傅科擺實驗證明了什么

關(guān)注：55 發(fā)布時間：2021-10-20 17:12:51

1851年1月3日，法國物理學(xué)家傅科設(shè)計了一個大擺證實了地球的自轉(zhuǎn)。

福柯用的擺長67米，擺是一個質(zhì)量28公斤的鐵球。在重力和吊線張力的作用下，它在垂直位置附近振動。福柯的實驗直接驗證了地球自轉(zhuǎn)，因此被授予榮譽騎士勛章五枚。

傅科（18191868）法國物理學(xué)家。1819年9月18日生于巴黎，1868年2月11日卒于巴黎。

為了證明地球在自轉(zhuǎn)，法國物理學(xué)家傅科于1851年做了一次成功的擺動實驗，傅科擺由此而得名。實驗是在法國巴黎萬神殿的比較高穹頂下進行的，懸掛點是專門為減小摩擦而設(shè)計的。這個鐘擺有很大的慣性和動量，所以基本上不受地球自轉(zhuǎn)的影響而自己擺動，擺動時間很長。

鐘擺下面是一個巨大的沙盤。每當擺錘經(jīng)過沙盤的時候，擺錘上的指針就會在沙盤上留下一條移動的軌跡。按照日常生活的經(jīng)驗，這個碩大無比的擺應(yīng)該在沙盤上面畫出唯*一條軌跡。該實驗被評為“物理比較美實驗”之一。

在福柯擺試驗中，可以看到擺動平面緩慢順時針旋轉(zhuǎn)，擺動方向不斷變化。通過對這一現(xiàn)象的分析，不受擺面方向外力的影響。根據(jù)慣性定律，擺動的空間方向不會改變，所以可以知道這種擺動方向的變化，是由于觀察者所在的地球沿著逆時針方向轉(zhuǎn)動的結(jié)果，地球上的觀察者看到相對運動現(xiàn)象，從而有力地證明了地球是在自轉(zhuǎn)。

福柯擺的位置不同，擺的情況也不同。在北半球，擺動平面順時針旋轉(zhuǎn)；在南半球，擺動平面逆時針旋轉(zhuǎn)。而且緯度越高，轉(zhuǎn)速越快。赤道處的鐘擺幾乎不旋轉(zhuǎn)，兩極一轉(zhuǎn)的周期是一個恒星日(23小時56分4秒)，簡單計算可以認為是24小時。福柯擺擺動平面的偏轉(zhuǎn)角可以用公式=15 tsin計算，單位為度。公式中，代表當?shù)氐乩砭暥龋瑃為偏轉(zhuǎn)所用時間，單位為小時。因為地球自轉(zhuǎn)的角速度等于1小時15，所以換算公式中乘以15。

傅科擺實驗的第二年，即1852年，他制造出了回轉(zhuǎn)儀（陀螺儀）——也就是現(xiàn)代航空、軍事領(lǐng)域使用的慣性制導(dǎo)裝置的前身。

陀螺儀的原理是旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸所指向的方向在不受外力作用時不會改變。20世紀70年代以來，陀螺儀取得了長足的進步，光纖陀螺儀和激光諧振陀螺儀相繼問世。這些現(xiàn)代陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高、工作可靠的優(yōu)點，在許多領(lǐng)域完全取代了傳統(tǒng)的機械陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器的關(guān)鍵部件。

他還測量了光速，發(fā)現(xiàn)了渦流。月球上有一個以他命名的隕石坑。福柯的“知識產(chǎn)權(quán)”哲學(xué)也有很大影響。

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