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十大最美丽的物理实验如下：
歇尔·傅科钟摆实验：1851 年，法国科学家傅科在公众面前展示了一个科学发现。他用一根长220 英尺（约 67 米）的钢丝将一个 62 磅（约 28 千克）重的铁球，悬挂在大教堂的屋顶棚下面。铁球下端装有一只铁笔，铁笔记录铁球摆动时所画出的轨迹。观众发现钟摆在摆动中画出的轨迹会逐渐偏移，并发现轨迹在发生着旋转，因此惊讶不已。
傅科的演示说明房屋的缓慢移动，是因为地球围绕着地轴在自转，并推断在南极时，轨迹是逆时针旋转，转动一周的周期是 24 小时。此实验简单明确地证明了地球在自转。
卢瑟福发现原子核的实验：1911 年，卢瑟福（Ernest Rutherford，1871—1937）在曼彻斯特大学的放射能实验室工作。当时人们对原子结构的猜想，就像是一个“葡萄干布丁”，即大量正电荷聚集成的软物质，中间包裹着电子微粒。
但他们发现向金箔发射带正电的 α 粒子时，只有很少量被弹回，这使他们大感意外。卢瑟福经过深思和计算，提出了一个原子结构的新猜想。即原子的绝大部分物质，集中在中心的小核即原子核上，电子在原子核周围做环绕运动，这是一个以实验为基础的全新的原子模型。
伽利略的加速度测定实验：伽利略实验室做了一个 6 米长、3 米宽、光滑笔直的木槽，再把木槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，以测量铜球的滑落速度。
按照亚里士多德的预言，滚动球的速度是均匀不变的，铜球滚动 2 倍的时间会走出 2 倍的路程。而伽利略的实验却证明铜球滚动的路程和时间的平方成正比，铜球滚动在 2 倍时间内会走过 4 倍的距离，由此证明了存在恒定的重力加速度。
埃拉托色尼测量地球圆周长：在公元234年，古希腊数学家埃拉托斯特尼担任亚历山大里亚图书馆的馆长，由此接触到大量的地理资料和地图。夏至这一天正午，在埃及最南端的阿斯旺小镇，埃拉托斯特尼观察到，太阳是升到天顶的，阳光可一直照射到井底。第二年同一天的中午，埃拉托斯特尼在亚历山大市测量出阳光与当地法线的交角，即 θ 角。
卡文迪什的扭矩实验：牛顿的伟大贡献之一是他阐明了万有引力定律，但是万有引力到底有多大，却是 18世纪另一位英国科学家亨利·卡文迪什测定的。他将两边系有小金球的 6 英尺（约 1.8米）木棒，
用金属线悬吊起来，就像一个悬空的哑铃，再将 350 磅（约 159 千克）重的铅球分别放在哑铃的近端，以产生足够的引力使哑铃转动，并使金属线发生扭转，然后测量金属线所受到的微小扭矩。实验惊人准确地测出了万有引力恒量的参数。
托马斯·杨的光干涉实验：1830 年英国医生、物理学家托马斯·杨，采用双缝装置，把一束单色光先分离为两束，分别通过窄缝并形成干涉。由于两者在不同屏幕位置产生了相位差，再合并照射到屏幕上，生成了明暗条纹。证明光也可以像水波一样相互干涉，从而证明了光线有波一样的性质。
牛顿的棱镜色散实验：牛顿 1665 年毕业于剑桥大学三一学院，当时大家都信奉亚里士多德的说法，即太阳光是一种纯色的白光。但彩色是如何出现的呢？人们无法解释雨后的彩虹的色彩。
牛顿把一面三棱镜放在一束阳光下，当阳光穿过这种均匀的透明介质后，由不同波长组成的阳光发生了不同角度的折射，出现了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的基础色带。这是因为同一种介质对不同色光的折射率不同。他又用 7 种颜色组成的圆盘高速旋转，合成了白色的光，使人们对阳光有了较深入的认识。
罗伯特·米利肯的油滴实验：虽然早在 1897 年，英国物理学家 J.J. 汤姆逊已经证明阴极射线是由带负电的粒子（即电子）组成，但电子电量的定量测量却是由美国科学家罗伯特·米利肯在 1909 年完成的。米利肯用一个香水瓶喷头，向另一个透明的小盒子里喷油滴。
小盒子的顶部和底部分别连接一个电池的电极，当小油滴通过两个电极板时，会捕获一些静电。油滴下落部速度可以通过改变两个电极板之间的电压来控制。米利肯不断改变电压，仔细观察每一颗油滴的运动，发现油滴带电量是不连续的，它们都是一个最小数值的整数倍，这个最小值是某一常数，即单个电子的带电量。
伽利略的自由落体实验：1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，得出了重量不同的两个铁球同时下落的结论，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900多年之久的错误结论。关于自由落体实验，伽利略做了大量的实验，他站在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来，
并测定下落时间有多少差别。结果发现，各种物体都是同时落地，而不分先后。也就是说，下落运动与物体的具体特征并无关系。无论木制球或铁制球，如果同时从塔上开始下落，它们将同时到达地面。伽利略通过反复的实验，认为如果不计空气阻力，轻重物体的自由下落速度是相同的，即重力加速度的大小都是相同的。
托马斯·杨继“双缝实验”后的实验：20 世纪初，普朗克和爱因斯坦指出光的波粒二重性，从一些实验中可见光波的干涉现象；而从另一些实验中，如解释光电效应时，光又是由离散的粒子构成的。托马斯·杨设想能通过实验直接地观察到这一现象。
他设想使被分成两股的粒子流，通过双缝实验装置，看看是否会发生相互干涉，出现明暗条纹，同时也呈现出光的特性。这种用简单方法验证光的波粒二重性的实验有深奥的原理，但实际上这个实验有较大的难度，直到 1961 年才从设想变成现实。
真正对自由落体运动进行科学研究的是意大利物理学家伽利略（G．Galilei，1564—1642）。他在比萨大学任教期间，多次对亚里士多德的观点提出疑问，他巧妙地设计了一个“佯谬”：如果亚里士多德的论断成立，即重物比轻物下落速度大，那么将一轻一重的两个物体拴在一起下落，“快的会由于被慢的拖着而减速，慢的会由于被快的拖着而加速”，因而它将以比原来那个重物小的速度下落，但这两个物体拴在一起要比原来那个重物更重些。这样，伽利略就从亚里士多德的重物较轻物下落得快的论断，导出了重物下落得更慢的结论。这表明“亚里士多德错了”。伽利略认为，只有假定重力加速度与物体的重量无关，才能消除这个矛盾。 伽利略向亚里士多德的挑战触怒了许多学者、教授，于是产生了流传广泛的斜塔实验故事。 比萨斜塔高179英尺，由于塔基问题，塔身发生倾斜，那正是理想的落体实验场所。伽利略为了证明他的论断，邀请了许多人到斜塔旁观看，有他的支持者，也有他的反对者。伽利略一手拿着一个1磅重的铅球，另一手拿着一个10磅重的铅球，一步一步地登上斜塔。到了塔顶，他向下作了个手势请观众注意，随即双手平举两个铅球让它们同时下落，最后“啪！”的一声，两个重量相差9倍的铅球同时落地。伽利略胜利了。 这个实验是否由伽利略操作，从当时的各种文献记载（包括伽利略本人的著作）中都无法得到证实。但重要的是，斜塔实验反映了当时的研究者们，对自由落体实验已有很深入的认识：①自由落体的速度极快，为了体现重物、轻物下落速度不同造成下落距离不同，必须有相当的高度以形成这种差别。这就是自由落体实验要在50多米高处的当地最高的建筑物上进行的缘故。②意大利各地的高塔不少，为什么流传下来的却是一个“斜塔实验”？这可能是千百次失败带来的一个必然结果。由于伽利略当时名声显赫，崇拜者们就把斜塔实验的功劳归到他的头上。不过，下面的“斜面实验”确是伽利略亲自设计和操作的。 在垂直方向观测自由落体的落地，在当时的技术条件下是很困难的，因为即便在50多米高处下落的物体，到达地面也只要花3秒多钟。为了仔细观测重力作用下物体运动的特点，伽利略设计了一个能将运动时间“放大”的斜面实验。他在一块厚木板上刻一道槽，并将槽打磨得很光滑。再取一个坚硬、光滑并很圆的铜球，放在槽里滚动。抬高槽的一端，使槽倾斜，这样，铜球就在一个斜面上滚动。实验开始时，让铜球放在槽顶沿着槽滚下，并记录整个下滑时间。重复几次，“以便使测得的时间准确到两次测定的结果相差不超过一次脉搏的十分之一。进行这样的操作，肯定了我们的观察是可靠的以后，将球滚下的距离改为槽长的四分之一，测定滚下的时间，我们发现它准确地等于前者的一半。下一步，我们用另一些距离进行试验，把全长所用的时间与全长的二分之一、三分之二、四分之三，或者其他任何分数所用的时间相比较。像这样的实验，我们重复了整整100次，结果总是经过的距离与时间的平方成比例，并且在各种不同坡度下进行实验，结果也都如此……”伽利略在《两种新科学的对话》中所记述的这段话，已道出了匀加速运动中经过的距离与时间的平方成比例的基本规律。 根据斜面实验，伽利略还提出了惯性的概念。根据亚里士多德的物理学，保持物体匀速运动的是力的持久运动。但是，伽利略从小球在水平面上运动的实验推测，如果没有摩擦力等阻力的作用，小球将保持匀速运动。这就奠定了近代关于物质惯性的基础。遗憾的是，伽利略没有定义匀速运动是在一条直线上的运动，因而没有最后完成惯性的近代定义。
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