怎麼肉眼識別旋轉體的旋轉方向？

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玩指尖陀螺，發現陀螺看起來一會順時針轉，一會逆時針轉。如果僅憑肉眼，怎麼識別它的旋轉方向？

我在工作中遇見過類似的問題。

原來我在一家玻璃製造企業工作時，企業里有玻璃纖維工段，裡面有玻璃纖維抽絲車間，有織布車間，有玻璃鋼車間等等。

在玻璃纖維抽絲車間，把玻璃球熔融到近1000度，讓玻璃液從白金孔板中流出，然後用高速旋轉的抽絲機滾筒上抽繞成玻璃纖維。玻璃纖維的直徑在數微米級別。

由於玻璃纖維是繞制在滾筒上的，因此滾筒的選擇轉速非常重要，它決定了玻璃纖維的直徑，以及玻璃纖維繞制方向。這些都與後續的織玻璃纖維布有很大的關係。

為此，工藝中需要觀察滾筒表面的狀況。

但滾筒是以每分鐘3000多轉的轉速高速運行，如何觀察？

某日，來了幾位德國工程師，他們帶來一台儀器，能發出斷續的藍色強光，然後調節閃光頻率，就可以從屏幕中看到玻璃纖維滾筒緩慢地旋轉運動。經過調節，可以讓屏幕中的玻璃纖維滾筒視覺效果非常緩慢地正向旋轉運動、停止運動，或者反方向旋轉運動。由此可以實現玻璃絲繞制全方位的觀察。

後來我們知道了，這就是頻閃觀察儀。

由於德國人帶來的並非專門用於玻璃纖維滾筒的頻閃儀，因此不是很好用。德國人走後，我們開始在國內試圖採購，發現所有的產品都不適用玻璃抽絲。最後，我們自己研發了玻璃纖維繞制專用頻閃儀。

顯見，用頻閃儀觀察旋轉物體的選擇方向是很容易的事情。

下圖是實用頻閃儀產品：

所謂頻閃儀，其實就是射出一股強光，且射強光的頻率恰好被測對象的轉速，於是從頻閃儀的液晶顯示器中就能看到對象的轉速參數。

但我們需要從頻閃儀的顯示器中看到玻璃纖維滾筒的表面狀況，以及它的轉速參數。所以我們自製了專用於玻璃纖維抽絲機的頻閃儀，解決了這個問題。

從專用頻閃儀屏幕中就能看見固定不動的玻璃纖維滾筒表面狀況。略微調節頻閃頻率後，就能讓視頻中的玻璃滾筒向前或者向後緩慢旋轉，由此可以觀察滾筒全方位的表面狀況。例如頻閃頻率略低於滾筒頻率，就能看見滾筒緩慢地正轉，並且能看到滾筒360度的全方位情況；如果頻閃頻率略高於滾筒頻率，則看見滾筒緩慢地反轉，同樣也能看到滾筒360度的全方位情況。

利用這個原理，我把這個問題作為學生畢設的課題，讓學生製作了帶顯示器的頻閃儀，來觀察轉速達5000轉的高速物體表面狀況，以及判斷旋轉物體的旋轉方向和轉速數據，還可以錄像，記錄一段被測物體的表面狀況的視覺紀錄。

最後，回答題主的問題：

對於高速旋轉的某物體，想用肉眼看它的旋轉方向，是完全不可能的。

我觀察過一台水泵電機。這台水泵電機的功率是17kW，極數為2極，轉速為2980轉/分，即每秒鐘近50轉。電機通過聯軸器與水泵相接。

我試圖用某種方法來判斷出電機的旋轉方向。我試著往電機聯軸器上撒灰塵，撒小土塊看落點方向，用手電筒照射等等，一切方法都用盡了，根本就無法判斷聯軸器的旋轉方向。

所以，題主想用肉眼判斷出高速旋轉物體的旋轉方向，是不可能的。

跟著張工過來的，我來用多數人能聽懂的語言教你一招吧（順便試試知乎的公式編輯器）。

已知指尖陀螺的角速度為ω，這個角速度過大，以至於人眼無法直接觀察到。

於是我們把指尖陀螺放到一個日光燈下，已知日光燈接在工頻交流電上，閃爍頻率f=50Hz，兩次亮光的時間間隔T=0.02s。

接下來我們把角速度度為ω拆分為兩部分， $omega=frac{2fkπ}{3}pmomega_{0}=frac{100kπ}{3}pmomega_{0}$ (k取整數)

當 $omega_{0}=0$ 時， $omega=frac{2fkπ}{3}$ ，這就意味著在兩次閃光的間隙，指尖陀螺轉過了 $frac{k}{3}$ 圈，跟上一次閃光時位置重合，在肉眼看來，指尖陀螺就是「靜止不動」的。

當 $omega_{0} e0$ 時，指尖陀螺在兩次閃光的間隙轉過了 $frac{2kπ}{3}pmomega_{0}T=frac{2kπ}{3}pm0.02omega_{0}$ 弧度，與上一次閃光時相比，多/少轉動了 $pmomega_{0}T$ 弧度，這樣，在肉眼看來，指尖陀螺就在以角速度 $omega_{0}$ 轉動。