“看到”地球自转的仪器

1819年9月18日出生于法国巴黎的一位科学家发明了一种仪器，可以使你直接观测到地球的自转。这就是傅科发明的“傅科摆”。如果在地球的北极（或南极）竖起一个巨大的支架，在支架上挂一个大摆钟，当摆钟摆动起来后你就会看到摆钟的摆动面发生转动，其实，这并不是摆的转动，而正是观测者跟随地球转过了一个角度，摆本身是不会自动转动的。自从哥白尼提出“日心说”后，地球已越来越为人们所了解，人们已知地球是自转的。19世纪四十年代，年轻的傅科决心从实验上来证实地球的自转。
     有一次，傅科在家里架起了一个长长的单摆，然后观测单摆的摆动。几个小时过去了傅科忽然觉得单摆的摆动方向发生了变化，原来正对自己的单摆变成斜对自己了。按照牛顿力学，物体只有受到外界作用力后，才能发生运动方向的改变，单摆的摆动方向为什么会发生变化？傅科苦苦地思索着，忽然被一个念头紧紧地抓住了他，摆方向的改变是由于地球的自转！这是一个大胆的推断。他立即找来纸和笔，反复进行演算：北极的一个大摆，由于观测者及支架均发生自转，看上去摆动面也会发生反方向的偏转。每天地球自转一周，因此每小时摆的摆动方向要改变360°/24＝15°/小时。而在赤道上，由于摆线方向与地轴垂直，因此地球的自转不会影响摆的摆动方向。
     而在地球的不同纬度上，单摆的摆动方向均要发生一定程度的改变。1851年，傅科终于成功设计了这样一个大摆，摆线长为67 米，并安装在巴黎的一个高大建筑的顶部，通过它的摆动，人们终于“看到了”地球的自转，科学家们则把这种摆称为“傅科摆”。现在，如果你也想“看看”地球的自转，不妨到北京天文馆来吧！在天文馆的大厅里就安放着一个摆长约10米的大摆，摆动周期为6秒，如果你连续观察37.25小时，你将会看到单摆的摆动平面转了一圈，这正是地球自转引起的。