傅科摆
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来源：《科学Fans》2012年第01期
最美的实验
今天，我们都知道“日心说”，知道地球在自转，这再正常不过。但是，400多年前，布鲁诺却因此受火刑，伽利略因此入狱。不仅仅是因为《圣经》中充满地球中心论，也不仅仅是迫于教皇强大的压力，因为他们拿不出强有力的证据——那时的科学家是通过天文观测得出“地球在自转”的结论。难道没有实验能证明吗?不，法国实验物理学家让·伯纳德·利昂·傅科(1819-1868)做了一个美丽的物理实验——“傅科摆”实验。
1851年，巴黎先贤祠大厅。在众目睽睽之下，傅科从大厅的穹顶上悬下一根长67米的铁绳，铁绳下面系着一个28千克的摆锤，摆锤下方放着一个直径6米的沙盘。每当摆锤经过沙盘上方时，摆锤上的指针就会在沙盘上留下运动的轨迹。他设想：当摆锤摆动时，在没有外力的作用下，它将保持固定的摆动方向，轨迹是一条直线；如果地球在转动，那么摆锤下方的地面就将旋转，而悬在空中的摆锤具有保持原来摆动方向的趋势，对于观察者来说，摆锤的摆动方向将会相对于地面发生变化，轨迹将是曲线。
实验开始后，人们惊奇地发现，摆锤的运动平面在1小时内改变了11度多，每经过一个周期(约32小时摆动一圈)的振荡，在沙盘上新画出的轨迹都会偏离原来的轨迹。实验结果与傅科的设想完全吻合，摆锤的摆动显示为由东向西的、缓慢而持续的旋转。傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转，所以人们称呼实验中的摆锤为“傅科摆”，当时的法国政府还向傅科颁发了荣誉骑士五级勋章，以表彰他的科学贡献。
后来人们发现，傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面是顺时针转动；在南半球时，摆动平面是逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。傅科摆摆动平面偏转的角度可用公式θ°=15tsinφ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，公式中用的是15。
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