Опыт Фуко




Впервые экспериментально осевое вращение планеты Земля было доказано Жаном Фуко, французским астрономом и физиком. В 1851 году им была предложена идея устройства, наглядно объясняющего, почему день приходит на смену ночи. В историю это устройство вошло как «маятник Фуко».


Маятник в этом опыте - массивный металлический шар, совершающий колебания на длинном тросе. Такая система в физике называется математическим маятником. По законам сохранения плоскость колебаний такого маятника остается постоянной.

Впервые публичный показ прибора состоялся в 1851 году. Масса шара в опыте была 28 кг, длина подвеса - 67 м, период колебания – 16,4 с.
Под маятником располагалась круглая площадка, на ее ограждение был насыпан песок. Во время движения маятник сметал песок, тем самым отмечая плоскость колебаний. После часового наблюдения участники эксперимента заметили, что плоскость сместилась на 11°. Объяснений этому факту может быть два: либо изменилось положении плоскости колебаний относительно звезд, что противоречит законам физики, либо на этот угол повернулась сама Земля. Восторжествовало последнее. Так было доказано суточное вращение Земли.


Интересные факты




Для чистоты эксперимента нужно иметь шар большой массы и подвес максимально возможной длины. Поэтому опыты проводились в самых высоких зданиях - соборах, церквях, костелах.

Первая демонстрации была проведена для избранного круга, на ней присутствовал Наполеон III, будущий французский император. Он предложил Фуко повторить эксперимент в Пантеоне – крупнейшем римским храме.

В Исаакиевском соборе Ленинграда находился маятник Фуко с самым длинным подвесом, по разным данным 93–98 м. Первая демонстрация была проведена в 1931 г. Масса шара – 54 кг, период колебания – 20 с. В июне 1990 г. маятник был демонтирован. Там, где он ранее крепился, свое прежнее место заняла скульптура голубя, символизирующая Святого духа.

Чтобы результаты были убедительными и впечатляющими, эксперименты нужно проводить на полюсах. В этом случае за каждый час плоскость колебания маятника повернется на 15°, т.е. за сутки совершит полный оборот.

На экваторе маятник Фуко «работать» не будет.

В СССР, когда церкви и костелы были превращены в музеи атеизма, маятники Фуко не были редкостью. Сегодня их можно встретить только в некоторых ВУЗах Москвы, Киева, Ужгорода, Красноярска, Минска, Могилева, Барнаула, планетариях Москвы, Санкт-Петербурга, Волгограда. Но максимальная длина подвеса сегодняшних маятников (Киевского) – всего 22 м.