“看到”地球自转的仪器

来源:互联网发布时间:2009-08-06

1819年9月18日出生于法国巴黎的一位科学家发明了一种仪器,可以使你直接观测到地球的自转。这就是傅科发明的“傅科摆”。如果在地球的北极(或南极)竖起一个巨大的支架,在支架上挂一个大摆钟,当摆钟摆动起来后你就会看到摆钟的摆动面发生转动,其实,这并不是摆的转动,而正是观测者跟随地球转过了一个角度,摆本身是不会自动转动的。自从哥白尼提出“日心说”后,地球已越来越为人们所了解,人们已知地球是自转的。19世纪四十年代,年轻的傅科决心从实验上来证实地球的自转。
     有一次,傅科在家里架起了一个长长的单摆,然后观测单摆的摆动。几个小时过去了傅科忽然觉得单摆的摆动方向发生了变化,原来正对自己的单摆变成斜对自己了。按照牛顿力学,物体只有受到外界作用力后,才能发生运动方向的改变,单摆的摆动方向为什么会发生变化?傅科苦苦地思索着,忽然被一个念头紧紧地抓住了他,摆方向的改变是由于地球的自转!这是一个大胆的推断。他立即找来纸和笔,反复进行演算:北极的一个大摆,由于观测者及支架均发生自转,看上去摆动面也会发生反方向的偏转。每天地球自转一周,因此每小时摆的摆动方向要改变360°/24=15°/小时。而在赤道上,由于摆线方向与地轴垂直,因此地球的自转不会影响摆的摆动方向。
     而在地球的不同纬度上,单摆的摆动方向均要发生一定程度的改变。1851年,傅科终于成功设计了这样一个大摆,摆线长为67 米,并安装在巴黎的一个高大建筑的顶部,通过它的摆动,人们终于“看到了”地球的自转,科学家们则把这种摆称为“傅科摆”。现在,如果你也想“看看”地球的自转,不妨到北京天文馆来吧!在天文馆的大厅里就安放着一个摆长约10米的大摆,摆动周期为6秒,如果你连续观察37.25小时,你将会看到单摆的摆动平面转了一圈,这正是地球自转引起的。

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