小编今天通过本篇文章给大家谈谈傅科摆,以及傅科摆的意义对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
傅科摆原理 傅科摆简介
1、傅科摆的工作原理:由于地球的自转,傅科摆摆动方向的变化,是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果,地球上的观察者看到相对运动现象。
2、为了证明地球在自转,法国物理学家傅科(1819—1868)于1851年做了一次成功的摆动实验,傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎先贤祠最高的圆顶下方进行,摆长67米,摆锤重28公斤,悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。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。在傅科摆试验中,人们看到,摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动,摆动方向不断变化。
3、分析这种现象,摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用,按照惯性定律,摆动的空间方向不会改变,因而可知,这种摆动方向的变化,是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果,地球上的观察者看到相对运动现象,从而有力地证明了地球是在自转。
傅科摆是怎样的,它为什么可以证明地球自转呢?
虽然地球无时无刻的都在高速自转,但是我们人类作为生活在上面的一分子。确实无法感觉到的,因为无论我们在做什么,我们都是在和地球一起旋转的。但是傅科摆就是利用惯性来和地球自转是产生的力量相抵,所以才可以证明地球在自转。
1851年,当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。所以就算是到了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。
傅科摆
就在这样的背景下傅科摆的出现了,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。
傅科摆
傅科摆就是一个单摆,只是它的规模非常大,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。摆线选用比较细的钢索,之所以选择长的摆长和重的摆锤是为了减小地球自转给单摆造成影响。
人类平时感觉不到地球在自转的原因就是我们就站在地表,总是跟着地球在自转,所以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。
傅科摆
傅科摆的关键就在于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。
假设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。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。
地球在自转的事实通过这个实验非常简单的就被证明了,成为了一个不得不信的真理。也让我们感叹科学界的巧思。
傅科摆原理 图解
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。
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。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。
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。
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。
傅科摆证明了地球自转。
什么是傅科摆
傅科摆(Foucault pendulum)指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆。为了证明地球在自转,法国物理学家傅科(1819—1868)于1851年做了一次成功的摆动实验,从而有力地证明了地球是在自转,傅科摆由此而得名。
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傅科摆的原理是什么?
傅科摆的原理是:地球自转使得北半球物体的运动向右偏,傅科摆的轨迹于是发生转动。这一现象反过来也证明了地球在自转。
傅科摆是一个单摆,底板有一个量角器。单摆振动时,振动面依理应保持不变,但因地球在自转,在地面上的观察者,不能发觉地球在转,但在相当长的时期内,却发现摆的振动面不断偏转。从力学的观点来看,这也是由于受到了科里奥利力影响的缘故。
历史实验
1851年的巴黎,在国葬院(法兰西共和国的先贤祠)的大厅里,让·傅科(Jean Foucault)正在进行一项有趣的实验。傅科在大厅的穹顶上悬挂了一条67米长的绳索,绳索的下面是一个重达28千克的摆锤。摆锤的下方是巨大的沙盘。
每当摆锤经过沙盘上方的时候,摆锤上的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。按照日常生活的经验,这个硕大无比的摆应该在沙盘上面画出唯一一条轨迹。该实验被评为“物理最美实验”之一 。
实验开始了,人们惊奇的发现,傅科设置的摆每经过一个周期的震荡,在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹(准确地说,在这个直径6米的沙盘边缘,两个轨迹之间相差大约3毫米)。
摆的运动可以超然于地球的自转,但悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的自转。为解决这一问题,傅科采取了一种简单而巧妙的装置-万向节,从而使摆动平面超然于地球的自转。
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