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地球自转的最好证明——傅科摆实验

时间:2018-01-12 栏目:美女 作者:52数学网

“数学史”上的今天:1851年1月3日,法国物理学家傅科证实了地球的自转。

“数学史”上的今天

1851年1月3日,法国物理学家傅科证实了地球的自转。

1514年,波兰天文学家哥白尼提出了地球自转的同时围绕太阳公转的观点。这一观点与当时的天文学观点是背道而驰的。


后来,科学家们通过天文观测,逐渐接受了哥白尼的观点。但是,他们还是缺少实际地球运行情况的展示。


傅科根据地球自转的理论,提出除地球赤道以外的其他地方,单摆的振动面会发生旋转的现象,并付诸实验。


首先,他在自己家中的地下室进行了实验:用一个很重的锤子挂在一个钟摆上,摆锤是5千克的黄铜球,摆线是一根细线。用另一根线系于末端将其固定在某一位置,等到摆锤完全静止,用火柴烧断这根线,让摆自由摆动。按照傅科的预想,地球自转时,这一钟摆就会在空间的同一平面摆动。


要研究摆动平面旋转的规律,必须改善实验条件,提高实验的精确程度。1851年,傅科进行了著名的傅科摆实验。他选用直径为30厘米、重28千克的摆锤,摆长为67米,将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央,使它可以在任何方向自由摆动。


这种摆惯性和动量大,因而基本不受地球自转影响而自行摆动,并且摆动时间很长。在摆的下面放有直径6米的沙盘和启动栓。如果地球没有自转,则摆的振动面将保持不变;如果地球在不停地自转,则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。

实验当天,成千上万人来观看这一奇妙的实验。随着时间一分一秒地流逝,人们发现了奇迹,那就是摆在悄悄地发生着“移动”,并且是沿顺时针方向发生旋转。有的人在摆动开始时,明明看到摆球运动到自己眼前,又荡了回去,可经过一段时间之后,摆球竟离自己越来越远。


当人们亲眼看到摆每振动一次(周期为16.5秒),摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米,每小时偏转11°20'(即31小时47分回到原处)时,许多教徒目瞪口呆。有人甚至在久久凝视以后说:“确实觉得自己脚底下的地球在转动!”

后来傅科又在不同地点进行实验,发现摆的振动面的旋转周期随地点而异,其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦,在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向,北半球为顺时针,南半球为逆时针。


以上就是著名的傅科摆实验,它是地球自转的最好证明。由此,傅科被授予荣誉骑士五级勋章。


参考文献:

1. 百度百科

2. 历史上的今天


变形24点

本期题目:

用加、减、乘、除和括号,将“1851年1月3日”中的4个数:1,3,18,51进行计算,得到24。

上期答案:33-(19+1)÷2=23

【“数学史”上的今天】栏目简介

本栏目以重大历史事件为线索,介绍数学和数学家的故事,数学与各种文化的关系等。让学生了解数学发展的脉络,认识到数学并不是孤立的学科,而是联系生活的方方面面的。另外,以历史事件发生的日期,算变形24点,提高学生的心算能力。

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标签: 实验证明地球自转傅科

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