我们从中学地理课上了解到，地球绕着自转轴从西向东自转，一次自转大约需要23小时56分钟。

然而，人们对地球自转的认识在历史上经历了一个漫长的过程。无论是中国古代还是古希腊，对于地球的“动”与“静”都有两种观点。

在16世纪哥白尼提出“日心说”并从理论上证明了地球自转的存在后，人们逐渐接受了地球自转的观点，但如何从实验上证明地球自转并使人们观察到它却成了一个难题。

英国物理学家胡克曾经做过一个子弹从高处坠落的实验，证明了子弹的落点总是“落在垂直悬挂的中同一颗子弹所获得的垂直点的东南方向”。在德国，一些学者用一个地雷做了一个下落实验来测试地球的自转。但这些实验无法直接向观众演示，因为偏差太小，很难保证每次实验的初速度是否严格垂直向下，气流的干扰也会严重影响实验结果。

回到巴黎

1851年巴黎万神殿完美解决了如何验证地球自转的问题。

在此之前，我想介绍一下今天的主人公让·伯纳德·隆·福柯(1819-1868)。

他是19世纪法国杰出的实验物理学家。

这位物理学家早年致力于天体摄影的研究。

经过反复尝试，设计了精美的实验演示。

来证明地球的自转。

设备简单，设计巧妙，现象明显，结论直观。

被誉为物理学史上最美丽的实验之一。

让我们乘坐时间机器，回到1851年的巴黎潘敦。

假装穿越

(时光机在飞)

咻~咻~咻~

咻~咻~

咻~

金额、、、、(？￣△￣)?

这是2018年的万神殿。让我们从这里穿过去。

再次穿越

(飞行中的时光机)

咻~咻~咻~

咻~咻~

咻~

好，成功穿越。

我们来得正是时候。万神殿的大厅里挤满了穿着戏服的人，好像他们在参加宴会。许多人陆续进来见证这位物理学家之前的公告板，上面写着“让我们看看地球自转”。

福柯正在向大家介绍实验的基本情况:选择一个直径30厘米、重量28公斤的钟摆。摆线长67米，挂在大厅屋顶中央，可以任意方向自由摆动。钟摆下有一个直径6米的巨大沙盘。如果钟摆经过沙盘上方，钟摆下方的指针会在沙盘上留下轨迹。把钟摆拉到一边，用绳子绑在墙上。一切平静后，放火烧断绑在钟摆上的绳子。当绳子断了，钟摆就会开始摆动。实验即将开始，大家屏住呼吸，生怕呼出的气流影响钟摆的稳定性。

只见火焰烧尽了绑钟摆的绳子，钟摆顺势开始做单摆运动。根据惯性定律，钟摆会在同一平面内运动，并在沙盘上画出独特的轨迹。然而随着时间的推移，人们惊奇地发现，钟摆的轨迹是顺时针偏转的，在沙盘上钟摆画出的轨迹每一个周期都会偏离原来的轨迹。根据现场科学家的测量，每次经过一段时间的振荡(周期约为16.5秒)后，两条轨道之间的差将约为3毫米，偏转将为每小时1120 ’,钟摆将在约31小时47分钟内回到原来的位置。我们似乎听到有人惊呼:“我们脚下的地球真的好像在转动！”

科普时间到了！

福柯摆实验在巴黎引起轰动，也被历史铭记。接下来，让我们回到现实，一起分析有趣的福柯摆和地球自转。

首先，让我们看看这个实验的微妙之处:

首先，他使用了长摆线，可以使摆动时间足够长，便于观察；

其次，他用了一个质量很大的荡球，可以增加惯性，在开始荡的时候有足够的机械能，减少空空气阻力的影响；

第三，普通摆锤的支撑会带动摆锤参与地球自转。为了解决这个问题，福柯采用了一种简单巧妙的装置——万向接头，摆线可以向任意方向运动，有利于保持摆动平面不变。

为什么傅科摆顺时针改变摆动方向，说明地球是逆时针旋转的？

这是从单摆的物理特性得出的结论。从单摆的物理特性出发，如果给单摆一个适当的初始力，它将总是沿着某个方向或平面运动。如果摆的摆角小于5度，则可将摆视为一维振子。钟摆的运动被视为一维共振，傅科摆动后钟摆的方向不变。但是我们站在地球上，看不到地球的自转，却看到傅科摆顺时针旋转一定角度，不断改变其摆动方向，说明摆动平面与地球有相对转动，证明地球已经自转。简单来说，秋千平面没变，但是你脚下的地球在转。从上到下，地球在北半球逆时针旋转，在南半球顺时针旋转，所以摆的摆动方向在北半球是顺时针，在南半球是逆时针。