康普顿早期验证地球自转的 水管 实验.doc

康普顿早期验证地球自转的_水管_实验物理实验第卷第期::,:,:,,,,,,:,:,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,::年月,:,,:櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶“”康普顿早期验证地球自转的水管实验,周金蕊尹晓冬,,,首都师范大学物理系北京,:::,,,,康普顿在大学本科阶段对地球自转的验证性实验进行原理简述将其与最早证要对美国著名物理学家摘,,,,———,、明地球自转的实验傅科摆实验并行讨论从实验原理背景及影响方面对个实验的差别作简要分析,,,,,,关键词水管实验康普顿傅科摆地球自转,,,,,文章编号文献标识码中图分类号:,:,,,,,,:,,::::,::,,,::,)))),,对这久为人知的自然规律进,:,,,,,),,,,引言,行,,,“了独创性的实验验证水康普顿的这一,“”“”,从地心说到日心说再到后来”管实,,,验并未引起关注包括康普顿本人而太阳系中实验本身,的行星被逐一发现人类对地球运动的认识随着的巧妙性和精确性却体现了当时实验科学的,科学的发展而逐渐深入地球在太阳系中的运,发展更体现了康普顿本人扎实的基础知识和精动湛,早已得到合理解释而对地球自身运动的研究到,的实验技能鉴于尚未有人对此实验关注本文,世纪中叶才有成果傅科摆实验是现已被公,,,“”水管,,进行实验原理简述并将其与傅科摆实验并行探,认的证明地球自转的实验由法国实验物理学家实验讨,,,,傅科:,,,,,,,,,,,:,,:,,,,,,,,,,),,,,é“”水管实验是年诺贝尔物理学奖,,,:获得设计而得傅科在科学和技术方面均作出了巨,大者美国物理学家康普顿于年发表的,,贡献在技术方面傅科最大的贡献是用玻璃镀,,,,,,,,,银成果相对于傅科摆实验康普顿给出既简单又,方便并可以在小实验室里证明地球自转的方法,,,技术制造反射望远镜的反射镜在物理学方面,康普顿首先设计了组实验仪器将装满水的,傅科最大的贡献是光速的测定实验和傅科摆环,实形玻璃管固定在木杆凹口中再用个交叉杆,,,,,,验年傅科与菲索支撑将装满水的环形管置于垂直于地轴的,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,合作得到首张太阳的平面,:,,,,,,,,,,,,,),,,,,达盖尔式照片由于拍摄星体时望远镜必须,,上如果让管的较高处相对于较低处向东运动管,,长以东西直径为轴很快转过那么当管的较高,,:?,,时间指向此天体为控制望远镜系统的运动傅处指向下时也会向西相对运动但管里这部分的,科,水仍保持最初的向东运动这可以通过适当的方,,,,,仿照世纪惠更斯,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,),,法观测到,,,未曾实现的圆锥摆钟的设计方案做了,,,,,,,由于东西轴自动随地球转动当管转动时与,轴平行的水的分动量将产生相对运动的效果如台特殊的钟他用根钢棒支撑摆锤在实验,,,,,果表示地球转动的角速度表示环形管半径过程,αθ,,中他发现当把钢棒夹在车床的卡子上用手转表示管的任一小部分到东西向轴线的角距离当,动管绕着它的东西方向直径为轴线从垂直于地轴的,,,收稿日期修改日期:,:,:,,,,:,,,:,,)))),,,,,基金项目国家自然科学基金项目中国科学院学部学科发展战略研究中心项目首都师范大学教改项目,::,,,::,,:,车床时钢棒振动总是要维持它原来的振动平,,,,,,,作者简介周金蕊女北京人首都师范大学物理系硕士研究生研究方向为物理学史与物理教育,,,:),,面,,,,,,,,、、通讯作者尹晓冬女内蒙古呼伦贝尔人首都师范大学物理系副教授博士从事技术史力学史物理学,,:,)史不随车床转动这奇妙的现象让傅科想到地球,,π,环的一侧然后再改变加重另一侧来读取数据却,α,,,,,,θθ,:π?,不能避免第二种误差采用这种方式分别收,,,,,α,,集为避免对流最好将管放在绝对水平位置则相对,,种情况在侧从重到轻加重在侧从轻到,,,运动速度是其中是所处的纬度重,,,,,α,,加重在侧从重到轻加重在侧从轻到重加,,,进行实验操作时用内直径为的玻璃,,,,,,,,重中的个数据若运动方向为正即站在南侧,:,管弯成半径为的环另一短玻璃管紧贴,,,,,,,观察时环向西转这一现象表明地球是自西向东,着橡胶管螺旋夹钳塞进橡胶管以灌水和排运动的,水用窄布条将环固定在作为水平轴的木杆,,“”水管实验进一步计算出地球的自转速,的凹槽处并用细金属丝从交叉杆的两端将管度,,,为确保读取速度值的精确性就必须确定管中水,,,,,支撑加固如图将的两端做调整使其与,,,,的减速度如果减速度与速度成正比有,,,,环面垂直以便可以绕平行环面的轴转动杆两,,,,,,,,,,,,,,,,,端挂在固定支撑物上经过调整使轴水平,,,,则,,,,,,,,,