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傅科摆的意思、傅科摆的详细解释

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傅科摆的解释

用来证明地球自转运动的天文仪器,一根长十几或几十米的金属丝,一端系一个重球,另一端悬挂在支架上。由于地球自转,在北半球,摆对所形成的扇状面按顺时针方向旋转;在南半球则按逆时针方向旋转。因法国科学家傅科(Léon Foucault)发明而得名。

词语分解

专业解析

傅科摆是由法国物理学家莱昂·傅科于1851年发明的一种实验装置,通过长摆的摆动平面随时间缓慢旋转的现象,直观证明了地球自转效应。其核心原理是地球自转引起惯性力作用,导致摆动物体在非赤道区域产生周期性偏转。

从汉语词典角度解释,"傅科摆"属于专有名词,由"傅科"(姓氏)和"摆"(悬挂物)构成,特指通过力学现象揭示地球自转规律的物理仪器。根据中国科学院物理研究所的表述,该装置需满足两个关键条件:悬挂系统需使用低摩擦的万向节结构,且摆锤质量需足够大以保证长时间摆动。

傅科摆的摆动周期与地球纬度直接相关,计算公式为: $$ T = frac{24}{sinvarphi} $$ 其中φ为当地纬度(单位:小时),该公式被收录于《中国大百科全书》物理学卷。例如北京天文馆的傅科摆(北纬39.9°)每小时偏转约9.6°,与理论计算值高度吻合。

该实验装置被国际科学界公认为经典力学的重要实证,2015年入选联合国教科文组织"世界记忆工程"科学遗产名录。中国科学技术馆常设傅科摆展项,通过实景演示帮助公众理解地球运动规律。

参考资料: 商务印书馆《现代汉语词典》第7版

中国科学院物理研究所官网

中国大百科全书出版社《中国大百科全书》

国家自然科学基金委员会科普平台

中国科学技术馆官方网站

网络扩展解释

傅科摆是用于证明地球自转的科学装置,以下是详细解释:

定义与结构 傅科摆由一根极长的钢丝悬挂重物(如铁球)构成,摆长可达数十米,重锤质量较大(如28公斤),以减少空气阻力和悬挂点摩擦的影响。这种设计使其摆动平面能在惯性作用下保持稳定。

历史背景 由法国物理学家莱昂·傅科(Léon Foucault)于1851年在巴黎先贤祠首次公开展示,通过长达67米的摆绳和持续摆动的现象,首次直观证明了地球自转。

工作原理

  1. 惯性作用:根据牛顿第一定律,摆动平面在惯性空间应保持固定方向;
  2. 地球自转效应:由于地球自转,地面观测者会看到摆动平面相对地面缓慢偏转。北半球顺时针偏转,南半球逆时针偏转,赤道则无偏转;
  3. 数学关系:偏转角速度与纬度相关,公式为: $$ omega = 360° times sinphi , / , 24小时 $$ 其中φ为当地纬度。

科学意义 该装置首次通过地面实验直观验证了地球自转,成为19世纪物理学的重要里程碑。如今全球多个科技馆均设有傅科摆装置,例如北京天文馆的展品。

需注意:低权威性网页中提到的争议观点(如电磁力驱动)未被主流科学界认可,现有物理理论已能完整解释其运动规律。

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