）海岸和大地测量办公室。麦克奈尔的主要动机 是利用 g 的微小变化来帮助确定改进的值 地球的密度，当然还有最终使用该技术来寻找矿藏。 进行了广泛的测量，并发送给大地测量局进行分析，然后 返回第一次测量的 g 校正值有相当大的延迟。 发现深度每公里 7.7 × 10-5 时，克力略有增加。⁹ 根据简单分析，预计会出现下降。麦克奈尔仍在质疑 大约十年后从华盛顿特区运来的钟摆校准， 并且显然担心他们观察到的重力随着深度的增加而增加。他 1911 年，海福德（当时在埃文斯顿）向他保证校准 根本不可能那么遥远。尽管如此，在记者采访后，该小组收到了 对于他们之前的测量，他们不愿意 发布任何其他有争议的结果。这是不幸的，因为他们的结果 可能提供一些最早的证据来证明地球的核心非常致密 它们已被出版。¹⁰

获得的 g 值与当地各种地质条件之间的任何关系 阵型从未确定。费舍尔表示，这将“涉及到一个伟大的 美国海岸和大地测量局承诺的计算量”，这显然是 从未执行过。

这些实验结束后不久，奥斯本离开，开始了漫长而成功的职业生涯 在标准局的认可，他后来返回接受 荣誉博士学位。

1. 沃森和斯洛克都拥有密歇根矿业大学的矿业工程师 (EM) 学位 学校：1895 年沃森 (Watson) 和 1896 年斯洛克 (Slock)。
2. 油产生的额外浮力导致电线缩短约 25 英寸，结果 这被认为“相当引人注目。”
3. 1943 年，当被问及“空心地球”假说时，费舍尔表示，这个想法“太过分了” 对于严肃的科学思想来说是荒谬的。”
4. 卷。 73，第 578-580 页，(1902)。 可以在以下位置找到较短的版本，（1902 年 6 月）。 请注意，此时，Portage Lake Mining Gazette 已更改 它的名字出现在《每日矿业公报》上，但麦克奈尔和其他人有时 在本文和以后的几个参考文献中均使用其旧名称。
5. 2004/2005 年冬季，这些钟摆获得了吉尼斯世界纪录 创造了世界上最长的钟摆的记录。
6. 此处引用的内容来自 McNair 1906 年 6 月 1 日的原始打字手稿。 这篇文章发表在《矿业和科学出版社》上，经过细微的编辑修改， 1906 年 7 月。
7.  一项可供高年级物理专业学生使用的计算表明，这些球会 在第一个 1000 英尺之后已经非常接近终端速度。终端速度 当重力和空气阻力平衡时就会发生。
8. 他们使用门登霍尔 1/2 秒摆，能够检测高尔夫球的相对变化 约 1 ppm（约 1 毫加仑）。根据定义，半秒的摆需要一秒 全力以赴。实验摘要位于1902 年 9 月 21 日发行的《星期日矿业公报》.
9. 来自提交给华盛顿特区海岸和大地测量总监的报告草稿， 作者：John F. Hayford，1904 年 2 月 8 日，1906 年 7 月 16 日更正，MTU Archives MTU-023，方框 2，Fred W. McNair Papers。
10. 他们的结果与从其他类型推断出的现代世界平均水平相当 地球密度测量。例如参考《初步参考地球》 模型”由 Dziewonski 和 Anderson 于 1981 年提出。