地球的自转

很多人都读过毛泽东同志的诗《送瘟神》其中一句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”写得极有气魄。而这“坐地日行八万里”又是怎么来的呢?原来，这与地球的自转运动有关。　

地球在绕太阳公转的同时，还在以它的自转轴为轴自西向东不停地自转着，地球自转一周是一昼夜。地球是一个略扁的球体，赤道半径平均为6378千米，极半径平均为6357千米。我们任意选择赤道上的一个点，当地球自转一周时，这个点就随之运行了一个以6378千米为半径的大圆圈，其圆周长约40054千米，折合成华里就是约八万里。“坐地日行八万里”的奥秘就在这里。

地球的自转轴是通过地球北极和南极的一个假想的轴，简称地轴。地轴所指天球上的两个点，叫做北天极和南天极，离北天极最近的那颗亮星，习惯上被称做北极星。

我们生活在地球上，但是根本感觉不到地球的自转运动。用什么方法能够证明地球的自转运动呢?傅科摆是一种很直观并且很有说服力的方法。傅科是法国物理学家，1851年，他在巴黎一座博物馆高60多米的大厅天花板上悬挂了一个重20千克的金属球，给这个金属球一个外力，让它摆动起来，由于悬挂的绳子长，金属球本身的质量又大，它会长时间摆动而不至于很快停下来。人们发现，这个金属球的摆动平面在不断地沿着顺时针改变方向。这个结果就说明了地球是在沿着逆时针方向不停地自转。后来人们就称之为傅科摆。

为什么傅科摆沿顺时针改变摆动方向说明了地球在沿逆时针方向自转呢?这是由单摆的物理特性得出的结论。在一个可以在地面转动的摆架上安一个摆球并让它摆动起来。让摆架平稳地沿逆时针方向转动起来。这时你会发现，摆球摆动的方向始终不会改变，然而相对于沿逆时针方向转动的摆架它却是沿着顺时针方向转动了一定的角度。同样的道理，傅科摆摆动起来以后并不改变摆动方向，然而我们站在沿逆时针方向转动的地球上，看不到地球的转动，却看到傅科摆是在没顺时针方向不断地改变它的摆动方向。

傅科摆动方向的变化速度与当地的地理纬度有关，纬度越高的地方变化的速度越快，在北极，它24小时转一圈，而在北京就约需37小时才转一圈。