[發明專利]一種幫助理解傅科擺原理的演示裝置

在審

• 申請號: 202011275397.7
• 申請日: 2020-11-08
• 公開（公告）號: CN112349186A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 丁玲;李生林;劉多俊;杜文燕;何淑蘭;茹燕;閆向洲
• 申請（專利權）人: 閆向洲
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種幫助理解傅科擺原理的演示裝置，涉及科普演示技術領域，幫助人們獲得理解傅科擺原理所需的感性認識，由轉盤、支架、擺錘、擺線、刻度盤構成；轉盤為一圓盤，水平放置，在電機帶動下繞豎直方向的中心線勻速轉動；支架置于轉盤上，支架上設有連接擺線的掛孔；擺錘上設有連接擺線的接線環；擺線的一端與所述支架連接，另一端與所述擺錘的接線環連接；刻度盤為一圓盤，設置在所述支架下方，刻度盤中心與所述支架上的擺線掛孔在同一鉛垂線上，刻度盤盤面上有經過中心且相鄰夾角相等的刻度線。本發明創造出了易于獲得感性認識的場景，讓人們能夠清楚地看到單擺在旋轉的慣性系中擺動面會相對于旋轉系發生轉動，從而使人們能夠理解傅科擺的原理。

技術領域

本發明涉及科普演示技術領域，具體涉及幫助理解傅科擺原理的演示裝置。

背景技術

傅科擺是證明地球自轉的最好的實驗裝置，但是，真正理解傅科擺原理的關鍵在于理解一個旋轉的慣性系中單擺擺錘的擺動面會相對于旋轉系而發生轉動。由于人們沒有在旋轉的慣性系之外觀察旋轉的慣性系之中的單擺運動的感性認識，所以，對于普通人群中的大部分人，即使耐心地、清楚地看到了傅科擺的擺錘的擺動面發生了轉動，也難以理解到擺錘的擺動面的轉動是由于地球的自轉引起的；真正缺乏的是一種感性認識，不過這種感性認識可以通過觀察同類運動來獲得，因此有必要用一個旋轉的慣性系模擬傅科擺在地球上的運動，幫助人們獲得相應的感性認識，在此感性認識的基礎上才能夠真正認識到傅科擺擺錘的擺動面的轉動是由于地球的自轉引起的。

已有專利CN201820492185.6只是克服了空氣阻力后縮小了的傅科擺，并不能幫助人們獲得相應的感性認識，不能幫助人們真正理解傅科擺的原理。經檢索，沒有幫助理解傅科擺原理的相關演示裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：模擬一種將傅科擺放在地球北極(或南極)，讓觀察者跳出地球自轉的慣性系，然后以“快鏡頭”播放的場景，幫助人們獲得相應的感性認識，從而能夠真正理解傅科擺的原理。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案為：一種幫助理解傅科擺原理的演示裝置，包含有擺線、擺錘，其特征在于：由轉盤、支架、擺錘、擺線、刻度盤構成一種幫助理解傅科擺原理的演示裝置；

所述轉盤為一圓盤，水平放置，在電機帶動下繞豎直方向的中心線勻速轉動，轉速在0.2轉/每分鐘至2轉/每分鐘之間；

所述支架置于所述轉盤上，支架上設有連接擺線的掛孔；

所述擺錘上設有連接擺線的接線環；

所述擺線的一端與所述支架連接，另一端與所述擺錘的接線環連接；

所述刻度盤為一圓盤，設置在所述支架下方，刻度盤中心與所述支架上的擺線掛孔在同一鉛垂線上，刻度盤盤面上有經過中心且相鄰夾角相等的刻度線。

本發明的可選實施例中，所述轉盤上有經線和緯線，刻畫出地圖北極(或南極)的形象。

本發明的可選實施例中，所述支架包含有圓形底座，圓形底座放置在所述轉盤上，所述刻度盤設置在圓形底座上。

本發明的可選實施例中，所述擺錘為圓錐體，連接擺線的接線環在圓錐底面中心處。

本發明的可選實施例中，所述刻度盤的上面為球冠在球心一側的球冠面。

本發明的可選實施例中，所述刻度盤上的刻度線是以刻度盤中心為對稱中心的18條標角線，相鄰刻度線的夾角均為10°，其中6條為主線，其余為輔線，相鄰主線的夾角為30°，主線與輔線以粗細或(和)顏色加以區別。

本發明所取得的有益效果是：將傅科擺放在地球北極(或南極)的特殊情形理想化并以“快鏡頭”播放的措施，創造出了易于獲得感性認識的場景，讓人們能夠清楚地看到單擺在旋轉的慣性系中擺錘的擺動面會相對于旋轉系發生轉動，從而使人們能夠理解傅科擺的原理。