傅科摆实验,傅科摆在赤道上为何不变
傅科摆实验，傅科摆在赤道上为何不变？
傅科摆是证明地球自转的科学实验，做水平中的物体之所以会发生偏移，是因为受到了地转偏向力的影响。纬度越高这个力就越大。北半球使做水平的物体向右偏转。在南半球会使这个水平动的物体向左偏转。赤道地区由于受到了地转偏向力为0，所以。沿着赤道做水平运动的物体，它的运动方向是不会发生改变的。
宇宙大爆炸是不是真实的？
我们所知道的一切真的是从那一身巨响中开始的吗？如果我们根据目前人类在物理和数学方面所获得的一切成就来追本溯源，我们能得出什么结论？我们今天就以掌握的知识第一次抬头往宇宙望去，我们又能得出什么结论？今天就借题主的问题来回答这些问题。
我认为我们人类最伟大之处就是我们可以抬头仰望星空，我们也理所当然的认为天空中就应该是布满星光。我们的银河系，行星和月亮，以及弥散的星云，所有这些都是在地球上肉眼可见的，可见的星空也给了我们人类无限的想象力和希望。
但并不是每个世界都像我们的地球一样。太阳系中就有许多大气相当厚的星球，包括气态巨行星，我们的岩石邻居金星，甚至土星的巨大卫星土卫六。从里面看不到外面，从外面也看不到里面。下图感受一下如果我们就生活在这样的世界，这就是我们的天空?我们几千年来一直被头顶厚厚的云层覆盖，我们根本看不到外面的世界，那么我们的科学会发展到怎样的情况?
我们仍然会拥有我们所知道的所有地球科学，包括所有的粒子物理学。我们可以通过傅科摆发现地球自转，也可以从地球引力场中红光/蓝光移动的实验中发现广义相对论。
但是如果没有天空的视野，我们就没有办法了解宇宙。但是我们可以初步推测出一些事情，例如：白天和黑夜，以及季节的变化，都会为我们提供了太阳存在的线索。地面测量也可以显示地球的形状、大小和轴向倾斜。潮汐、日食和夜空亮度的变化都可以为月球的存在提供证据。如果我们现在突然能够看到我们地球之外的宇宙，有了现代技术的全面支撑，我们会发现什么？
我们的目光会立刻被巨大的太阳吸引，我们会朝太阳的方向看，会注意到离太阳最近的恒星，它们的位置会随着太阳相对它们的移动而改变，这证实了广义相对论是我们的引力理论。天空中的每一颗恒星以及我们的太阳都将显示出一组特征光谱和吸收线，通过和我们发现的黑体光谱对比，及对恒星光谱的分析我们就会立即知道恒星的温度是多少？是由什么组成的。下图所有这些光谱线都对应不同状态的原子，其中最宽的线对应氢和氦元素，氢和氦元素的含量远远超过其他所有元素的总和。如果我们的测量非常精细，我们会注意到有些恒星的光谱线都向红色偏移，而有些恒星的光谱线则向蓝色偏移。这是由于它们的运动:远离我们的物体的光会向红色移动，而靠近我们的物体的光会向蓝色移动。同样的道理，通过多普勒效应，向你靠近的警报器听起来音调更高，而向你远离的警报器听起来音调更低!下图
继续往远处看，我们还会发现一些光度可变的恒星，或者恒星的内在（固有、绝对）亮度会随着时间的推移而变化，这个周期可能是小时、天或者几个月。会有许多不同种类的变星，有不同的亮度（或固有亮度）和不同的变化周期。（下图造父变星）其中最亮的造父变星（仙王座中第四亮的恒星），它们自身会表现出一种奇妙的相关性，这种相关性可以在短短几周内被我们发现：它们本质上越亮，脉冲时间越长！这就是造父变星的绝对亮度-周期关系！
这意味着，如果我们测量这些恒星中的一颗发生变化需要多长时间，就会知道它的绝对亮度。
因此，我们可以通过测量一颗变星的表观亮度（看起来有多亮），然后将绝对亮度与表观亮度相比较，我们就可以确定它们的距离。但是这些恒星不仅仅是我们能观察到的，在我们的宇宙中我们还可以发现大量形状和大小类似于银河系的星系。
现在我们通过望远镜有了两个十分关键的发现;
光谱线，它可以让我们测量每个物体远离我们的速度
变星，通过测量它们的周期和表观亮度，我们可以知道每个物体实际上离我们有多远。仅仅基于这两点发现，我们就可以得出以下的一些预测。
首先，我们会发现这些独立的星系，与我们自己的银河系没有太大的不同，每一个都由数十亿甚至数万亿颗恒星组成。其次，我们会发现星系离我们越远，它们远离我们的速度越快！
对此有很多可能的解释，包括:
物体离我们越远，光在传播的过程中损失的能量越多
宇宙开始于一次爆炸，我们地球几乎完美的处于宇宙的中心，而远离得更快的星系从爆炸中获得了更多的能量宇宙是静止的，但一些基本的常数在相互协调地变化，使星系看起来像是在后退，宇宙经历了膨胀和收缩的振荡阶段，而我们现在正经历着膨胀阶段，或者宇宙的结构正在膨胀，这些星系由于膨胀空间的性质而发生红移。其中一些选项与广义相对论兼容，而另一些则不兼容，但最后一个解释特别引人关注，因为如果它是正确的，下面的一些预测会很快得到证实。
预测1：在一个不断膨胀的宇宙中，在过去，物体之间的距离会更近，密度也会更大。由于辐射的作用，宇宙在过去也应该更热。由于万有引力的作用，物质在过去应该更均匀。
我们可以把望远镜对准遥远的宇宙和附近的宇宙，看看星系群是如何变化的，它是否与我们的预测相符。
图中扇形区域明显可以看到星系在过去的分布情况，我们的观察结果和理论上的预测是一致的。
预测2：由于宇宙在过去更热、更均匀、密度更大，还有其他一些预测也出现了。回到过去，我们应该会发现，曾经有一个时代，物质是如此的均匀，以至于没有形成足够的恒星来电离宇宙中所有的中性原子，由于中性原子能够吸收光。所以应该有一段距离，超过这个距离我们就不能看到所有波长的光，因为中性尘埃挡住了光的传播。也就是我们宇宙的不透明时期。
这一关于冈-彼得森波谷的预测意味着，离我们越远的物体，其发射的光谱应该在某一波长以上被切断。
我们看到，在上图，大约是z=6的红移，这意味着所有的光谱线从它们的静止坐标系中移动了7倍。
预测3：我们继续可以追溯到更早的时候，在第一颗恒星形成之前。那么，宇宙一定是温度又高密度又大，连中性原子都无法形成!这和你一直加热固体物质的过程是一样的，如果你加热固体物质，它会融化成液体，液体沸腾成气体，然后气体会电离成等离子体:太多的能量会阻止粒子稳定地结合在一起!
那时的辐射会自由地在宇宙中穿行而不受阻碍。由于广义相对论中膨胀的原理，来自原始爆炸的残余辐射今天仍然存在，尽管它应该被红移到比绝对零度哦仅仅只高几度。
它应该在所有方向上几乎完全相同，并且应该有一个完美黑体的光谱。我们已经找到了宇宙诞生38万年后的微波背景辐射。
最后，还有一个更早的预测。继续往前追溯，如果宇宙的温度和密度大到足以阻止中性原子的形成，那么它一定更早的时候就已经热得足以把形成的重原子核炸开了！
如果是这样的话，我们会认为在最初的几分钟里只有自由的质子和中子，不能稳定地形成任何更重原子。当宇宙最终冷却到一个临界温度以下，它们就会融合形成氘、氦和少量锂，今天我们应该能够测量出这个事件遗留下来的原始气体。正如我们所期望的，我们的预测和观察结果是一致的。事实上，我们已经发现了这种几十亿光年之外的原始气体。
目前还有很多其他的预测已经得到了观察的支持，但是这些证据已经足够了。这就是宇宙大爆炸!正是由一组初始条件：一个温度极高、密度极高、能量极高的奇点，经过膨胀和冷却，产生了所有这些现象以及我们今天看到的所有复杂结构。大爆炸并不是宇宙起源理论的终结，它只是唯一一个能够自洽的宇宙起源的预测框架。
即使我们以前从未见过天空，即使我们第一次仰望天空，我们根据现在已经掌握的知识，我们也能在短短几周内推断出所有的一切。据我们目前所知，一切都始于那一次巨响！
光的速度怎么测出来的？
要想说光速如何测量，首先得说光有速度，就是光速有限，要是象笛卡尔一样认为光速无限那么也没有测量的必要了。
第一个意识到光速有限的是伟大的伽利略，不过伽利略也仅仅是意识到，为什么这么说呢？因为他既没有提出光速有限的理论，这有点难为伽利略了，这要到麦克斯韦那时才有这个理论基础，不过他也没有测出光速，因为他把光速想象地太小了，不过这也无所谓了，科学嘛，本来就是在摸索中前进。
伽利略测量光速的方法简单粗暴，就是安排两个人站在两座山顶上，两个人手里都拿着一盏灯，其中一个人打开灯的遮光板，同时记录时间，对面山顶上的人看到灯光后就打开自己灯的遮光板，第一个人看到对面灯光后，记录时间，这样两倍山顶的距离除以时间差就是光速了。
伽利略实验的基础当然是正确的，但是结果也当然是错误的，因为伽利略没有意识到光速是如此的巨大，另外伽利略也没有考虑人的反应时间，相对于光速，人的反应时间太长了。
不过这也看出伽利略测量光速也是一时兴起，并没有打算深入研究，因为伽利略最重要的发现就是发现了木星的卫星啊，而且还恬不知耻地用美第奇家族的名字来命名，要是他真的打算研究光速，就应该用星星来测量啊，对于他来说，那是不是手到擒来啊。
伽利略没有想到，罗默却想到了。
罗默是丹麦天文学家，当时就职于巴黎天文台，他发现木星的卫星木卫一在木星上的投影做周期性变化，觉得光速可能是有限的，没错，木卫一就是伽利略发现的，所以说伽利略根本就没有打算深入研究光速。
罗默发现，地球最接近木星时，木卫一的公转周期是42.5小时，而地球远离木星时，木卫一从阴影中出现的时间会比预测的时间越来越晚，这只能说明随着地球和木星的距离越来越远，使得光需要更多的时间传递信号，就是说光要通过行星之间增加的距离，使得计时的信号在第一次和下一次之间因而延长了额外的时间。当地球向木星接近时，情形则正好相反。
罗默经过观测，得出结论：
这个速度已经很精确了，和目前光速差不多。
但是罗默的数据还有一个问题，那就是地球轨道直径时多少呢？要是不知道地球轨道直径那么也不会知道光速啊，这还需要大神出场。
惠更斯是光学大佬，就是他和牛顿争论了半辈子光的微粒说和波动说，惠更斯结合天文学和罗默数据，得出光速大约是22万公里每秒。
这么热闹的事情怎么会少了爵爷呢？牛顿在《光学》中提出光可以在一秒内穿越地球16.6次，大约是21万公里每秒，至于怎么得出来数据，爵爷没说，应该是参考了罗默的数据，不过凭爵爷的尿性，就是参考了他也不会承认。
需要指出的是，罗默的数据基本准确，只是惠更斯和牛顿计算出来失误，不过这已经证明了光速有限。
沿着这条路走下去，以后的数据会越来越精确，不过这条路太麻烦了，一观测就需要好几年，人生苦短啊，所以还是回到伽利略的老路上来吧。
斐索采用了旋转齿轮法来测量光速。
如图所示，斐索的意思是，在光源与镜子中间放一个齿轮，齿轮的齿恰好能遮住光，齿之间的缝隙又能透过光，在观察者看来，就会忽明忽暗，而光的反射时间是固定的，因为距离是一定的，而齿轮的速度是可调的，而且也是容易测量的，一明一暗的时间间隔就是光通过这段路程的时间，这和伽利略实验的理论基础是一致的，不过可以把时间控制在极小范围内。
索菲测量的光速大约是31.3万公里每秒，这已经很接近目前测量的光速值了。
不过这个方法还是有点问题，因为是在用齿轮遮挡光啊，能不能不这么办啊，傅科想了想，说要不转一下镜子吧。
傅科就是建造傅科摆，证明地球自转的那位大神，他几乎同时提出了旋转镜法测量光速，而且精度颇高，测定光速为29.8万公里每秒。
都测量这么精确了，理论物理学家是不是该站出来说句话了，麦克斯韦说我来吧。
在麦克斯韦方程组中就包含了电磁波速度的计算方法，麦克斯韦根据测量结果计算出了电磁波的速度，结果和光速很近似，不过这也可以理解啊，因为之前的测量都是在空气中的，麦克斯韦的计算在真空中，那么可不可以认为光速和电磁波的速度一样呢？在进一步，光是不是一种电磁波呢？
还没等麦克斯韦想清楚，上帝就召唤他而去了，这个问题就需要爱因斯坦来解决了。
说到爱因斯坦，自然就要提起迈克尔逊莫雷实验，虽然爱神一直不承认受到了迈克尔逊莫雷实验的启发，但是实验确实是在他提出狭义相对论之前做的。
不要以为迈克尔逊只做了以太零实验，他还测定了光速，而且他测定光速可以说是传统方法测定光速的大成了，他改进了傅科的旋转镜法，用旋转的八面镜来做实验。
得出了精确的光速值，至此光速测量应该已经告一段落了，之后的实验只是用更精密的仪器来做，例如光开光。
1972年，埃尔森测量了真空中的光的波长和频率，计算出了光速值，这已经是光速测量的终结，因为这是在光的本质上测量光速。
1983年，国际计量大会通过c==299792458米/秒来重新定义了长度单位米，光速作为一个基本单位进入了日常生活，光速的测量也完成了历史使命。
安徽大学物理系怎么样？
我们安徽大学应用物理专业培养的毕业生具有良好的科学素质，扎实的物理学知识、良好的数学基础、较强的实验技能和较高的科研素质，同时具有较强的知识更新能力和较广泛的科学适应能力。面向国家大科学工程或装置等国家和社会需求，为学生从事物理学及相关交叉学科前沿问题的研究打下良好基础，培养能够从事前沿基础原始创新研究工作和应用开发及管理工作的物理学相关专业基础性人才，同时也培养能将物理学应用于技术和社会各个领域的复合型、综合性人才。 师资力量：物理学院专业师资力量雄厚，现有教职工88人。其中教授16人（6人为博士生导师），副教授（含高级实验师等）14人；具有博士学位的教师20人，在职攻读博士学位的教师17人。青年教师大都具有硕士以上学位。有10位教授享受国务院 “政府特殊津贴”，拥有5名安徽省学术与技术带头人后备人选，2名安徽省高校学科拔尖人才,7名安徽省中青年骨干教师，8名安徽大学中青年骨干教师。
如何用身边的现象证明地球在转动？
地球自己转动，而不是日月星辰围着地球转动是挺不容易证明的。因此，古代中国跟古代希腊都以地心说为主流学说。地心说曾经是那么的确凿无疑，无论是哲学还是宗教都支持地心说。那么地球转动是怎样被发现的呢？
这还要归功于五大行星，特别是金星。因为五大行星的轨迹很奇怪，它们的运行轨迹跟其它星星都不同，好像不是围着地球转的。这是一道千古难题，直到明朝的时候，哥白尼用日心说的假设，终于比较精确地算出了行星的运动轨迹。后来的伽利略则通过望远镜的观测进一步证实了日心说。但他们二人都没法直接证明地球在自转。
1851年的巴黎。在国葬院的大厅里，法国人让·傅科做了一项著名的实验。他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。按照日常生活的经验，这个硕大无比的摆应该在沙盘上面画出唯一一条轨迹。实验开始了，人们惊奇的发现，傅科设置的摆每经过一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹（准确地说，在这个直径6米的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大约3毫米）。
—百度百科
这项实验证明我们脚下的大地在转动，这桩千古谜案也就真相大白了。今天如果您还想证明地球自转，去北京天文台就可以。据我所知那里就架设了一座傅科摆供人们参观。
