傅科擺檢視原始碼討論檢視歷史
傅科擺是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的一個科技名詞。
語言文字是一個民族文化的結晶。這個民族[1]過去的文化靠着它來流傳,未來的文化也仗着它來推進,從大約是在公元前14世紀,殷商後期的「甲骨文」被認為是「漢字」的第一種形式[2],西周後期,漢字發展演變為大篆,後秦始皇統一中國,中國文字才逐漸走上了發展的道路,直至今天。
名詞解釋
傅科擺是一個單擺,底板有一個量角器。單擺振動時,振動面依理應保持不變,但因地球在自轉,在地面上的觀察者,不能發覺地球在轉,但在相當長的時期內,卻發現擺的振動面不斷偏轉。從力學的觀點來看,這也是由於受到了科里奧利力影響的緣故。這項顯示地球自轉的裝置,是1851年傅科在巴黎首先製成的,雖然早在1650年,已有人觀察到擺的振動面在緩慢地旋轉,但卻未能對此現象作出正確的解釋。所以我們現在把用來顯示地球自轉的這種裝置叫傅科擺。
為了證明地球在自轉,法國物理學家傅科(1819—1868)於1851年做了一次成功的擺動實驗,傅科擺由此而得名。實驗在法國巴黎先賢祠最高的圓頂下方進行,擺長67米,擺錘重28公斤,懸掛點經過特殊設計使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大,因而基本不受地球自轉影響而自行擺動,並且擺動時間很長。在傅科擺試驗中,人們看到,擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉動,擺動方向不斷變化。分析這種現象,擺在擺動平面方向上並沒有受到外力作用,按照慣性定律,擺動的空間方向不會改變,因而可知,這種擺動方向的變化,是由於觀察者所在的地球沿着逆時針方向轉動的結果,地球上的觀察者看到相對運動現象,從而有力地證明了地球是在自轉。
傅科擺放置的位置不同,擺動情況也不同。在北半球時,擺動平面順時針轉動;在南半球時,擺動平面逆時針轉動。而且緯度越高,轉動速度越快,在赤道上的擺幾乎不轉動,在兩極極點旋轉一周的周期則為一恆星日(23小時56分4秒),簡單計算中可視為24小時。傅科擺擺動平面偏轉的角度可用公式θ°=15°tsinφ來求,單位是度。式中φ代表當地地理緯度,t為偏轉所用的時間,用小時作單位,因為地球自轉角速度1小時等於15°,所以,為了換算,公式中乘以15° 。
證明自轉
據記載,300多年以前伽利略受到羅馬教廷的審判,當他被迫承認地心說的時候,伽利略喃喃自語道:「可是地球仍然在動啊!」伽利略是否說過這句話已經不可考證。很難想像有人聽見了伽利略低聲說出的「異端」言論,並且把它記錄了下來,更何況當時伽利略已經神志不太清醒。聖經說大地是不動的;而現在,即使是小學三年級的學生也知道地球存在自轉。
歷史實驗
時間回溯到1851年的巴黎。在國葬院(法蘭西共和國的先賢祠)的大廳里,讓·傅科(Jean Foucault)正在進行一項有趣的實驗。傅科在大廳的穹頂上懸掛了一條67米長的繩索,繩索的下面是一個重達28千克的擺錘。擺錘的下方是巨大的沙盤。每當擺錘經過沙盤上方的時候,擺錘上的指針就會在沙盤上面留下運動的軌跡。按照日常生活的經驗,這個碩大無比的擺應該在沙盤上面畫出唯一一條軌跡。該實驗被評為「物理最美實驗」之一。
實驗開始了,人們驚奇的發現,傅科設置的擺每經過一個周期的震盪,在沙盤上畫出的軌跡都會偏離原來的軌跡(準確地說,在這個直徑6米的沙盤邊緣,兩個軌跡之間相差大約3毫米)。
參考文獻
- ↑ 中國專門創製文字的民族:千人從遼東遷徙西北,雄霸三百年,搜狐,2022-08-13
- ↑ 見證殷商歷史 走進中國文字之源,搜狐,2020-01-20