地理那些事丨只要有“傅科摆”,你就可以看到地球自转

发布网友发布时间：2023-07-27 11:49

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热心网友时间：2024-11-24 17:43

自转是地球的一种重要运动形式，自转时，地球面对太阳的半球是明亮的白天，背对太阳的另一半是黑夜。有了地球的自转，才有了不断交替的白昼与黑夜。同时，地球自转是按照一根假想的轴进行运转的，我们把它称为地轴。在地球仪上我们可以看到，地轴通过地球中心，并连接南极和北极。

人类第一次用实验证明地球自转的现象要追溯到19世纪中期。1851年，法国物理学家傅科在巴黎国葬院（法兰西共和国的先贤祠）安放了一个钟摆装置，钟摆的长度为67米，底部的摆锤是重达28千克的铁球，在铁球的下方镶嵌了一枚细长的尖针。傅科的设想是，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，而悬在空中的钟摆具有保持原来摆动方向的趋势，对于观察者来说，钟摆的摆动方向将会相对于地面发生变化。

吊挂在法国巴黎先贤祠穹顶上的“傅科摆”

傅科

虽然原理是这样，但是实验却并不好做。由于钟摆方向的改变是极其细微的，所以稍强一点儿的气流就会影响实验结果的准确性。而且由于摆臂越长，实验效果越明显，所以为了观察到方向的改变，实验地点一定要设置在顶棚足够高的厅堂中，顶棚用来悬挂钟摆。因此，傅科最后选择了巴黎高耸的国葬院作为实验场所，并在钟摆的下方安置了一个沙盘。在钟摆运动时，细长的针尖会在沙盘上划出一道道的痕迹，从而记录摆动的方向。

所有准备工作做好后，傅科开始聚精会神地进行实验。一秒钟、一分钟……在场的人全都屏住了呼吸。实验结果与傅科的设想完全吻合，钟摆的摆动显示为由东向西的、缓慢而持续地旋转。傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转，所以人们把实验中的钟摆称为“傅科摆”。

文/吕嘉文