傅科摆发生偏转现象是因为?SOS!
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/24 03:21:51
傅科摆发生偏转现象是因为?SOS!
傅科摆发生偏转现象是因为?
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内容：
1851年,法国物理学家让·傅科在巴黎国葬院安放了一个钟摆装置,摆的长度为67米,底部的摆锤是重28千克的铁球,在铁球的下方镶嵌了一枚细长的尖针.这个巨大的装置是用来做什么的呢?原来,傅科要证明地球的自转.他设想,当钟摆摆动时,在没有外力的作用下,它将保持固定的摆动方向.如果地球在转动,那么钟摆下方的地面将旋转,而悬在空中的摆具有保持原来摆动方向的趋势,对于观察者来说,钟摆的摆动方向将会相对于地面发生变化.原理想通了,实验却并不好做.由于钟摆方向的改变是细微的,所以稍强一些的气流就会使实验结果发生变化.由于摆臂越长,实验效果越明显,所以为了观察到方向的改变,实验地点一定要设置在顶棚很高的厅堂中,顶棚用来悬挂钟摆.傅科最后选择了巴黎高耸的国葬院作为实验场所,并在摆的下放安置了一个沙盘.在摆运动时,摆尖会在沙盘上划出一道道的痕迹,从而记录了摆动方向.
实验的结果与傅科的设想完全吻合,摆的摆动显示为由东向西的、缓慢而持续的方向旋转.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钟摆为“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.傅科的实验引发了全世界的一股实验热潮,各地的人们纷纷效仿傅科,用长长的钟摆来揭示地球的自转.人们发现,在地球的两极,傅科摆的摆动平面24小时转一圈,而在赤道上,傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域,傅科摆方向的旋转速度介于两者之间.
地球每24小时自转一周,由于赤道的周长约4万千米,因此人们有“坐地日行八万里”的说法.在赤道上的一点,速度是每秒接近500米,这是子弹出膛时的速度.我们像子弹一样地飞驰,却没有一丝感觉,是由于在惯性的影响下,周围的物体都跟随地球高速转动,彼此之间倒是不即不离.不识地球的庐山真面目,只缘我们身在此山中.
前面提到,傅科摆在地球的不同地点旋转的速度是不同的,这说明了地球表面不同地点的线速度不同,因此,傅科摆不仅能够验证地球自转,它也可以用于发现摆所处的纬度.
参考资料：http://www.bioon.com.cn/popular/Class405/dili/200406/51194.html
1851年法国物理学家傅科为证明地球自转所设计的一种摆,称为博科摆.傅科摆绳长67米,绳端摆锤重27千克,这种摆自由摆动时间较长,便于人们观察.摆下有一个有刻度的圆盘,盘上刻有通过圆心的直线.静止时,摆锤正中应对准盘的圆心,观察时先确定盘中某一直线与通过圆心的子午线重合,然后推动摆锤沿子午线方向作南北方向转动.过一段时间,就会看到摆动方向偏离了子午线方向.在北半球向右偏转,时间越长,偏转的角度越大.摆开始动以后,除重力外,没有受其他力的作用,按照惯性定律,摆的方向是应该不变的；但摆却偏转了.这是因为地球自转的缘故.我们站在地球上,随着地球一起自转,感觉不到子午线的方向在变化,反而觉得是摆在偏转.假若傅科摆在北极,以极点为圆盘的中心,转一周为24小时,每小时偏转15°.摆若设在赤道,则不发生偏离；摆若在赤道与两极之间的任何纬度上,摆动平面偏转角速度（θ）与纬度（φ）的正弦函数成正比.即θ＝t·sinφ.（t为地球每小时所转的角度）.在南半球,摆向左偏转.
受地转偏向力影响,物理上叫科里奥利力,即:在逆时针转动的圆盘上,运动物体向右偏转,顺时针转动的圆盘上,运动物体向左偏转
地球从北极上看是逆时针,所以产生向右的地转偏向力,南半球则相反.这地转偏向力也是使洋流和季风产生偏转的原因