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1、胡克曾在1679年给牛顿去信，询问地球表面上落体的轨迹他问牛顿：如 果考虑地球在公转之外还有自转，空中一物体下落的轨迹是怎样的？如果在地球 内部物体落在地心附近又会怎样？牛顿在复信中回答：由于地球自西向东转，空 中一物体向地心落下的轨迹应向东偏离垂直线，至地心附近沿一螺旋线落向地 心.胡克对牛顿的回答很不满意.再次去信指出：根本不类似于一螺旋线，不如 说是某种椭圆，沿与赤道平面成51 32的斜面向东南方向落下.胡克这一提 示使牛顿吃了一惊，认识到自己对地球的运动了解得不够清楚.胡克这一很有分 量的提示不是凭空提出来的，他详细研究过落体运动.据说，他曾做过子弹从高处下落的实验，并证明了子弹落点总
2、要落到通过垂 直悬吊着的同样的子弹所求出的垂直点的东南方向.如果这一传闻属实，胡克的 落体实验应该算是最早能证明地球自转的实验了.这样的实验直到19世纪还有人在做.因为自从哥白尼提出日心说以来，虽 然经过长期的论证，人们对地球的运动已经深信不疑，但还缺少直接的实验以证 明地球的自转.这类实验是很有价值的，因为由此可以进一步研究与地球自转有 关的许多自然现象.不少人致力于用落体证明地球的自转.例如： 1791年加格利耳米尼 (G. B. Guglielmini)从波洛尼亚的塔上、1802 年本岑伯(J. F. Bengeh berg) 从汉堡的塔上都做了落体实验，专门研究这个问题.1833年德国
3、的莱希更进一 步找了一个矿井做落体实验.这个矿井在德国萨克森，井深188米.莱希在106 次独立的观测中得到的平均偏离为28毫米，方向是东偏南.但是，所有这些实 验都无法直接向广大观众演示，因为偏离过于微小，气流的干扰会严重影响实验 结果.以实验方法为地球自转提供直接证据的是傅科(J.氏L. Fou cault)的 摆锤实验，也就是有名的傅科摆.傅科是法国著名实验物理学家，他学过医学，当过几年医生，后来转向物理 学的实验研究.1845年任辩论报的科学记者，经常为科学专栏撰稿，介绍 当代科学的新进展.同时，他也在自己家中开展物理实验.他研究过照相术，并 用之于天文摄影.他对摆和地球自转问题的兴趣
4、，正是起因于天文观察.1845 年，他和斐索(A. H. L. Fizeau)合作，曾拍摄到太阳的照片，后来又想拍摄 星体照片，这就需要进行长时间的曝光，望远镜系统在拍摄过程应能连续保持指 向天空中的目标.为了控制望远镜系统的运动，使它能跟踪目标，傅科依照17 世纪惠更斯未曾实现的圆锥摆钟的设计方案.做了一台特殊的钟.他用一根钢棒 支撑摆锤.在实验过程中，他注意到，当把钢棒夹在车床的卡子上，用手转动车 床时，钢棒振动总是要维持它原来的振动平面，不随车床转动.这一不期而遇的现象，引起了博科的兴趣，使他想到可不可以用类似的方法 做一个表演来证明地球的自转.他知道这是一个很有价值的实验.1851年1
5、月8日，傅科在他家里的天花板下用2米长的钢丝吊一个5千克 重的摆锤，组成可沿任意方向摆动的摆.在摆动的最高处用一根丝线拉住，然后 用火烧断丝线，摆就开始摆动.傅科发现，摆动平面不断旋转，逐渐转向“天球 昼夜运动的方向”随后，傅科又在巴黎天文台的大厅里，用11米长的摆锤重复 这一实验（如图）.1851年2月3日，傅科向法国科学院报告了他的发现，宣布 摆动平面所描绘的圆的大小与纬度的正弦成反比.这个实验不久又按比例扩大规 模，搬到巴黎的伟人祠去做.一个28千克的重球用67米长、1.4毫米粗的金属 丝挂起.伟人祠挤满了观众，这个实验引起人们极大的兴趣.博科正在演示趟的提锤实验傅科摆的复制品至今仍陈列在许多天文馆的大厅里.当您参观天文馆时，不 知您是否注意到傅科摆？是否注意到傅科摆的平面在随时间变化？它的变化周 期跟您所在位置的纬度有什么关系？如果有机会再次参观，请不妨仔细做些观 察.傅科是一位很有才华的实验物理学家.他还在光速的测量上有过重大的发明 创造.
傅科摆的发明
