Махалото на Леон Фуко – Инструментът, чрез който за първи път е доказано наглено въртенето на Земята

magnifisonz.com / 

Махалото на Фуко носи името на френския физик Леон Фуко, който чрез откритието си доказва въртенето на Земята около оста си.

Допреди няколко столетия хората са вярвали, че Земята е плоска. През 6 век преди н.е. Аристарх предполага, че всъщност Земята е топка, въртяща се около оста си за едно денонощие. Но в тези времена никой не възприема тази идея. Това се променя чак през 1543 г., когато Коперник представя своята теория, че Земята се върти около себе си и се завърта веднъж годишно около Слънцето, с което се обяснява редуването на деня и нощта и годишните сезони. Тази идея започва да се възприема с одобрение от хората, но въпреки това, те остават скептични, заради липсата на доказателство, че Земята наистина се върти. Една от идеите е била да се пусне камък в минна шахта. Тогава би трябвало да има забележимо отместване от мястото, където е пуснат камъка и мястото, където падне, заради завъртането на Земята. Обаче дълбочината на шахтата е малка в сравнение с радиуса на Земята, поради което резултатът от теста няма да е убедителен. Доказателството, че Земята наистина се върти, принадлежи на френския учен Жан Бернард Леон Фуко, повече известен като Леон Фуко. Леон Фуко е роден на 18-ти септември 1819 г. в Париж, в семейството на издател. В ранните си години той показва влечение към механиката.

В колеж изучава медицина, но се насочва към физичните науки и става сътрудник в Парижката обсерватория. Животът на Фуко е белязан с много различни постижения. Той е първият учен, заснел повърхността на Слънцето. Успява да определи скоростта на светлината в лаборатория, използвайки система от въртящи се огледала. Създава жироскопа и с помощта на махало доказва, че Земята се върти. Пръв изработва главно огледало (рефлектор) от стъкло .


Фуко отбелязва, че ако оставим едно махало да се люлее свободно, ще изглежда, че то сякаш променя своята посока на люлеене в течение на времето. Според него това е така, защото подът под махалото и сградите се завъртат заради въртенето на Земята, за разлика от махалото. Това е видимото доказателство за земното въртене.

Махалото на Фуко е представено пред света в Пантеона в Париж през 1851 г., където той използва 28 кг. метална топка, окачена на стоманено въже с дължина 67 м. Дългото въже и тежката сфера позволяват на махалото да се люлее бавно и продължително и с много малко забавяне заради въздушното съпротивление. Подът под махалото е застлан с пясък с диаметър 6 метра, а на дъното на сферата е поставен шип, който оставя следа върху пясъка при движението на махалото.


Махало с такава дължина извършва едно пълно колебание за 16.4 секунди и скоро става видно, че плоскостта на люлеене на махалото се завърта по часовниковата стрелка спрямо пода. При всяко следващо люлеене металният шип очертава следа в пясъка на около 3 мм. встрани от предишното място. За час плоскостта на въртене се завърта на повече от 11°, за 32 часа извършва пълен оборот и се завръща на старото си положение. Това е една впечатляваща демонстрация, доказваща въртенето на Земята.


Откривателят на махалото, Леон Фуко, е член на Парижката академия на науките
Леон Фуко умира на 11 февруари 1868 г. във Франция на 49 години, най-вероятно от множествена склероза. Погребан е в гробището Монмартр. Един от кратерите на Луната е кръстен на негово име.

В дневника си за 8 януари 1851 година френският физик Жан Бернар Леон Фуко описва своя експеримент, чрез който получава нагледно доказателство за въртенето на Земята. “Апаратурата”, която сам конструира, представлява махало – 5-килограмова медна топка, окачена за тавана на кабинета му на двуметрова корда. След като разлюлява махалото, Фуко наблюдава как се променя плоскостта, в която то се люлее. Понеже за това отместване няма никаква причина, физикът достига до извода, че наблюдаваната промяна на плоскостта на люлеене не е нищо друго, а нагледно доказателство за въртенето на Земята и въздействието на ускорението, породено от това въртене, върху махалото.

Жан Бернар Леон Фуко

В два часа през нощта Фуко описва в работния си дневник какво е наблюдавал. След почти един месец, на 3 февруари, ученият кани академиците от Парижката обсерватория и им демонстрира прибора си, който в последствие ще бъде наречен “махало на Фуко”. 

Махалото е поставено в парижкия Пантеон. За тавана е закрепена стоманена нишка с дължина 67 метра, за която е закачена метална топка с тегло 28 килограма. Закрепването на махалото му позволява да се люлее във всички посоки. За металната сфера е закрепено тънко метално острие, а под точката на закрепване на махалото е очертана с пясък окръжност с диаметър шест метра. Целта е металното острие да оставя следа върху пясъчната окръжност след всеки мах на махалото. За да се избегне всякакво влияние при пускането на махалото, засилването му е “автоматизирано” – завързват го в изходна позиция и после прегарят държащото го въже.

При тази дължина на окачването периодът на люлеене на махалото е 16,4 секунди. При всеки следващ мах се наблюдава отклонение спрямо предходната позиция при пресичането на пясъчната окръжност. Отместването всеки път е около 3 милиметра, а за един час плоскостта на люлеене на махалото се завърта на повече от 11° по часовниковата стрелка. 

Махалото на Фуко в парижкия Пантеон

Този експеримент влиза в историята на науката като първия, който нагледно доказва правотата на хипотезата, че Земята се върти.

Година по-късно, през 1852 година, Жан Бернар Леон Фуко конструира и първия жироскоп.

Facebook Comments