Question

如何证明地球在自转？

Answer 1

人在地球上放眼天外，等于巡视宇宙，可以看到无数像银河那样的星系。那么，在没有"高 科技 "的情况下，古人是如何知道地球在自转呢？古人认为太阳东升西落的原因是太阳、月亮、星星都在围绕地球转动，即"地心说"。

那么，古人是如何知道地球在自转呢？

古人认为太阳东升西落的原因是太阳、月亮、星星都在围绕地球转动，即"地心说"。

16世纪时，"太阳中心说"的创始人哥白尼曾依据相对运动原理提出了地球自转的理论。可从他提出这一理论后的相当长一段时间内，这一理论只能停留在让人们从主观上接受的水平。

直到19世纪才被法国的一位名叫傅科的物理学家，用他自己设计的一项实验所证实。

1851年的某一天，法国物理学家莱昂·傅科邀请各界名流来到法国巴黎先贤祠，他要在这里进行一次公开的科学实验。

先贤祠建成于1790年，里面供奉着法国 历史 上做出过重大贡献的人物。先贤祠顶部有个中空的穹顶，穹顶距地面将近70米，傅科的实验就在穹顶底下的大厅里进行。

傅科先让人在穹顶上安装了一个钟摆装置，钟摆长67米，垂在下面的摆锤是一个重达28公斤的圆铁球，铁球的下方嵌入了一根尖针，尖针深入到地面上摆放的直径6米的沙盘里。

傅科在法国巴黎万神庙的圆顶上将他亲手制作的傅科摆吊上，让摆在广场上悠然自得地摆动着。这时，成千上万人前来观看这一奇妙的实验。随着时间一分一秒地流逝，他们发现了奇迹，那就是摆在悄悄地发生着"移动"，并且是沿顺时针方向发生旋转。

有的人在摆动开始时，明明看到摆球运动到自己眼前，又荡了回去，可经过一段时间后，摆球竟离自己越来越远。这对于围观的人们来讲，他们通过对现象的观测都得出这样的结论，眼看着自己没有移动，那一定是摆平面发生了"移动"。

所以究竟是怎么回事呢?

· 傅科摆的奥秘

其实摆动的平面是不会发生移动的。我们知道作为一种物质运动形式，摆是无法摆脱地球自转的。

傅科选用较长的金属丝，是为了让摆动的时间达到足够的长度，这样便于观察摆动的变化，同时选用较重的摆球，是为了增加摆本身的惯性和动量，以克服空气的阻力，一旦它摆动起来，作为一种运动状态，有滞后于地球自转的惯性，即能够减少地球自转的影响。

知道了这一点，我们就不难分析，由于地球的自转，每一个观测者都被地球带着运动，尽管观测者站在原地没有动，可脚下的地面是动了，也就等于把观测者悄悄地带离了原地。

因此，真正没有移动的是摆动平面。

傅科摆的摆动作为地球自转的有力证据，现已为世界所公认。我国北京天文馆的大厅里就有一个傅科摆，一个金属球在一根系在圆穹顶上的长长细线下来回摆动着。下面是一个刻着度数的像铁锅似的大圆盘，人们可以由此读取摆动平面旋转的度数。

现在我们出门都不用步行了，自打几次 科技 革命以来，我们的交通工具一直都在进步。坐船的朋友可能知道，当船行驶在海洋里的时候，我们是感觉不到船在动的，只有当岸边的景物往后退的时候，才可以感觉到船在动，其实道理是一样的，虽然地球在自转，但因为没有参照物，所以是感知不到地球在"玩儿"的。但也有一些痕迹证明地球是在自转的。

第一种方法：黑天白天轮流转换

在我们千万年的文明之中，祖先们将地球自转周期定位了365天，分出来四个节气，还制定了春耕，芒种，寒露，双降等气候，而这一切也是因为地球在绕着太阳旋转而成。在我们的书中，都可以看到地球在转，周围还有其他星球，而地球在自转的同时，受空间引力的影响，一直都在围绕北极星运转。由此，人们将地球的南北极中间有一根自转轴想象了出来。当地球的北半球靠近太阳时，北半球是白天，南半球是黑夜，当南半球靠近太阳时，南半球是白天，北半球是黑夜。当阳光射在北半球的较多时候，北半球就是夏季，另一边就是冬季；逐渐移动到南半球的过程就是秋天；当阳光射移动到南回归线较多的时候，南半球就是夏天，另一边就是冬天。所以说地球自转与我们的气候有很大的关系。

· 第二种方法：观察星体的移动痕迹

在晴朗的时候，可以找到一个空旷的地方，晚上拿着手机打开摄像头慢慢旋转，可以观察到行星在向西偏移。其实这并不是行星在偏移，而是地球在自西向东的运转，我们在地球上是不动的，但地球是动的，所以就形成了这样的星图轨迹。

· 第三种方法：观察水流的方向

受地心偏向重力的影响，北半球是向左方向旋转，南半球是向右方向旋转。

· 第四种方法：植物的生长趋势

在北半球，爬藤类植物是向左旋转的，南半球植物是向右旋转的，都是受阳光照射、地心引力的大小。南北半球的台风的运动方向也不一样，南半球向右，北半球向左。

· 第五种方法：路面/铁轨消磨情况

在北半球路面一般是左边磨损的比较严重，南半球则是右面磨损的严重；东西向的铁路，北半球一般都是南面的磨损比较严重，南半球则是右边；北半球河边一般都是南边的岸边冲积比较严重，南半球则是北边比较严重，都是由于地球的旋转方向形成的。