有時實驗不必有複雜設備，用簡單設備就能證明基本現象，就像傅科擺是個很簡單的設備，藉由法國物理學家Léon Foucault巧妙發明，就能以傅科擺來首次證明地球是自轉的，在當時可以說是前所未有的實驗!
雖然那時藉由天象、自然現象我們知道地球是在自轉，不過任何現象最後還是要經過數學演算與以儀器的實驗，才能真正的證明地球是在自轉!
而Léon Foucault利用一些簡單的設備，如擺錘，刻度盤、鋼索等等組合成傅科擺，應用了簡單的物理定理「牛頓第一定律」(慣性定律)，就很簡單的證明了地球在自轉!
今天9/18是Léon Foucault的194歲誕辰，Google為了紀念Léon Foucault在首頁上推出了傅科擺Doodle，右邊的調整桿玩家可以調整緯度，左邊則是調整時間，預設已經是台灣的緯度與現在時間，就知道當下的傅科擺是如何運行囉!
各位正在閱讀本篇的玩家，其實可以在家中、辦公室DIY一下做個小實驗，像玩樂家一樣使用了檯燈、繩子、重物，就能重現Léon Foucault的傅科擺，並且觀察到地球在自轉的現象了!
當地球自轉改變方向後，因為重錘有慣性作用並不會隨之改變方向，我們就可以利用這個實驗來證明地球在自轉，不過會因為觀察位置的關係，產生了以為是重錘改變方向的錯覺。
假設沒有任何外力施加或所施加的外力之和為零，物體會保持原有的運動狀態。
牛頓第一定律
 |
| 傅科擺在南半球運作的動畫 圖/DemonDeLuxe CC BY-SA 3.0 |
不過會因為空氣摩擦、結構的設計、啟動方式等等因素因而干擾這個實驗，導致轉向不會很精準，所以各位玩家還是可以參考看看今天的Google Doodle!
我們可以看到下面這張圖是Léon Foucault當年在巴黎先賢祠，以鋼索、重錘、刻度盤製作出最著名的傅科擺路線動畫。
 |
| 在巴黎先賢祠傅科擺的路線模擬動畫，藍色的線則是代表單擺的擺動路徑，綠色的線代表重錘移動時，投影在地面上的路徑! 圖/Nbrouard CC BY-SA 3.0 |
這個裝置之後被移至另外一個國立博物館保存，但是2010年時卻因為鋼索斷裂導致損壞，畢竟都快過了兩百多年了，但是Léon Foucault的貢獻並不會因此磨滅。
 |
| 傅科擺目前在巴黎先賢祠的複製品 圖/Arnaud 25 |
Léon Foucault出生在法國巴黎於1819年9月18日，一開始Léon Foucault是學習醫術，不過因為怕血所以改學物理，後來在物理上有多項重大貢獻，例如位於磁鐵兩極內的銅盤旋轉時會因為渦電流而發熱、發明偏光鏡等等。
 |
| Léon Foucault的畫像 |
正因為這些重大的貢獻，Léon Foucault因此在1855年榮獲科學界最高榮譽之一-英國皇家科普利獎。
之後在1862年更是測量到光的速度，當時測量的光速與現今用精密儀器所測量的光速更是只有0.6%的誤差!
沒有留言 :
張貼留言