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综述现今的科技水平 , 我们不难而知 , 几乎每一个人都了解 , 地球是围着太阳转动的 , 而地球在公转的同时 , 本身也在自转 , 但是在科技水平并不发达的过去 , 人们又是怎么样证明这一客观事实的呢?
在证明地球自转 , 路上又出现了怎么样的挫折与险阻?又是什么样的实验能够确确实实的证明了地球的自转?又是什么原理能够让地球在公众的同时进行自转?这期间又藏着宇宙什么样的奥秘?今天我们来一起探讨 。
傅科摆实验在探索宇宙的路上 , 人类从来没有放弃每一次可以证明客观事物的机会 , 科学在一代又一代人的推动下螺旋上升 , 1851年著名的傅科摆实验完成 , 这一实验 , 强烈地证明了地球的自转 。 那么这个装置具体是什么样的呢?
1851年 , 在国商院的大厅里 , 复刻在大厅的房顶上悬挂了一条绳 , 这条绳子有67米长 , 在这个绳子的下面有一个28kg的摆锤 , 摆锤的下面是一个很大的沙盘 , 用来接住摆锤掉下的沙子 。
每次摆锤路经沙盘的上空 , 摆锤里的沙子就会漏下 , 自然便在沙盘上留下一道痕迹 。
这套实验装置经过特殊的处理 , 避免了空气摩擦等外界可能让摆锤自行转动的因素 , 在悬挂的地方减少了摩擦力的作用 , 采用质量相对较大的摆锤避免空气阻力的影响 。
如果按照当时的观点 , 这个摆锤在经过沙盘的时候 , 必定只会留下一条直线 。 可时间慢慢过去 , 人们发现在沙盘上留下的并不是一条唯一的轨迹直线 , 而是有很多条路线 。 在沙盘上慢慢顺时针改变方向 , 形成了一朵类似于花的形状 。
如果地球是静止不动的 , 则在沙盘上只能形成一条唯一的直线 , 实验结果当然与人们的想象相反 , 那么只有一种可能 , 地球是逆时针转动的 , 人们可以在地球上观察到相对运动 。
受到地球自转的影响 , 我们知道在这个地球上 , 只要是一个物体 , 它就会有惯性 , 那么摆锤也一样 。
摆锤具有自己的惯性 , 他需要保持原来的运动状态不变 , 而这是如果地球是静止不动的 , 那么在沙盘上所留下的痕迹 , 就绝对不可能是一条唯一的轨迹直线 。
所有人都很吃惊 , 于是傅科证实了地球的自转 , 这装置后来被人们称为傅科摆 。
傅科摆实验原理凡是实验 , 必定有背后的原理所支撑 , 而傅科的实验背后是惯性 。 牛顿在伽利略等前人的基础上提出了牛顿第一定律 , 又称为惯性定律 。
即如果没有外力影响每个物体都要保持原来的运动状态 。 我们常说的惯性 , 简单来讲就是一个物体 , 不管是静止的还是运动的 , 他都要保持原来的运动状态不变 , 傅科摆也是一样的 。
傅科摆具有惯性 , 受自传惯性影响 , 他要保持原来的运动状态 , 傅科摆慢慢像顺时针方向运动 , 说明地球是像逆时针转动的 , 人们可以观察到相对运动 。
那么如果这个实验在北极或南极点上 , 会如何呢?摆锤只受沿着地轴方向上的力 , 慢慢转动 , 而转动周期 , 就是我们的一天 , 二十四小时 。
如今我们知道 , 傅科摆在南半球和北半球的运动方向是不同的 , 在北半球顺时针运动 , 在南半球则是逆时针运动 , 而且纬度越低 , 转动越慢 , 在赤道上基本不动 , 那是因为摆锤的运动方向和地轴成平行状态 。
【要怎么才能证明地球是自转?傅科拿出56斤大摆锤表示:“让我来”】