「讀史」1851年1月3日,巴黎萬神殿「傅科擺」實驗證明地球在自轉

1851年1月3日，法國物理學家傅科做了一次成功的擺動實驗，證明地球在自轉，傅科擺由此而得名。

01傅科擺實驗

1851年1月3日，法國巴黎萬神殿，物理學家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。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。

如果地球沒有自轉，則擺的振動面將保持不變，沙盤上面的軌跡只有一條；如果地球在不停地自轉，則擺的振動面在地球上的人看來將發生轉動，沙盤上面會有不同的軌跡。

實驗開始了，人們驚奇地發現，傅科設置的擺每經過一個周期的震蕩，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。

這一實驗後來在不同地點進行，發現擺的振動面的旋轉周期隨地點而異，其周期正比於單擺所處地點的緯度的正弦，在兩極的旋轉周期為24小時。振動面旋轉方向，北半球為順時針，南半球為逆時針。

這就是著名的傅科擺實驗，被評為「物理最美實驗」之一 ，它是地球自轉的最好證明。

巴黎萬神殿的傅科擺

02法國物理學家傅科

傅科（1819年9月18日～1868年2月11日）， 法國物理學家。

幼年時期，喜歡精巧手工的創製活動；

青年時期，學習外科和顯微醫學，後轉向物理學方面的實驗研究；

1851年，進行了著名的傅科實驗，因此被授予榮譽騎士五級勳章；

1852年，發明了迴轉儀，並發現了迴轉羅盤效應；

1853年，測定光速，獲物理學博士學位，並被拿破崙三世委任為巴黎天文臺物理學教授；

1855年，設計了光度計；發現在磁場中的運動圓盤因電磁感應而產生渦電流，被稱為「傅科電流」，同年，被英國皇家學會授予科普利獎章；

1857年，創製「傅科稜鏡」；

1858年，設計了反射式望遠鏡的橢球面鏡；

1960年，發明了定日鏡的跟蹤系統；

1864 年，當選為英國皇家學會會員，以及柏林科學院、聖彼得堡科學院院士；

1868年，當選為巴黎科學院院士。

傅科的畫像

03地球自轉

地球是太陽系八大行星之一，是太陽系中直徑、質量和密度最大的類地行星，距離太陽1.5億公裡。地球現有40億～46億歲， 它有一個天然衛星——月球，兩者組成一個天體系統——地月系統。

地球自西向東的自轉，從北極點上空看呈逆時針旋轉，從南極點上空看呈順時針旋轉。地球自轉是地球的一種重要運動形式，平均角速度為每小時轉動15度，在地球赤道上，自轉的線速度是每秒465米。地球自轉一周耗時23小時56分，約每隔10年自轉周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。

地球由於繞軸自轉，又繞太陽公轉，所以，它 是一個兩極壓縮、赤道隆起的扁球體。

地球自轉圖示

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