Jak eksperymentowano dawniej?
|
|
|
Wahadło Foucault'a
Występują: Narrator(N), Foucalt(F)
Jak pokazać, że Ziemia wiruje?
N: Przepraszam, z kim mam przyjemność?
F: Nazywam się Jean, Bernard, Leon Foucault.
N: Czy zgodziłby się Pan na krótki wywiad, jesteśmy bowiem pod wrażeniem Pańskich osiągnięć.
F: Tak, ale jeśli to nie potrwa zbyt długo, dopóki nie przesunie się płaszczyzna wahań mojego wahadła.
N: Czy mógłby nam Pan opowiedzieć troszkę o sobie? Ci, oto młodzi ludzie chętnie posłuchają.
F:
Urodziłem się 19 września 1819 roku, w Paryżu. Ukończyłem elitarną
szkołę średnią College Stanislas. Szczerze mówiąc nie byłem pilnym
uczniem, ciągle korzystałem z pomocy korepetytora. No cóż, ale miałem
inne zajęcia, dużo ciekawsze. Moją pasją były konstrukcje wszelkich
nowości technologicznych: łodzi, telegrafów, silników parowych.
W
roku 1839 skończyłem studia w paryskiej Akademii Medycznej i chciałem
zostać chirurgiem. Niestety nie mogłem znieść widoku krwi i porzuciłem
medycynę.
Zacząłem zajmować się naukami ścisłymi.
Mam
wiele osiągnięć, ale dzisiaj opowiem tylko o jednym. Chętnie spotkam
się z Wami ponownie, jeśli będziecie chcieli dowiedzieć się czegoś
więcej.
A teraz: „Jesteście zaproszeni po to, aby zobaczyć, jak kręci się Ziemia”
N:
Tymi słowami przywitał gości Foucalt ok. 150 lat temu. W tym dniu
odbył się pierwszy raz publiczny pokaz z wahadłem w Obserwatorium
Paryskim. Ten pokaz wywołał ogromne wrażenie i książę Louis Napoleon
Bonaparte, przyszły Napoleon III, poprosił Foucalta o zademonstrowanie
eksperymentu szerokiej publiczności. Miało to miejsce 26 marca 1851
roku pod kopułą Pantheonu. Do eksperymentu użyto wahadła o długości 67
m z podwieszoną kulą armatnią o ciężarze 28 kg. Pokaz był sensacją dla
uczestników światowej wystawy w Paryżu i zapoczątkował podobne
eksperymenty na całym świecie. Od roku 1855 oryginalne wahadło Foucalta
umieszczone było na stałe w Conserwatorie des Arts et Metiers.
Natomiast jego powtórne zainstalowanie w Pantheonie nastąpiło w
październiku 1995 roku.
Przepraszam, Panie Foucalt, czy mógłby nam Pan opowiedzieć coś więcej na temat Pańskiego wahadła?
F:
Ależ oczywiście! Jest to w zasadzie zwyczajna kula zawieszona na
zwykłym drucie. Przyrząd, który w banalny, ale bezdyskusyjny sposób
pozwala nam uświadomić sobie, że żyjemy na poruszającej się Ziemi.
Spójrzmy na wahającą się kulę i zwróćmy uwagę na to, w jakiej
płaszczyźnie się ono porusza. Sprawdźmy to samo po kilkunastu minutach.
Stwierdzimy, że płaszczyzna wahań pozornie przesunęła się.
W
układzie odniesienia Ziemi wraz z Toruniem, Instytutem Fizyki i nami,
gdzie się znajdujemy, Ziemia obraca się wokół własnej osi, a wahadło,
dzięki temu, że ma duży moment bezwładności (jest długie – 16 m i
ciężkie – 29 kg) waha się w przestrzeni w tej samej płaszczyźnie. Dla
nas, żyjących na szalenie pędzącym globie, wygląda to tak jakby wahadło
poza swoim ruchem okresowym dokonywało ruchu obrotowego, zmieniając
płaszczyznę wahań.
Czas
trwania obrotu płaszczyzny wahadła o 3600 zależy od szerokości
geograficznej. Na biegunach wahadło dokonuje pełnego obrotu w ciągu 24
godzin, im bliżej równika tym wolniej wahadło zmienia płaszczyznę
wahań. Na równiku płaszczyzna ta pozostaje niezmienna. Zaś w Toruniu
czas trwania obrotu płaszczyzny wahadła wynosi ponad 30 godzin. Tak
naprawdę jest to bardziej skomplikowane, ale myślę, że odwiedzicie mnie
ponownie.
Ziemia obraca się, a płaszczyzna ruchu wahadła pozostaje bez zmian
Źródło: http://www.mif.pg.gda.pl/
Jednakże
aż do XVII w. uważano, że Ziemia nie obraca się, ponieważ tego obrotu
nie czujemy, a twierdzenie o jej obrocie uważano za herezję.
A może wiecie, gdzie znajdują się inne wahadła dowodzące ruchu obrotowego Ziemi?
N: Niestety nie wiemy, ale jesteśmy ciekawi.
F: Wobec tego przedstawię Wam miejsca, gdzie znajdują się najbardziej znane wahadła nazwane moim imieniem.
Miejsce
|
L[m]
|
M[kg]
|
Oregon Convention Center in Portland
|
27
|
408
|
Museum of Science and Industry, Chicago
|
20
|
300
|
National Museum of American History, Washington, DC
|
21
|
105
|
ONZ, Nowy Jork
|
23
|
91
|
Instytut Fizyki, Toruń
|
16
|
29
|
Pantheon, Paryż
|
67
|
28
|
N: Panie Foucault, serdecznie dziękujemy. Myślę, że była to wspaniała lekcja fizyki.
Zgadzacie się ze mną?
Widok z góry toruńskiego wahadła Foucault'a
Wahadło Foucaulta w Panteonie w Paryżu
Źródło: http://encyclopedia.quickseek.com
|