科技名词傅科摆

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一天的时间里地球自转一圈,身处地球上的我们,怎样才能确认地球在自转呢?

19世纪时,许多人已经相信地球在自转,但是没有确切的直接证据。年,法国科学家让·傅科(JeanFoucault,—)在巴黎先贤祠大厅的穹顶上垂下了长达67米的钢索,钢索下端悬挂了重达28千克的摆锤。这个巨大的摆锤在公众面前缓缓偏转,直观地表明了地球的自转。从此,这类摆就被称为傅科摆。

一般来说,摆锤并没有受到改变摇摆方向的力,那么无论经过多长时间,摇摆的方向都不应发生变化。那么,为什么在傅科的演示中,摆锤的摇摆方向会慢慢地顺时针偏转呢?

其实,这并不是摆锤在旋转,而是观察摆锤运动的人们在与地面一同旋转。理应沿着固定的方向摆动的摆锤在旋转,正是地球在自转的证据。

让我们设想在北极有一个摆,那么观察者在一天内就会逆时针旋转°,所以摆锤的摇摆方向也就会在一天时间内看上去顺时针旋转°。

摆在赤道上的情况又是如何呢?由于观察者只在赤道上运动,本身朝向不发生变化(垂直于地面的轴不发生旋转),因此不会看到摆锤的旋转。

摆在纬度介于以上两者之间的地方,观察者朝向的变化会比两极小,摆锤的偏转速度也会变小。一天之内,摆锤偏转的角度因纬度不同而不同,纬度越高偏转越大。傅科演示的场所位于纬度较高的巴黎(北纬49°),条件正合适。

来自学习强国


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