能不能在家裡做傅科擺實驗?

時間 2021-06-06 00:12:45

1樓:RHY

RHY:傅科擺——你真的了解嗎?

傅科擺之所以可以驗證地球自轉是因為它的固有頻率遠大於地球自轉頻率,使得方程可以進行小量處理(其實即使不用小量處理都可以驗證地球的自轉,只是方程沒法寫出解析解罷了),而擺長變小反而使得這個近似更為精確。

那麼為什麼傅科擺的擺長要那麼大呢?

這是因為在同乙個緯度,擺麵進動的角頻率一定,振動幅度越大,進動的線速度也越大(這種說法略顯不嚴謹,但我找不到合適的表達方式了)使得實驗現象更為明顯。

如果按照題主知乎主頁中所寫的湖北武漢的居住地 來計算,擺麵進動角速度應為地球自轉角速度的一半。也就是說,這個擺麵如果要轉動一周的話,題主恐怕得等兩天。這個時候估計單擺早就停了。

然後按照題主天花板3公尺的高度,擺角5°來計算,發現擺麵進動的線速度為 公尺每秒,單擺運動週期為3.44秒,所以單擺擺動一次其最大位移處大概才移動幾十微公尺,這還不如空氣擾動或者地面震動的影響大呢。

所以題主如果想要實現這一想法,不得不考慮下面幾個問題:

如何盡量避免空氣擾動與地面震動的影響?

如何使得單擺持續運動較長時間?

如果提高測量精度以使得等待時間盡可能縮短?

我覺得這樣的操作是可以被接受的:

整個實驗在真空環境中進行

固定單擺的支架應該放在水銀台上

擺繩與支架的連線方式應為:擺繩末端鑲嵌到支架裡

利用光槓杆法,在擺繩上固定乙個平面反射鏡,然後用雷射照這個鏡子,如果實驗中發現反射後的雷射出現沿某一方向持續的偏移,則實驗成功。

整套實驗方案應該花個幾萬塊就差不多了,然後可以向學校申請個十萬的研究經費,狠狠賺它一筆。如果題主成功申請到了經費,麻煩帶我一起組隊,白嫖它個幾萬rmb。只不過我現在才大一,好像還不能參加SRTP?

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