傅科摆原理 傅科摆的出现是在1851年,这
作者:admin 发布时间:2023-04-03 17:05:22 分类:指南 浏览:66
傅科摆的出现是在1851年,这时距离哥白尼提出日心说已经过去了三个世纪,可以说我们很早就知道了地球在运动这件事,但是一直没法证明 。
因此就算是到了19世纪,也还是有很多人不相信日心说,这些人以感觉不到地球在动为依据依然死守着地心说最后这块堡垒 。
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毕竟眼不见不为实嘛,你说地球在自转,那你给我证明一个看看 。
而莱昂·傅科的这个实验以非常巧妙、简洁的方式就证明了地球真的再转,而且这个实验也很容易被大伙重复做出来 。
下面我就说下这个实验为何可以证明地球在自转?以及关于莱昂·傅科的一些故事 。
莱昂·傅科1819年是法国物理学家,出生在巴黎,一开始他并没有攻读物理学,而是学习的是医学,这是他父亲对他的期望 。
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可能是出于对父亲的尊重,傅科也当了一名医生,但是他本人对医学并不感兴趣,而是对物理学比较痴迷,喜欢搞个小发明 。
所以他这医生就当的是三天打鱼两天晒网,完全不上心 。一个人有时可能面对有些事很难做出抉择,他往后的路该怎么走 。
巧的是,跟他同村的一位同学叫阿曼德·菲索,他们属于同龄人,也有着相同的经历,同样是当着医生,心理却喜欢搞了发明创造 。
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阿曼德希波吕忒路易斯1819-1896法国物理学家 。斐索干涉最出名的是确定光速与福柯里昂
但是菲索本人就比较果断一些,放弃了自己的职业,搞起了物理学研究,所以傅科也就跟着菲索走上了实验物理的道路 。
前期他们两个主要就是对摄影技术的改良和光速的测量,菲索首创了在实验室测量光速的方法,傅科通过改良旋转镜法将光速测量误差缩小到了1% 。
【傅科摆为什么能一直摆动 傅科摆原理 图解】菲索还有一个比较伟大的成就,就是1848年他独立的发现了光波的多普勒效应,指出可以通过恒星光谱的偏移来测量恒星的视向速度,所以对于光波的由于其运动造成的波长的变化也被称为多普勒-菲索效应 。
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而傅科最伟大、也最被人熟知的就是他设计的傅科摆 。
傅科摆其实就是一个单摆,区别在于它的规模非常大,设置在法国巴黎先贤祠的穹顶上,摆长达到了67米,而摆锤的直径达到了30公分,重达27公斤 。
摆线肯定也是选用比较细的钢索,而且如此长的摆长和如此重的摆锤只有一个目的,就是减小地球自转给单摆造成影响 。
你看,我们平时感觉不到地球在自转的原因是我们就站在地表,总是跟着地球在自转,不论我们做什么事情,或者是多么精密的实验,我们都无法察觉到地球在动 。
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而傅科摆的关键就在于,我们可以利用摆锤摆动时的惯性来抵抗掉地球的自转 。也就是地球自个转自个的,傅科摆依靠惯性摆动,不会跟着地球旋转 。
当傅科摆在一个平面上摆动的时候,由于只有向下的重力存在,没有其他的外力,因此摆动的时候摆锤应该只会在一个平面上摆动 。
如果地球本身也不自转的话,那么摆动平面更不会发生偏移,但是真实的情况是,傅科摆的摆动平面在旋转 。
平面偏移的速度跟所处维度有关系,根据巴黎的维度,傅科摆平面每小时有11°的偏移量,也就是转一周的话需要31小时47分 。
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如果把傅科摆放到北极极点,那么傅科摆的平面偏移量每小时就是15°,转一圈刚好24小时 。也就是地球自转一圈的时间 。
而且在北半球傅科摆摆动平面的偏移方向为顺时针,要是把实验挪到南半球偏移方向就变为了逆时针 。在赤道上则机会不动 。
上文说了傅科摆的平面自己不会动,而唯一能动的就是地球在自转,由于我们人是站在地球上看傅科摆,因此傅科摆平面的偏移方向正好和地球的自转相反 。
这个实验十分简单的证明了地球在自转,所以很多人在傅科摆的跟前一站就是一两个小时,因为只有看着它,我们才能真切的感受到自己站的大地在动 。
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