CF-FKB型大型傅科摆

一、实验原理

  1851年的巴黎。在国葬院（法兰西共和国的先贤祠）的大厅里，让·傅科（Jean Foucault）正在进行一项有趣的实验。傅科在大厅的穹顶上悬挂了一条67米长的绳索，绳索的下面是一个重达28千克的摆锤。摆锤的下方是巨大的沙盘。每当摆锤经过沙盘上方的时候，摆锤上的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。这种摆惯性和动量大，并且摆动时间很长。在傅科摆实验中，人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。该实验被评为“物理最美实验”之一。

产生该现象的原因是：摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。

傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动。而且纬度越高，转动速度越快，在赤道上的摆几乎不转动，在两极极点旋转一周的周期则为一恒星日（23小时56分4秒），简单计算中可视为24小时。傅科摆摆动平面偏转的角度可用公式来求，单位是度。式中代表当地地理纬度，t为偏转所用的时间，用小时作单位，因为地球自转角速度1小时等于15°，为了换算，公式中乘以15°。

本傅科摆长25米，摆球重12.5公斤。西安地区纬度34度15分，摆动平面每小时顺时针转动8.442度。

二、实验装置示意图