题目

证明地球自转的证明实验“傅科摆”是怎么证明的?

提问时间：2020-10-23

答案

为了证明地球在自转,法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验,傅科摆由此而得名.实验在法国巴黎的一个圆顶大厦进行,摆长67米,摆锤重28公斤,悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度.这种摆惯性和动量大,因而基本不受地球自转影响而自行摆动,并且摆动时间很长.在傅科摆实验中,人们看到,摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动,摆动方向不断变化.分析这种现象,摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用,按照惯性定律,摆动的空间方向不会改变,因而可知,这种摆动方向的变化,是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果,地球上的观察者看到相对运动现象,从而有力地证明了地球是在自转.傅科摆放置的位置不同,摆动情况也不同.在北半球时,摆动平面顺时针转动；在南半球时,摆动平面逆时针转动,而且纬度越高,转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动.傅科摆摆动平面偏转的角度可用公式θ°=15tsinφ来求,单位是度.式中φ代表当地地理纬度,t为偏转所用的时间,用小时作单位,因为1小时等于15°,所以,为了换算,公式中乘以15.
北京天文馆大厅里也有一个巨大的傅科摆,时时刻刻提醒人们,地球在自西向东自转着.