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地球的自转（第1页）

地球的自转

地球同太阳系其他行星一样，在绕太阳公转的同时，围绕着一根假想的自转轴在不停地转动，这就是地球的自转。几百年前，人们就提出了很多证明地球自转的方法，著名的“傅科摆”使人们真正看到了地球的自转。

1851年，法国物理学家傅科在巴黎国葬院安放了一个钟摆装置，摆的长度为67米，底部的摆锤是重28公斤的铁球，在铁球的下方镶嵌了一枚细长的尖针。这个巨大的装置是用来做什么的呢？原来，傅科要证明地球的自转。他设想，当钟摆摆动时，在没有外力的作用下，它将保持固定的摆动方向。如果地球在转动，那么钟摆下方的地面将旋转，而悬在空中的摆具有保持原来摆动方向的趋势，对于观察者来说，钟摆的摆动方向将会相对于地面发生变化。原理想通了，实验却并不好做。由于钟摆方向的改变是细微的，所以稍强一些的气流就会使实验结果发生变化。由于摆臂越长，实验效果越明显，所以为了观察到方向的改变，实验地点一定要设置在顶棚很高的厅堂中，顶棚用来悬挂钟摆。傅科最后选择了巴黎高耸的国葬院作为实验场所，并在摆的下放安置了一个沙盘。在摆运动时，摆尖会在沙盘上划出一道道的痕迹，从而记录了摆动方向。实验的结果与傅科的设想完全吻合，摆的摆动显示为由东向西的、缓慢而持续的方向旋转。傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转。原来，我们脚下的地球就好像个巨大的陀螺，当用绳绕上然后拉或用鞭抽打时，可以在地上旋转一样，它也在分秒不停地自西向东旋转，每自转一圈就是一昼夜。因为地球是向东转动，而大铁球的惯性却始终是保持原来南北的摆动方向，这就产生了大铁球摆动而向西偏转的现象，因而和地板上的线段有了一个较大的夹角。如果在地球南北两极做这个实验，设法使大铁球连续摆动24小时，这时人们将会看到，大铁球的摆动平面刚好旋转了360度。

这件事发生在100多年前，当时科学还不很发达，很多自然奥秘尚未被揭示出来，人们根本不相信人类居住的地球在自转。当人们亲眼目睹过傅科的实验，并听到他的解释后，就改变了看法，相信地球在自转的人就会多起来。为了表彰付科的功绩，后人便把这种铁球大摆命名为“傅科摆”。

后来的科学家们通过对月球、太阳和行星的观测资料和对古代月食、日食资料的分析，以及通过对古珊瑚化石的研究，得到了地质时期地球自转的情况：在6亿多年前，地球上一年大约有424天，表明那时地球自转速率比现在快得多。在4亿年前，一年有约400天，2。8亿年前为390天。研究还表明，每经过一百年，地球自转周期减慢近2毫秒，它主要是由潮汐摩擦引起的。此外，由于潮汐摩擦，使地球自转角动量变小，从而引起月球以每年3～4厘米的速度远离地球，使月球绕地球公转的周期变长。除潮汐摩擦原因外，地球半径的可能变化、地球内部地核和地幔的耦合、地球表面物质分布的改变等也会引起地球自转周期变化。

地球自转与人类的生活息息相关，由于地球的转动具有高度的稳定性，所以长期以来，它都是时间和纪年的标准。近年来，科学家发现地球的自转与地震活动有密切的关系。因而研究地球自转的时间变化，可能成为一种监测强震的新手段。