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傅科摆为什么能够证明地球在自转 简答
摆动可以看作一种往复的直线运动,在地球上的摆动会受到地球自转的影响。只要摆面方向与地球自转的角速度方向存在一定的夹角,摆面就会受到科里奥利力的影响,而产生一个与地球自转方向相反的扭矩,从而使得摆面发生转动。傅科首先提出并完成了傅科摆实验,实验证实了在北半球摆面会缓缓向右旋转(傅科摆随地球自转)。
傅科摆证明地球在自转的依据
傅科摆证明地球自转的原理如下
傅科摆的出现是在1851年,这时距离哥白尼提出日心说已经过去了三个世纪,可以说我们很早就知道了地球在运动这件事,但是一直没法证明。
因此就算是到了19世纪,也还是有很多人不相信日心说,这些人以感觉不到地球在动为依据依然死守着地心说最后这块堡垒。
而莱昂·傅科的这个实验以非常巧妙、简洁的方式就证明了地球真的再转,而且这个实验也很容易被大伙重复做出来。
傅科摆其实就是一个单摆,区别在于它的规模非常大,设置在法国巴黎先贤祠的穹顶上,摆长达到了67米,而摆锤的直径达到了30公分,重达27公斤。
摆线肯定也是选用比较细的钢索,而且如此长的摆长和如此重的摆锤只有一个目的,就是减小地球自转给单摆造成影响。
你看,我们平时感觉不到地球在自转的原因是我们就站在地表,总是跟着地球在自转,不论我们做什么事情,或者是多么精密的实验,我们都无法察觉到地球在动。
而傅科摆的关键就在于,我们可以利用摆锤摆动时的惯性来抵抗掉地球的自转。也就是地球自个转自个的,傅科摆依靠惯性摆动,不会跟着地球旋转。
当傅科摆在一个平面上摆动的时候,由于只有向下的重力存在,没有其他的外力,因此摆动的时候摆锤应该只会在一个平面上摆动。
如果地球本身也不自转的话,那么摆动平面更不会发生偏移,但是真实的情况是,傅科摆的摆动平面在旋转。
平面偏移的速度跟所处维度有关系,根据巴黎的维度,傅科摆平面每小时有11°的偏移量,也就是转一周的话需要31小时47分。
如果把傅科摆放到北极极点,那么傅科摆的平面偏移量每小时就是15°,转一圈刚好24小时。也就是地球自转一圈的时间。
而且在北半球傅科摆摆动平面的偏移方向为顺时针,要是把实验挪到南半球偏移方向就变为了逆时针。在赤道上则机会不动。
上文说了傅科摆的平面自己不会动,而唯一能动的就是地球在自转,由于我们人是站在地球上看傅科摆,因此傅科摆平面的偏移方向正好和地球的自转相反。
这个实验十分简单的证明了地球在自转,所以很多人在傅科摆的跟前一站就是一两个小时,因为只有看着它,我们才能真切地感受到自己站的大地在动。
傅科摆是利用了摆的什么特点来证明地球自转的
莱昂傅科的摆锤如何证明地球自转如下:
摆锤只受沿着地轴方向上的力,慢慢转动,而转动周期,就是我们的一天,二十四小时。傅科摆用重达二十八千克的装满沙子对的摆锤在沙盘上画出的轨迹证实了地球的自转。
莱昂傅科
法国物理学家、发明家。1819年9月18日生于巴黎,1868年2月11日卒于巴黎。他最著名的发明是显示地球自转的傅科摆。除此之外他还曾经测量光速,发现了涡电流。他虽然没有发明陀螺仪,但是这个名称是他起的。在月球上有一座以他命名的撞击坑。傅科的“知识权利”哲学思想也有很大影响。
个人生平
傅科早年学习外科和显微医学,后转向照相术和物理学方面的实验研究。1853年由于光速的测定获物理学博士学位,并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授。
因为他博学多才,有多项发明创造,因此受各国科学界垂青,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年被选为巴黎科学院院士。
傅科最初学医,后转向实验物理。早年跟随法国物理学家A.-H.-L,斐索从事热学和光学测量。1851年,傅科在67米长钢丝下面挂一个重28千克的铁球,组成一个单摆,他利用摆平面的转动证实了地球有自转。演示地球有自转的这种单摆后称为傅科摆。
他还用陀螺仪证实了地球的自转。1855年,他因上述两项实验获英国皇家学会科普利奖章,并被任命巴黎皇家天文台物理助理。在物理学其他领域中,他证实了光在水中的传播速度比在空气中小,并测得误差在百分之一以内的光速值。他发现铜盘在强磁场中运动时出现涡流,并对望远镜装置作过改进。
傅科摆为什么能够证明地球在自转 简答
当钟摆摆动时,在没有外力的作用下,它将保持固定的摆动方向.如果地 球在转动,那么钟摆下方的地面将旋转,而悬在空中的摆具有保持原来摆动方向 的趋势,实验的结果与傅科的设想完全吻合,摆的摆动显示为由东向西的、缓慢而持 续的方向旋转.傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转 .
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