福柯摆的原理和仪器的详细介绍(附图最好)谢谢。

1851年，法国物理学家让·福柯在巴黎国家殡仪馆放置了一个钟摆装置。钟摆的长度是67米。底部的钟摆是一个重28公斤的铁球，铁球下面嵌着一根细长的针。这个巨大的装置是用来做什么的？原来福柯是想证明地球的自转。他想象着，当钟摆摆动时，它会在没有外力的情况下保持一个固定的摆动方向。如果地球在旋转，钟摆下面的地面也会旋转，而悬在空中的钟摆则倾向于保持原来的摆动方向。对于观察者来说，钟摆的摆动方向会相对于地面发生变化。原理想通了，但是实验不好做。因为摆向的变化是细微的，稍微强一点的气流都会改变实验结果。因为摆臂越长，实验效果越明显，所以为了观察方向的变化，实验场地必须设置在天花板很高的大厅里，用来挂钟摆。福柯最终选择了高耸的巴黎国家殡仪馆作为实验地点，在钟摆下放置了一个沙盘。挥杆时，摆尖会在沙盘上做记号，从而记录下挥杆方向。

实验结果与福柯的想法完全一致，钟摆的摆动呈现出从东到西缓慢而连续的旋转。福柯的演示直接证明了地球自西向东的自转，所以人们把实验中的摆称为“福柯摆”。当时，法国政府还授予福柯五级荣誉骑士勋章，以表彰他的科学贡献。福柯的实验引发了全世界的实验热潮，各地的人们纷纷效仿福柯，用长摆来揭示地球的自转。发现在地球两极，傅科摆的摆平面每24小时自转一周，而在赤道，傅科摆不做任何方向的旋转；在两极和赤道之间的区域，傅科摆的旋转速度方向介于两者之间。

地球每24小时自转一周，因为赤道的周长约为4万公里，所以人们有“坐在地上，一天行8万里”的说法，在赤道上的一点，速度接近每秒500米，这是子弹出膛时的速度。我们像子弹一样飞着，却没有任何感觉，因为在惯性的作用下，我们周围的物体都跟着地球高速运动，但彼此又密不可分。我们不知道地球的真实面貌，因为我们在这座大山里。

前面说过，地球上不同地方的傅科摆的旋转速度是不一样的，这说明地球表面不同地方的线速度是不一样的。因此，傅科摆不仅可以验证地球的自转，还可以用来寻找摆的纬度。

参考资料:

/popular/class 405/Dili/200406/51194 . html

1851年，法国物理学家福柯为证明地球自转而设计的一个摆被称为博科摆。福柯摆绳长67米，绳端的钟摆重27公斤。这个钟摆长时间自由摆动，便于人们观察。钟摆下面有一个带刻度的圆盘，圆盘上刻有一条穿过圆心的直线。静止时，摆锤的中心应与圆盘的中心对齐。观察时，先确定盘中有一条直线与通过中心的子午线重合，再推动钟摆沿子午线南北方向旋转。过一会儿，你会看到挥杆方向偏离了经线方向。在北半球向右偏转，时间越长，偏转角度越大。钟摆开始运动后，除重力外，不受其他力的作用。根据惯性定律，钟摆的方向应该保持不变。但是钟摆被偏转了。这是因为地球的自转。站在地球上，我们感觉不到子午线的方向在变，反而感觉到它在偏转。如果把福柯放在北极，以北极为圆盘中心，公转一周需要24小时，每小时偏转15。如果钟摆位于赤道，就不会偏离；如果摆在赤道和两极之间的任意纬度，摆平面的偏转角速度(θ)与纬度(φ)的正弦函数成正比。也就是θ = t sin φ。(t是地球每小时自转的角度)。在南半球，钟摆偏向左边。