1851年1月3日,法国物理学家傅科做了一次成功的摆动实验,证明地球在自转,傅科摆由此而得名。

01傅科摆实验

1851年1月3日,法国巴黎万神殿,物理学家傅科在大厅的穹顶上悬挂了一条67米长的绳索,绳索的下面是一个重达28千克的摆锤,摆锤的下方是巨大的沙盘。当摆锤经过沙盘上方的时候,摆锤上的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。

如果地球没有自转,则摆的振动面将保持不变,沙盘上面的轨迹只有一条;如果地球在不停地自转,则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动,沙盘上面会有不同的轨迹。

实验开始了,人们惊奇地发现,傅科设置的摆每经过一个周期的震荡,在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹。准确地说,在这个直径6米的沙盘边缘,两个轨迹之间相差大约3毫米。

这一实验后来在不同地点进行,发现摆的振动面的旋转周期随地点而异,其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦,在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向,北半球为顺时针,南半球为逆时针。

这就是著名的傅科摆实验,被评为“物理最美实验”之一 ,它是地球自转的最好证明。

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巴黎万神殿的傅科摆

02法国物理学家傅科

傅科(1819年9月18日~1868年2月11日), 法国物理学家。

幼年时期,喜欢精巧手工的创制活动;

青年时期,学习外科和显微医学,后转向物理学方面的实验研究;

1851年,进行了著名的傅科实验,因此被授予荣誉骑士五级勋章;

1852年,发明了回转仪,并发现了回转罗盘效应;

1853年,测定光速,获物理学博士学位,并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授;

1855年,设计了光度计;发现在磁场中的运动圆盘因电磁感应而产生涡电流,被称为“傅科电流”,同年,被英国皇家学会授予科普利奖章;

1857年,创制“傅科棱镜”;

1858年,设计了反射式望远镜的椭球面镜;

1960年,发明了定日镜的跟踪系统;

1864 年,当选为英国皇家学会会员,以及柏林科学院、圣彼得堡科学院院士;

1868年,当选为巴黎科学院院士。

傅科的画像

03地球自转

地球是太阳系八大行星之一,是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星,距离太阳1.5亿公里。地球现有40亿~46亿岁, 它有一个天然卫星——月球,两者组成一个天体系统——地月系统。

地球自西向东的自转,从北极点上空看呈逆时针旋转,从南极点上空看呈顺时针旋转。地球自转是地球的一种重要运动形式,平均角速度为每小时转动15度,在地球赤道上,自转的线速度是每秒465米。地球自转一周耗时23小时56分,约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。

地球由于绕轴自转,又绕太阳公转,所以,它 是一个两极压缩、赤道隆起的扁球体。

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地球自转图示

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