Najpiękniejsze eksperymenty fizyczne – zestawienie eksperymentów fizycznych wybranych przez historyka nauki Roberta P. Crease’a na podstawie ankiety przeprowadzonej w czasopismie , a następnie w Internecie, w której respondenci zostali poproszeni o wskazanie doświadczeń fizycznych, które uznali za najpiękniejsze. Zdecydowane pierwsze miejsce w ankiecie zajęło doświadczenie Davissona i Germera, powtarzające doświadczenie Younga, ale pokazujące tym razem interferencję elektronów, a nie fotonów. Na podstawie wyników ankiety Crease opublikował książkę pt. The Prism and the Pendulum: The Ten Most Beautiful Experiments in Science. Za 10 najpiękniejszych uznane zostały (kolejność wg daty; w nawiasie kolejność wg liczby głosów): (7) Pomiar Eratostenesa (ok. roku 230 p.n.e.) – pomiar obwodu Ziemi, (2) Eksperyment Galileusza (rok 1600) – spadek swobodny ciał o różnej masie, (8) Eksperyment Galileusza (rok 1600) – obserwacja ruchu ciał staczających się z równi pochyłej, (4) Eksperyment Newtona (lata 1665–1666) – rozszczepienie światła za pomocą pryzmatu, (5) Eksperyment Cavendisha (rok 1798) – wyznaczenie stałej grawitacji G za pomocą wagi skręceń, (5) Doświadczenie Younga (rok 1801) – interferencja światła na dwóch szczelinach, (10) Wahadło Foucaulta (rok 1851) – doświadczalne potwierdzenie ruchu obrotowego Ziemi, (3) Eksperyment Millikana (rok 1909) – wyznaczenie ładunku elektronu za pomocą spadającej w polu elektrycznym kropli oleju, (9) Eksperyment Rutherforda (rok 1911) – odkrycie jądra atomowego, (1) Doświadczenie Davissona i Germera (rok 1927) – dyfrakcja elektronów na krysztale niklu.
Wśród innych propozycji znalazły się: Eksperyment Archimedesa z hydrostatyki – wyporność ciała stałego przez ciecz (III w. p.n.e.) – prawo Archimedesa, Obserwacje Rømera dotyczące prędkości światła (rok 1676), Eksperymenty Joule’a z aparatem do pomiaru mechanicznego odpowiednika ciepła (rok 1843) – zasada zachowania energii, Eksperyment Reynoldsa – przepływ cieczy przez rurkę (hydrodynamika, podobieństwo dynamicznego przepływu płynów w przewodach rurowych, rok 1883), Eksperymenty Macha i Salchera z akustyczną falą uderzeniową (rok 1886), Pomiary Michelsona i Morleya wykazujące brak wpływu ruchu orbitalnego Ziemi na prędkość światła (lata 1881, 1887) – szerszy opis w artykule: Doświadczenie Michelsona-Morleya, Prace Röntgena nad wykryciem prądu przesunięcia, którego istnienie przewidywał już w roku 1865 Maxwell, Odkrycie Ørsteda dotyczące elektromagnetyzmu (rok 1820) – doświadczenie Ørsteda, Odkrycie Bragga – dyfrakcja promieni X na kryształkach soli, Pomiary Eddingtona dotyczące ugięcia światła gwiazd (rok 1919), Doświadczenie Sterna-Gerlacha dotyczące kwantyzacji momentu pędu (rok 1922), Kot Schrödingera (rok 1935) – eksperyment myślowy Erwina Schrödingera, Eksperyment Trinity (lata 1942–1945) – pierwszy test jądrowej reakcji łańcuchowej, Pomiary Wu dotyczące pogwałcenia naładowania równorzędnego cząsteczek i antycząsteczek atomowych (lata 1956–1957), Badania Goldhabera nad skrętnością neutrina (rok 1957), Eksperyment Feynmana z o-ringiem zanurzonym w wodzie – wyjaśniający przyczynę katastrofy promu kosmicznego Challenger (rok 1986).
Zestawienie Crease’a przywoływane jest w książkach i publikacjach naukowych z obszaru historii nauki i edukacji.
Pomiar Eratostenesa (ok. roku 230 p.n.e.) – pomiar obwodu Ziemi thumb|250px|Wirująca Ziemia widziana z kosmosu Eratostenes dokonał dokładnych (jak na rok 230 p.n.e.) pomiarów obwodu Ziemi. Ich wyniki przedstawił w dziele „O pomiarach Ziemi”, które nie przetrwało do naszych czasów. Część obliczeń dokonanych przez Eratostenesa można znaleźć w pracach innych autorów (takich jak: Kleomedes, Teon ze Smyrny i Strabon).
thumb|left|300px|Pomiar obwodu Ziemi; oznaczenia: Siena – Syene, Alejandría – Aleksandria, Luz solar – promienie słoneczne, Trópico de Cáncer – Zwrotnik Raka, Ecuador – równik, Norte – Biegun Północny, Sur – Biegun Południowy. Eratostenes porównał długość cieni rzucanych w południe, w czasie letniego przesilenia, pomiędzy Syene (dzisiejszy Asuan w Egipcie nad Nilem) i Aleksandrią. Założył przy tym, że Słońce jest tak odległe, że promienie światła w obu miejscach są praktycznie równoległe. W tym okresie promienie słoneczne w Syene oświetlały dno głębokiej studni, padały więc pionowo (Słońce było w zenicie), podczas gdy w tym samym czasie w Aleksandrii, leżącej według Eratostenesa na tym samym południku (co nie jest prawdą, ale popełniany błąd jest niewielki), padały one pod kątem 7,2 stopnia (co stanowi 7,2/360, czyli 1/50 część kąta pełnego).
Od przewodników karawan wiedział także, że odległość pomiędzy tymi miastami wynosi ok. 5000 stadionów (ok. 800 km; dokładna wartość długości stadionu nie jest znana, ale średnio antyczny stadion miał długość ok. 185 m). Obwód Ziemi powinien być więc 50 razy większy, czyli wynosić ok. 40 000 km.
Pomimo iż w obliczeniach były pewne niedokładności (rzeczywista średnia wartość obwodu Ziemi wynosi 40 041 km, a uważa się, że Eratostenes podał ją w granicach od 39 690 km do 46 620 km), nadal używa się tej metody do dokładnych pomiarów Ziemi.
Eksperyment Galileusza (rok 1600) – spadek swobodny ciał o różnej masie thumb|180px|Galileusz zrzucający kule z Krzywej Wieży w Pizie (fotomontaż ilustrujący eksperyment) Arystoteles twierdził, że ciało spada na ziemię tym szybciej, im jest cięższe. Aż do późnych lat XVI wieku było to popularne mniemanie, co uzmysławia, jak bardzo zaniedbywano w okresie średniowiecza fizykę doświadczalną, skoro nadal opierano się na błędnej w tym wypadku wiedzy starożytnych Greków (klasycyzm – powtarzana była teoria, lecz bez empirycznej weryfikacji). Dopiero Galileusz przeciwstawił się temu twierdzeniu, stawiając na szali cały swój autorytet i stanowisko dziekana katedry matematyki na Uniwersytecie w Pizie.
Zrobił to zrzucając kule o różnych masach z Krzywej Wieży w Pizie i mierząc czas ich spadania. Jednocześnie upuścił z wieży dwie kule: ciężką kulę armatnią o masie 8 kg i lżejszą kulkę muszkietową o masie 20 g. Oba ciała (które miały podobną formę) dosięgnęły ziemi w tym samym momencie.
Udowodnił zatem, że czas ich opadania jest taki sam (przy zaniedbaniu nieznacznego w tym przypadku efektu wynikłego z oporu powietrza). Dowód ten stanowi jedną z podwalin mechaniki klasycznej.
Eksperyment Galileusza (rok 1600) – obserwacja ruchu ciał staczających się z równi pochyłej thumb|200px|Strona z pracy Galileusza O prawach spadania ciał. Jakkolwiek prawdziwość eksperymentu ze spadającymi kulami z Krzywej Wieży w Pizie (o którym wzmianka pojawiła się po raz pierwszy w pracy jego ucznia Vincenzo Viviani) jest obecnie podawana przez niektórych uczonych i historyków w wątpliwośćZgodnie z biografią Galileusza autorstwa Jamesa Restona Jr. pt. Galileusz (wyd. Prószyński i S-ka, Warszawa 1998, ), Galileusz nigdy nie przeprowadził eksperymentu ze zrzucaniem kul z krzywej wieży. Rozważał tylko taką możliwość a sam fakt nigdy nie zaszedł., to nikt nie wątpi w to, że Galileusz wykorzystał kule toczące się w dół na równi pochyłej w celu badania ich prędkości i przyspieszenia.
Jego równia składała się z blatu (o długość 20 kubitów i szerokość połowy kubita, czyli ok. 6 m na 15 cm), który pośrodku miał precyzyjnie nacięty rowek. Galileusz pochylił blat tak, że utworzył on równię pochyłą i staczał po nim mosiężne kule. Jednocześnie mierzył czas ich toczenia za pomocą zegara wodnego – dużego naczynia z wodą, która wypływała przez cienką rurkę. Za każdym razem ważył wodę, która wypłynęła z naczynia i porównywał wyniki z przebytym przez kulę dystansem.
thumb|left|250px|Równia pochyła Arystoteles błędnie przypuszczał, że prędkość toczącej się kuli powinna być stała. Jeśli podwoimy czas toczenia się, to kula powinna przebyć dwa razy dłuższą drogę. Galileusz za pomocą tego eksperymentu obalił to twierdzenie. W rzeczywistości przy podwojeniu czasu toczenia kula przebyła drogę cztery razy dłuższą. Droga ta jest wprost proporcjonalna do kwadratu czasu. A powodem tego jest przyspieszenie wnoszone przez grawitację.
Oba eksperymenty (ze zrzucaniem kul z wieży i z toczeniem ich na równi pochyłej) dowodziły tej samej rzeczy: spadające lub toczące się obiekty (toczenie się jest wolniejszą wersją spadania tak długo, jak rozłożenie masy w obiekcie jest takie samo) zwiększają prędkość niezależnie od ich masy. Było to jak na wiek XVII rewolucyjne stwierdzenie.
Eksperyment Newtona (lata 1665–1666) – rozszczepienie światła za pomocą pryzmatu thumb|300px|Światło białe rozszczepione w pryzmacie w spektrum optyczne. thumb|300px|Spektrum światła białego Światło białe, które po przejściu przez pryzmat rozszczepia się na różne kolory, można z powrotem złożyć (np. za pomocą pryzmatu lub luster) w światło białe. Na ten fakt zwrócił uwagę po raz pierwszy Isaac Newton w swoich opublikowanych notatkach pt. On Colour (O kolorach), które później rozwinął w większe dzieło pt. Optics (Optyka). Praca ta była zarzewiem gorących dyskusji dotyczących natury światła, a nawet personalnych kłótni i niesnasek w świecie naukowym tamtych czasów. Tym niemniej większość z tych, którzy widzieli na własne oczy rozszczepienie światła (czy to na pryzmacie, czy też w naturze, np. tęczę) przyznaje, że jest to zjawisko nad wyraz piękne i malownicze.
Eksperyment Cavendisha (rok 1798) – wyznaczenie stałej grawitacji G za pomocą wagi skręceń thumb|250px|Rysunek sporządzony przez Cavendisha; przedstawia jego wagę skręceń zbudowaną wewnątrz budynku. thumb|250px|Jedno z ramion (m) wagi, duża kula (W), mała kulka (x) oraz obudowanie izolujące (ABCDE). thumb|125px|Waga skręceń w kształcie słoja.
Może to być pewnym zaskoczeniem dla przeciętnego człowieka, ale wartość jednej z fundamentalnych stałych naszego świata – stałej grawitacji G jest jedną z najgorzej poznanych wartości fizycznych. Z najnowszych badań przeprowadzonych w roku 2000 przez H. Gundlacha i Stephena M. Merkowitza z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle wynika, że wynosi ona 6,6742x10−11 Nm²/kg²(15) przy maksymalnym błędzie pomiaru szacowanym na 0,0014% tej wartości („Physical Review Letters”, t. 85, nr 14, 2000). Pomiary te zwiększyły dokładność znajomości stałej G o jeden rząd wielkości, czyli o jedną cyfrę znaczącą na końcu wyniku. Do tej pory opieraliśmy się na wartości wielkości stałej G zmierzonej w roku 1798 przez angielskiego uczonego Henry’ego Cavendisha.
Trzy uniwersalne prawa ruchu i prawo powszechnego ciążenia sformułował inny angielski uczony, sir Isaac Newton w dziele Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematyczne podstawy filozofii naturalnej, bardziej znane dzisiaj jako Principia). Jako pierwszy oszacował on także stałą G.
Cavendish sądził, że jest w stanie podać ją z większą dokładnością niż Newton. Brakowało mu jedynie odpowiedniego przyrządu, który mógłby dowieść, że wszystkie ciała przyciągają się wzajemnie niezależnie od grawitacji Ziemi.
Eksperymenty, które doprowadziły do wyznaczenia stałej G, a jednocześnie do zmierzenia masy Ziemi, przeprowadzał on w latach 1797–1798. Użył przyrządu i oparł się na metodzie opisanej przez Johna Michella, który zmarł przed ukończeniem swoich badań. Aparat zwany wagą skręceń składał się z cienkiej nici kwarcowej, na której zawieszony był lekki pręt. Na końcach pręta zawieszone były małe kule. Do nici było przymocowane lusterko. Aparat wykorzystywał fakt, że siła potrzebna do skręcenia nici jest bardzo mała, a wiązka światła padająca i odbijająca się od lusterka i padająca następnie na skalę mogła precyzyjnie wyznaczyć kąt skrętu.
Cavendish umieścił następnie w pobliżu małych kulek (na pręcie) symetrycznie dwie duże kule ołowiane (o znanych masach, dokładnie po 350 funtów każda) i zmierzył kąt skrętu, o jaki obrócił się pręt. Na podstawie tych pomiarów obliczył wartość stałej G.
Potem eksperyment ten był znany także pod nazwą „ważenie Ziemi”, ponieważ znając precyzyjnie stałą grawitacji G, można z prawa powszechnego ciążenia wyznaczyć z równą dokładnością masę Ziemi: