傅科摆实验观后感,为什么傅科摆可以有力地证明地球在自转

傅科摆实验观后感目录

傅科摆实验给了我们什么启示？

为什么傅科摆可以有力地证明地球在自转

最美实验之一——傅科摆

傅科摆实验给了我们什么启示？

指的是仅靠引力和吊线张力在惯性空间的固定平面内运动的钟摆。

1851年，法国物理学家福柯(1819—1868)在证明地球自转的微小振动实验中获得成功，因此得名。

福柯实验中使用的钟摆长67米，重28公斤，吊点经过特别设计，最大限度地减少了摩擦。

因为这个钟摆的惯性和动量都很大，所以几乎不受影响地随意摇晃，而且时间很长。

在傅科摆实验中，可以看到摆动面沿着方向缓慢地旋转，同时摆动方向也在变化。

根据傅科摆的位置不同，摆动的方式也不同。

在北半球，摆动平面是顺时针旋转的。在南半球，摆动平面是逆时针旋转的，纬度越高，旋转速度越快。赤道上的钟摆几乎不动。

为什么傅科摆可以有力地证明地球在自转

傅科摆实验是在法国?在巴黎圆顶大厦举行，钟摆长67米，重28公斤，吊点经过特别设计，最大限度地减少摩擦。

这个钟摆由于惯性和动量大，几乎不受地球自转的影响，而且在很长一段时间内都在自行运动。

在傅科摆实验中，可以看到摆动面以顺时针方向缓慢旋转，摆动方向也在变化。

分析这一现象可以发现，由于摆动面的方向不受力，按照惯性定律摆动的空间方向不会改变，所以这一摆动方向的变化是观察者地球逆时针运动的结果，是一种相对运动现象地球在自转，这一点得到了强有力的证明。

最美实验之一——傅科摆

地球的“动”和“静”之谜

中学的地理课上讲过，地球的自转轴是自西向东旋转的，自转大约需要23小时56分钟。

我回到了巴黎。

19世纪的法国实验物理学家。

这位物理学家专注于天文摄影。

我们做了一个成功的实验。

证明地球的自转。

设备的简单，设计的巧妙，现象的明显，结论的直观。

被称为物理学史上最美丽的实验之一。

伪装横穿马路。

再次横穿马路。

正好来到这里，先贤祠的大厅里挤满了穿着盛装的人，简直就像一场宴会，还有人为了看刚才物理学家写的“看地球自转”的告示板，一前一后地进来是的。

福柯描述了实验的基本情况。直径30厘米，重28公斤的摆线长67米，可以向任何方向自由移动，下面放着一个直径6米的巨大沙盘。

当钟摆在沙盘上时，钟摆下方的指针会在沙盘上留下运动轨迹。

把托盘高高横拉，用绳子拴在墙上。

一切平静下来后，点火并切断摆锤的绳子。

登山绳断了的话，重量就会开始晃动。

实验马上就要开始了，大家都屏住了呼吸，生怕自己呼出的气息会影响到重物的稳定。

火切断了连接钟摆的绳子，钟摆开始了单摆运动。

根据惯性定律，重量会在同一平面内运动，并在沙盘上划出一条轨迹。

但是，随着时间的推移，不可思议的是，钟摆的轨迹会顺时针移动，每隔一周，在沙子上画的轨迹就会偏移。

根据现场科学家的测量，每经过一个振动周期(约16.5秒)，两个轨迹就会偏移约3mm，每小时偏移11°20>，31小时47分钟后就会回到原来的位置。

似乎能听到“感觉脚下的地球真的在转”这样的声音。

科普时间到了!

首先，这个实验的精彩之处。

第一，他利用很长的摆线，可以摆动的时间足够长容易观察;

第二，他使用了非常大的摆动球的质量，质量可以增加惯性使摆动开始时具有足够的机械能，可以减少空气阻力的影响;

第三，一般来说，支架的摆锤会涉及地球的自转，为了解决这个问题，福柯采用了一个简单而巧妙的装置----多段，摆线可以向任何方向运动。但这保持了摆动平面不变。

为什么如果傅科摆顺时针方向转动，就会发现地球是逆时针方向自转呢?

这是由单摆的物理特性得到的。

从单摆的物理特性出发，给钟摆适当的起始力，它就会一直沿着某个方向，或在某个平面上运动。

如果钟摆的摆角小于5度，那么可以认为钟摆是做一维运动的共摆子。

如果把钟摆的运动看作一维共振，那么即使傅科摆移动也不会移动，但如果站在地球上，即使看不到地球的旋转，也能知道它正顺时针以一定的角度运动，因此与地球的自转面相对可以看出在动。

简单来说，就是挥杆面保持不变，脚下的地球在转动。

从上面看，地球在北半球是逆时针自转，在南半球是顺时针自转，所以钟摆的运动在北半球是顺时针旋转，在南半球是逆时针旋转。

答案是，我们无法在赤道上观测到傅科摆的旋转。

摆子在沙盘上的运动可以看作是地球射影点的横截面上的静态运动。

在北极(南极)，这个断面与地轴垂直，所以可以很容易地观察到涨落面和地球的相对旋转。在赤道，这个截面和地轴是平行的，所以不能看到相对旋转。在极地和赤道之间，钟摆的运动分为地轴方向和与地轴垂直方向的两部分运动，后者产生相对于地面的旋转。这两种运动的合成结果就是，从地面上看，傅科摆似乎在以某种角速度缓慢地旋转。

这是因为在各地使用傅科摆实验观察地球自转时，观察到的周期不同。

假设傅科摆在北极旋转一周所需的时间为A (A=24h)，则傅科摆在任意纬度γ旋转一周所需的时间为A/sinγ。

参考文献

1.王岩松、王文全、苗元华等。地球真的在自转——米歇尔?傅科摆实验——“最美”十大物理实验之四。物理报警，2003(7):42-45。

2.苏咏梅、王振宇。傅科摆的原理和运行轨迹分析[J].价值工程，2010,29(31):148-150。

3.傅科摆如何证明地球自转[J]。中学物理教学参考，2010(11):39-41。

4.朱亚红。史上最美的物理实验——傅科摆实验[J].物理之友，2015(4)。