傅科摆（Foucault pendulum）是一种用来证明地球自转的装置，由法国物理学家傅科（Jean-Bernard-Léon Foucault）于1851年在巴黎首次制成。傅科摆相对于恒星参照系，摆的振动平面应保持不变，但由于地球自转，地面上的观察者会观察到摆平面相对于地球表面的相对偏转，由此证明地球的自转。

傅科于1851年成功的进行了首次傅科摆实验。实验在法国巴黎国葬院进行，摆长67米，摆锤重28千克，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。当摆摆动时，在没有外力作用下，它将保持固定的摆动方向，摆下的地面则随着地球的自转而旋转，在观测者看来则是摆的方向发生了变化。傅科摆的摆臂越长，实验效果越明显。

傅科摆在地球不同地区有所不同，傅科摆在赤道上，则摆动面是不转动的，傅科摆运动轨迹不发生偏移。如果傅科摆不在赤道上，则摆平面发生转动，纬度值越大，摆动面的转动速度就越大，傅科摆运动轨迹的偏移就越明显。在北半球，傅科摆的运动向右偏移；在南半球，傅科摆的运动向左偏移。世界各地的大学、科学博物馆等处都有许多傅科摆。位于纽约联合国总部的联合国大会大楼就有一座。美国俄勒冈会议中心的傅科摆是吉尼斯世界纪录认证的最大的傅科摆。俄罗斯摩尔曼斯克地区通用科学图书馆的傅科摆则号称“北极最大的傅科摆”。南极洲阿蒙森-斯科特南极站的傅科摆是“地球陆地上转动最快的傅科摆”。

傅科摆是利用单摆的振动平面沿顺时针方向作缓慢进动来证明地球自转的实验装置。在理想情况下，单摆应在一条直线上往复摆动。然而，傅科观察到，受到地球自转的影响，单摆的振动平面实际上会发生顺时针方向的偏转。通过微分方程分析，傅科描述了摆的复杂运动，包括重力、绳的张力和科里奥利力的影响。傅科(Jean-Bernard-Léon Foucault)于1851年2月在巴黎天文台进行了第一次傅科摆实验，一个月后，该实验在巴黎万神殿进行了更大规模的复制。傅科在万神殿的圆顶上悬挂一个长约67米、摆锤重28kg的大单摆进行实验，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，测得摆动周期为16秒。为了不使悬挂摆的“支架”带动摆参与地球的自转。傅科采用“万向节”装置，从而使摆动平面超然于地球的自转。而摆臂越长，实验效果越明显，所以为了观察到方向的改变，实验地点设置在顶棚很高的巴黎天文台和万神殿中，顶棚用来悬挂摆。

随着每一次摆动，地上巨大的沙盘便留下摆锤运动的痕迹，这只大摆自始至终都没有按同一条直线来回往复，在经过一段时间后，摆动方向偏转了很大角度。通过力学理论证明只有地球自转才能做出合理解释，也就是证明了地球自转的存在。这个单摆被称为傅科摆。而地球的自转导致摆的振动面随时间顺时针转动的现象被称为傅科效应。傅科效应的显著性与实验地点的纬度相关，纬度越高，效应越明显。在巴黎，傅科测得的转动周期大约为32小时。

古希腊的费罗劳斯（Philolaus）、海西塔斯（Hicetas）等人早已提出过地球自转的猜想，中国战国时代《尸子》一书中就已有“天左舒，地右辟”的论述，而对这一自然现象的证实和它被人们所接受，则是在1543年尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus）日心说提出之后。1632年，伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》，在书中伽利略用他的潮汐理论为地球自转提供理论依据。1590年，伽利略在比萨斜塔举行了自由落体实验，用实验证明了地球自转。

傅科对摆和地球自转问题的兴趣起因于天文观察。为了控制望远镜系统的运动，傅科依照17世纪克里斯蒂安·惠更斯（ChristiaanHuygens）未曾实现的圆锥摆钟的设计方案，傅科于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎国葬院进行，摆长67米，摆锤重28千克，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。傅科的演示直接证明了地球自西向东自转，所以人们称呼实验中的摆为“傅科摆”，当时的法国政府还向傅科颁发了荣誉骑士五级勋章，以表彰他的科学贡献。傅科的实验引发了全世界的一股实验热潮，人们纷纷效仿傅科，用长长的摆来揭示地球的自转。人们发现，在地球的两极，傅科摆24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆的旋转速度介于两者之间。

当摆摆动时，在没有外力作用下，它将保持固定的摆动方向。如果地球在转动，那么，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，摆的摆动方向随着地面的旋转而发生变化。由于摆的方向的改变是细微的，稍强一些的气流就会使实验结果发生变化。傅科最后选择了巴黎的万神殿作为实验场所，并在摆的下方安置了一个沙盘。在摆运动时，摆尖会在沙盘上画出一道道痕迹，从而记录摆动方向。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。傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。傅科摆实验成功的前提有三个：首先，由于地球的自转比较缓慢，需要一个比较长的摆线才能显示出轨迹的差异。其次，由于空气阻力的影响，这个系统必须拥有足够的机械能。第三，为了不使悬挂摆的“支架”带动摆参与地球的自转，需要使用“万向节”装置来悬挂傅科摆，从而使摆动平面超然于地球的自转。

以太空中的恒星系作为惯性参照系，观察地球上的傅科摆，单摆只受地球重力和拉力的作用，其合力方向始终在摆的振动平面内，由于惯性，摆的振动平面相对于恒星参照系来说将保持不变。但地球是自转的，那么地面上的物体包括傅科摆仪器下面的量角器也随地球一起运动，因此傅科摆仪器下面的量角器相对傅科摆平面的位置要发生偏转。地球上的人习惯于以地球为参照物，就会感觉到摆平面相对地球的位置（量角器）发生相反的偏转。地球自转使其成为一个非惯性参照系，若以地球为参照系，相对地面运动的物体和静止物体是不一样的状态，运动的物体除了受离心力外还有另外一种惯性力—科里奥利力作用。

地球自西向东旋转，其角速度ω的方向沿地轴指向北极。处于北半球某点的运动物体速度v方向，可以证明该物体所受的科里奥利力表达式为

科里奥利力f的方向由v和ω的向量积决定，所以f总是垂直于v，其作用是使v发生偏转。

在地球的南北极，傅科摆的摆动平面24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆的旋转角速度介于两者之间。傅科摆在地球的不同地点旋转的角速度不同，说明了地球表面不同地点的线速度不同。因此，傅科摆还可以用于确定摆所处的纬度。通过理论推导可以得出傅科摆平面旋转角速度满足：

式中，ω是地球自转角速度；φ是所在地球的纬度，只要测出其中两个量，则地球的纬度φ就可以算出。

分析傅科摆的牛顿力学方法，给定固定于地球上的体坐标系，，(即观察者自身坐标系)。假设摆的长度很长，忽略摆球在方向的位移以及地球转动产生的离心力，可以得到摆球的运动方程

式中，为摆球的质量，为摆球的矢径，为重力加速度，为地球角速度向量。

与大学物理中用科里奥利力解释傅科摆不同，这里从另一个角度来研究傅科摆。相对于静止坐标系，摆平面在平直空间移动时不会发生任何偏转。假设地球是不转的，傅科摆在球体上沿纬度不变的方向移动一周，对于摆来说，摆平面转动的角度和地球自转的效果是相同的。直观上很容易解释矢量(即摆球速度矢量)沿固定纬度方向的转动。把沿固定纬度的路径外接一个圆锥，圆锥可以拓扑同胚于二维平面，这样圆锥展开面上的直线即为曲面上的直线，球面上向量的平移。

先考虑摆平面在曲面上的偏转问题。二维生物在球面上看球体与鸟在空中看球体是不同的。二维生物仅能感知经度和纬度的二维空间，对于三维空间中的任何事件或物体，二维生物只能通过投影到切平面上来感知。三维向量在地球的切平面上可以写为，二维生物只能感知到切平面上的。任何空间中，直线的特征是物体沿该直线匀速运动时，加速度矢量为零。通过类比，二维球面上的直线(测地线)可以定义为：当物体匀速运动并且切于球面的加速度为零时，物体经过的路径为直线。二维生物感知到匀速运动物体在方向的加速度为零(但沿方向加速度可以不为零)的任何曲线都是直线，可以证明该直线就是球面上的大圆。如果傅科摆的摆球速度向量平移方向是测地线方向，摆平面是不会转动的，否则会有沿切平面方向的加速度，摆平面一定转动。

傅科摆的首次公开展览于1851年2月在巴黎天文台子午线处举行。一个月后，傅科制作了更大规模的钟摆，悬挂在巴黎万神殿的拱顶下以67米长的钢索悬挂着一颗28千克重的铅锤。这个单摆的摆动平面以每小时顺时针方向11°，以31.7小时环绕一圈。1855年，这个单摆被移到法国国立工艺学院的国立工艺博物馆。在2010年4月6日，在国立工艺博物馆悬挂铅锤的钢索断裂，使单摆和博物馆的大理石地板受到无法修补的损坏。

巴黎万神殿中的傅科摆1851年12月的政变而停止。1902年为纪念50周年而建造了第二个临时装置。自1995年开始，原摆的精确复制品一直在巴黎万神殿的圆顶下运行。

1955年荷兰政府赠送给联合国一个傅科摆。这个傅科摆悬挂在联合国总部的联合国大会大楼中，摆长22.9米，摆锤重91公斤，摆动周期为8.5秒。

美国俄勒冈会议中心的傅科摆作为世界上最大的傅科摆被列入吉尼斯世界纪录，其长度约为27米，摆锤重408公斤。曾经有更长的钟摆，例如俄罗斯圣彼得堡圣以撒大教堂的98米钟摆。而俄勒冈大学伽莫夫塔中的傅科摆长度约为39.4米，摆锤重309.2公斤。加利福尼亚州科学院的傅科摆，摆长10.2米，摆动周期为6.4秒，转动周期为39.2小时。

俄罗斯摩尔曼斯克地区通用科学图书馆的傅科摆则号称“北极最大的傅科摆”，其长度为21米，摆锤重28公斤。南极洲阿蒙森-斯科特南极站的傅科摆则号称“地球陆地上转动最快的傅科摆”，其摆长33米，摆锤重25公斤，转动周期被确定为24小时±50分钟。

北京天文馆中的傅科摆转动周期约为37小时，中国科学技术馆中也有一座傅科摆。新南威尔士大学物理学院的傅科摆转动周期约为43 小时。