傅科摆说白了就是一个简单的巨大的摆,它的摆长一般是几十米,摆锤重数十公斤,摩擦降到最小,所以摆的惯性和动量很大,能长时间摆动,在摆摆动的时候,由于地球只提供竖直方向的作用力,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,但实际上观察到,由地面上的刻度盘指示的摆动方向是变化的。当以地球为参照物时,我们会认为摆动方向在变,但是由于上述原因,可以以摆动的平面做参照,地球就是转动的了。这种现象在高纬度地区较为明显在赤道地区几乎没有。如果实在想象不出来,就假设傅科摆放在北极,效果最简单易懂。这样理解后再慢慢往低纬度地区移动。更专业的解答,可以去搜百度百科 傅科摆
什么是“博科摆”?它是怎样证实了地球在自转的?
注意:是傅(fù)科摆,不是博科摆
假如把傅科摆放置在北极点上,地球在自转——相对于遥远的恒星自转。由于惯性,傅科摆的摆锤相对于遥远恒星的运动方向(平面)是不变的。(你可以想象,有三颗遥远的恒星确定了一个平面,而傅科摆恰好在这个平面内运动。由于惯性,当地球以及用来吊起摆锤的架子转动的时候,摆锤仍然在那个平面内运动)那么什么情况发生了呢?你站在傅科摆附近的地球表面上,显然会发现摆动的平面正在缓缓的转动,它转动的速度大约是钟表时针转动速度的一半,也就是说,每小时傅科摆都会顺时针转过15度。摆在同一平面内运动,这里所说的平面是由远方的恒星确定的。如果把傅科摆放置赤道上,那样的话,我们将观察不到任何转动。把摆锤的运动看做一维谐振(单摆),由于它的运动方向与地轴平行,而地轴相对遥远的恒星是静止的,所以这时我们观测不到傅科摆相对地面的转动。
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什么叫博科摆?
正确的名称应该是傅科摆,英文Foucault pendulum,是依据法国物理学家莱昂·傅科命名的,是证明地球自转的一种简单设备。虽然人们长久以来都知道地球在自转,但傅科摆第一次以简单的实验予以证明。
傅科摆概述
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。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。
傅科摆放置的位置不同,摆动情况也不同。在北半球时,摆动平面顺时针转动;在南半球时,摆动平面逆时针转动。而且纬度越高,转动速度越快,在赤道上的摆几乎不转动,在两极极点旋转一周的周期则为一恒星日(23小时56分4秒),简单计算中可视为24小时。傅科摆摆动平面偏转的角度可用公式θ°=15°tsinφ来求,单位是度。式中φ代表当地地理纬度,t为偏转所用的时间,用小时作单位,因为地球自转角速度1小时等于15°,所以,为了换算,公式中乘以15°。
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