傅科摆
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[拼音]：Fukebai [外文]：Foucault’s pendulum 法国物理学家J.B.L.傅科于1851年为证实地球的自转而设计的摆（见彩图)。摆在重力和悬挂线的张力作用下（图1），在其铅垂位置附近作振动。如不考虑地球的自转，这就是通常的单摆（见质点振动系统）。通常把单摆的运动平面看成是始终不变的，这是对一般单摆在运动时间不长情况下的近似看法。安装在地面上作长时间振动的单摆不可能不受地球自转的影响，为此，需要研究傅科摆。 
对于傅科摆，除了计及重力和悬挂线的张力以外，还必须考虑由于地球自转而在固定于地球上的参照系中的科里奥利惯性力（见惯性力）的作用。如图1所示，由于地球的自转角速度 ω的影响，在北半球的摆在图示的子午平面内由北向南运动时，它将受到自东向西的科里奥利惯性力的作用，使摆的摆动平面作顺时针偏转；当摆作自南向北的运动时，科里奥利惯性力自西向东作用，使摆的摆动平面继续作顺时针偏转，傅科摆摆锤的运动轨迹将如图2所示。如在北半球悬挂点处的纬度为 λ，则傅科摆的摆动平面在固定于地球的参照系中将绕其铅垂轴作角速度为ω·sinλ 的顺时针转动。这个现象在地球上除赤道以外的任何地方都可观测到。
由于地球的自转角速度 ω很小，因而摆的摆动平面的转动是很缓慢的，为了观测到这一效应，必须使摆作长时间的摆动，因而其悬挂点必须几乎没有摩擦，摆锤必须很重以减小空气阻力的影响。为了便于观测，而又要保持摆的摆动偏角很小这一特性，所以摆的悬挂线必须很长。当然，要观测到摆动平面的转动，要求悬挂点能允许悬挂线在铅垂平面内作任意方向的摆动，因而要有特殊的悬挂机构。 傅科本人实验用的摆的长为67m，摆锤是质量为28kg的铁球。 |
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