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索引号: 330726ZF201200/2022-45040 文件编号: 发布机构: 浦江县图书馆
生成日期: 2022-08-31 主题分类: 组配分类: 部门动态
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知识视界│如何证明地球的自转
发布日期:2022-08-31 10:52 浏览次数:

1851年,在法国巴黎的万神殿,一名32岁的法国青年——莱昂·傅科试图证明地球自转。

地球自转还要证明?是的,对今天的我们来说,这是一个科学常识,但对当时的人来说,那是一个存在了三个多世纪却怎么也看不见摸不着的“待验证”理论。


看看当时的人们怎么做?

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其实直到19世纪,人们才认为地球是圆的,并且是绕其自身的轴进行旋转的,而这一发现主要得益于哥白尼、伽利略和牛顿等伟大学者的努力,不过这个事实只能在理论上被证明。

为了证明这个理论是正确的,科学家们想尽了各种办法。他们曾从高塔上抛下重物,或者把物体抛入深井中,或者把炮弹垂直发射到空中,试图找出这些轨迹中最细小的偏差,但是所有这些使得地球自转可见的努力都失败了。直到1851年,法国物理学家莱昂·傅科最终提供了地球自转的可见证明。

莱昂·傅科生于巴黎,早年学医,后来中断了他的医学研究,转向了物理学研究。


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为了证明地球自转的理论,傅科将一个摆长67米、直径30厘米、重28千克的大摆锤悬挂在了万神殿圆屋顶的中央,并在圆锤的下方镶了一枚尖针,然后在下面放好启动栓和直径6米的大沙盘。

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。当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,在场的所有人目瞪口呆。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!”


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这一实验又曾移到巴黎天文台重做,结论相同。后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。 

这个实验实在是令人惊叹,它是地球自转的最好证明。这个验证地球自转的实验装置也被贴上了傅科的标签,成为物理选美史上“十大最美实验”之一——“傅科摆”。今天在全世界范围内有超过一百座傅科摆,其中包括位于纽约的联合国大厦的傅科摆。

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《傅科钟摆》

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