[发明专利]一种傅科摆演示装置

说明书

本发明涉及一种傅科摆演示装置，包括桁架、摆绳、固设在摆绳下端的摆球，摆球的下方设置有展示台，摆绳的上端与桁架的中部之间安装有万向节，展示台的中部设置有灯光辅助展示系统。灯光辅助展示系统包括圆环状感应区、设置在感应区外部的圆环状灯光区，摆球的摆动轨迹所在区域在展示台的台面的投影为投影区，感应区位于投影区的中央区域，灯光区设置在投影区的外部；感应区包括多个呈环形阵列分布的漫反射传感器，灯光区包括多个由漫反射传感器控制亮灭的灯带。该傅科摆演示装置具有操作简单、演示效果好、展示原理丰富、便于观众直观理解。

技术领域

本发明涉及一种傅科摆演示装置，属于科学现象演示装置。

背景技术

为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎先贤祠最高的圆顶下方进行，摆长67米，摆锤重28公斤，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转影响而自行摆动，并且摆动时间很长。在傅科摆试验中，人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。

目前的傅科摆无论是通常采用沙画式来在展示平台留下摆动轨迹从而来分析、证明地球在自转。该种演示方式通常要消耗大量的细砂，操作繁琐，演示结果单一，不利于傅科摆的教学、科普。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种傅科摆演示装置，具体技术方案如下：

一种傅科摆演示装置，包括桁架、摆绳、固设在摆绳下端的摆球，所述摆球的下方设置有展示台，所述摆绳的上端与桁架的中部之间安装有万向节，所述展示台的中部设置有灯光辅助展示系统。

作为上述技术方案的改进，所述摆球包括金属球壳和设置在金属球壳内部的铅球，所述摆绳的下端与金属球壳的上端固定连接，所述金属球壳的下端固设有指针，所述指针包括圆柱状连接部和倒圆台状针体，所述针体的小端朝下，所述针体的大端与连接部的一端连接为一体，所述连接部的另一端与金属球壳的下端固定连接；所述灯光辅助展示系统包括圆环状感应区、设置在感应区外部的圆环状灯光区，所述摆球的摆动轨迹所在区域在展示台的台面的投影为投影区，所述感应区位于投影区的中央区域，所述灯光区设置在投影区的外部；所述感应区包括多个呈环形阵列分布的漫反射传感器，所述灯光区包括多个由漫反射传感器控制亮灭的灯带。

作为上述技术方案的改进，所述漫反射传感器设置有72个，所述灯带设置有360条。

作为上述技术方案的改进，所述灯光区的正上方设置有透明防护板。

作为上述技术方案的改进，所述透明防护板由钢化玻璃制成。

作为上述技术方案的改进，所述摆绳由防旋转钢丝绳制成。

作为上述技术方案的改进，所述展示台的边沿固设有围栏，所述围栏设置在灯光辅助展示系统的外部。

本发明的有益效果：

观众在观看本发明所述傅科摆演示装置进行傅科摆演示时，观众可以更加直观的感受到地球的自转，验证傅科摆实验和地球的自转，判断并验证我们身处是北半球还是南半球，同时可推算出当前所在位置的大概地理纬度，演示效果突出，展示原理丰富。所述傅科摆演示装置具有操作简单、演示效果好、便于观众直观理解。

附图说明

图1为本发明所述傅科摆演示装置的结构示意图；

图2为本发明所述摆绳、万向节和桁架的连接示意图；

图3为本发明所述摆绳与摆球的连接示意图；