[发明专利]一种帮助理解傅科摆原理的演示装置

说明书

一种帮助理解傅科摆原理的演示装置，涉及科普演示技术领域，帮助人们获得理解傅科摆原理所需的感性认识，由转盘、支架、摆锤、摆线、刻度盘构成；转盘为一圆盘，水平放置，在电机带动下绕竖直方向的中心线匀速转动；支架置于转盘上，支架上设有连接摆线的挂孔；摆锤上设有连接摆线的接线环；摆线的一端与所述支架连接，另一端与所述摆锤的接线环连接；刻度盘为一圆盘，设置在所述支架下方，刻度盘中心与所述支架上的摆线挂孔在同一铅垂线上，刻度盘盘面上有经过中心且相邻夹角相等的刻度线。本发明创造出了易于获得感性认识的场景，让人们能够清楚地看到单摆在旋转的惯性系中摆动面会相对于旋转系发生转动，从而使人们能够理解傅科摆的原理。

技术领域

本发明涉及科普演示技术领域，具体涉及帮助理解傅科摆原理的演示装置。

背景技术

傅科摆是证明地球自转的最好的实验装置，但是，真正理解傅科摆原理的关键在于理解一个旋转的惯性系中单摆摆锤的摆动面会相对于旋转系而发生转动。由于人们没有在旋转的惯性系之外观察旋转的惯性系之中的单摆运动的感性认识，所以，对于普通人群中的大部分人，即使耐心地、清楚地看到了傅科摆的摆锤的摆动面发生了转动，也难以理解到摆锤的摆动面的转动是由于地球的自转引起的；真正缺乏的是一种感性认识，不过这种感性认识可以通过观察同类运动来获得，因此有必要用一个旋转的惯性系模拟傅科摆在地球上的运动，帮助人们获得相应的感性认识，在此感性认识的基础上才能够真正认识到傅科摆摆锤的摆动面的转动是由于地球的自转引起的。

已有专利CN201820492185.6只是克服了空气阻力后缩小了的傅科摆，并不能帮助人们获得相应的感性认识，不能帮助人们真正理解傅科摆的原理。经检索，没有帮助理解傅科摆原理的相关演示装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：模拟一种将傅科摆放在地球北极(或南极)，让观察者跳出地球自转的惯性系，然后以“快镜头”播放的场景，帮助人们获得相应的感性认识，从而能够真正理解傅科摆的原理。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：一种帮助理解傅科摆原理的演示装置，包含有摆线、摆锤，其特征在于：由转盘、支架、摆锤、摆线、刻度盘构成一种帮助理解傅科摆原理的演示装置；

所述转盘为一圆盘，水平放置，在电机带动下绕竖直方向的中心线匀速转动，转速在0.2转/每分钟至2转/每分钟之间；

所述支架置于所述转盘上，支架上设有连接摆线的挂孔；

所述摆锤上设有连接摆线的接线环；

所述摆线的一端与所述支架连接，另一端与所述摆锤的接线环连接；

所述刻度盘为一圆盘，设置在所述支架下方，刻度盘中心与所述支架上的摆线挂孔在同一铅垂线上，刻度盘盘面上有经过中心且相邻夹角相等的刻度线。

本发明的可选实施例中，所述转盘上有经线和纬线，刻画出地图北极(或南极)的形象。

本发明的可选实施例中，所述支架包含有圆形底座，圆形底座放置在所述转盘上，所述刻度盘设置在圆形底座上。

本发明的可选实施例中，所述摆锤为圆锥体，连接摆线的接线环在圆锥底面中心处。

本发明的可选实施例中，所述刻度盘的上面为球冠在球心一侧的球冠面。

本发明的可选实施例中，所述刻度盘上的刻度线是以刻度盘中心为对称中心的18条标角线，相邻刻度线的夹角均为10°，其中6条为主线，其余为辅线，相邻主线的夹角为30°，主线与辅线以粗细或(和)颜色加以区别。

本发明所取得的有益效果是：将傅科摆放在地球北极(或南极)的特殊情形理想化并以“快镜头”播放的措施，创造出了易于获得感性认识的场景，让人们能够清楚地看到单摆在旋转的惯性系中摆锤的摆动面会相对于旋转系发生转动，从而使人们能够理解傅科摆的原理。