<menuitem id="an1j4"></menuitem> 傅科擺實驗觀后感目錄
傅科擺實驗給了我們什么啟示？
為什么傅科擺可以有力地證明地球在自轉
最美實驗之一——傅科擺
指的是僅靠引力和吊線張力在慣性空間的固定平面內運動的鐘擺。
1851年，法國物理學家?？?1819—1868)在證明地球自轉的微小振動實驗中獲得成功，因此得名。
?？聦嶒炛惺褂玫溺姅[長67米，重28公斤，吊點經過特別設計，最大限度地減少了摩擦。
因為這個鐘擺的慣性和動量都很大，所以幾乎不受影響地隨意搖晃，而且時間很長。
在傅科擺實驗中，可以看到擺動面沿著方向緩慢地旋轉，同時擺動方向也在變化。
根據傅科擺的位置不同，擺動的方式也不同。
在北半球，擺動平面是順時針旋轉的。在南半球，擺動平面是逆時針旋轉的，緯度越高，旋轉速度越快。赤道上的鐘擺幾乎不動。
傅科擺實驗是在法國?在巴黎圓頂大廈舉行，鐘擺長67米，重28公斤，吊點經過特別設計，最大限度地減少摩擦。
這個鐘擺由于慣性和動量大，幾乎不受地球自轉的影響，而且在很長一段時間內都在自行運動。
在傅科擺實驗中，可以看到擺動面以順時針方向緩慢旋轉，擺動方向也在變化。
分析這一現象可以發現，由于擺動面的方向不受力，按照慣性定律擺動的空間方向不會改變，所以這一擺動方向的變化是觀察者地球逆時針運動的結果，是一種相對運動現象地球在自轉，這一點得到了強有力的證明。
地球的“動”和“靜”之謎
中學的地理課上講過，地球的自轉軸是自西向東旋轉的，自轉大約需要23小時56分鐘。
我回到了巴黎。
19世紀的法國實驗物理學家。
這位物理學家專注于天文攝影。
我們做了一個成功的實驗。
證明地球的自轉。
設備的簡單，設計的巧妙，現象的明顯，結論的直觀。
被稱為物理學史上最美麗的實驗之一。
偽裝橫穿馬路。
再次橫穿馬路。
正好來到這里，先賢祠的大廳里擠滿了穿著盛裝的人，簡直就像一場宴會，還有人為了看剛才物理學家寫的“看地球自轉”的告示板，一前一后地進來是的。
?？旅枋隽藢嶒灥幕厩闆r。直徑30厘米，重28公斤的擺線長67米，可以向任何方向自由移動，下面放著一個直徑6米的巨大沙盤。
當鐘擺在沙盤上時，鐘擺下方的指針會在沙盤上留下運動軌跡。
把托盤高高橫拉，用繩子拴在墻上。
一切平靜下來后，點火并切斷擺錘的繩子。
登山繩斷了的話，重量就會開始晃動。
實驗馬上就要開始了，大家都屏住了呼吸，生怕自己呼出的氣息會影響到重物的穩定。
火切斷了連接鐘擺的繩子，鐘擺開始了單擺運動。
根據慣性定律，重量會在同一平面內運動，并在沙盤上劃出一條軌跡。
但是，隨著時間的推移，不可思議的是，鐘擺的軌跡會順時針移動，每隔一周，在沙子上畫的軌跡就會偏移。
根據現場科學家的測量，每經過一個振動周期(約16.5秒)，兩個軌跡就會偏移約3mm，每小時偏移11°20>，31小時47分鐘后就會回到原來的位置。
似乎能聽到“感覺腳下的地球真的在轉”這樣的聲音。
科普時間到了!
首先，這個實驗的精彩之處。
第一，他利用很長的擺線，可以擺動的時間足夠長容易觀察;
第二，他使用了非常大的擺動球的質量，質量可以增加慣性使擺動開始時具有足夠的機械能，可以減少空氣阻力的影響;
第三，一般來說，支架的擺錘會涉及地球的自轉，為了解決這個問題，?？虏捎昧艘粋€簡單而巧妙的裝置----多段，擺線可以向任何方向運動。但這保持了擺動平面不變。
為什么如果傅科擺順時針方向轉動，就會發現地球是逆時針方向自轉呢?
這是由單擺的物理特性得到的。
從單擺的物理特性出發，給鐘擺適當的起始力，它就會一直沿著某個方向，或在某個平面上運動。
如果鐘擺的擺角小于5度，那么可以認為鐘擺是做一維運動的共擺子。
如果把鐘擺的運動看作一維共振，那么即使傅科擺移動也不會移動，但如果站在地球上，即使看不到地球的旋轉，也能知道它正順時針以一定的角度運動，因此與地球的自轉面相對可以看出在動。
簡單來說，就是揮桿面保持不變，腳下的地球在轉動。
從上面看，地球在北半球是逆時針自轉，在南半球是順時針自轉，所以鐘擺的運動在北半球是順時針旋轉，在南半球是逆時針旋轉。
答案是，我們無法在赤道上觀測到傅科擺的旋轉。
擺子在沙盤上的運動可以看作是地球射影點的橫截面上的靜態運動。
在北極(南極)，這個斷面與地軸垂直，所以可以很容易地觀察到漲落面和地球的相對旋轉。在赤道，這個截面和地軸是平行的，所以不能看到相對旋轉。在極地和赤道之間，鐘擺的運動分為地軸方向和與地軸垂直方向的兩部分運動，后者產生相對于地面的旋轉。這兩種運動的合成結果就是，從地面上看，傅科擺似乎在以某種角速度緩慢地旋轉。
這是因為在各地使用傅科擺實驗觀察地球自轉時，觀察到的周期不同。
假設傅科擺在北極旋轉一周所需的時間為A (A=24h)，則傅科擺在任意緯度γ旋轉一周所需的時間為A/sinγ。
參考文獻
1.王巖松、王文全、苗元華等。地球真的在自轉——米歇爾?傅科擺實驗——“最美”十大物理實驗之四。物理報警，2003(7):42-45。
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4.朱亞紅。史上最美的物理實驗——傅科擺實驗[J].物理之友，2015(4)。
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