Istorija

Kaip Foucault švytuoklė įrodo, kad žemė sukasi?

1851 m. Vasario 3 d. 32 metų prancūzas, kuris metė medicinos mokyklą ir fotografavosi, neabejotinai pademonstravo, kad Žemė tikrai sukosi, nustebindama Paryžiaus mokslo įstaigą.

Veikdamas nuojauta, Leonas Foucault buvo nusprendęs, kad jis gali naudoti švytuoklę Žemės judėjimo poveikiui iliustruoti. Jis sukvietė mokslininkų grupę, viliodamas juos a pastaba pareiškdami: Jūs esate kviečiami pamatyti Žemės posūkį Foucault pakabino švytuoklę nuo Paryžiaus observatorijos „Meridiano“ kambario lubų. Plaukdamas oru jis atsekė modelį, kuris faktiškai įrodė, kad pasaulis sukasi aplink ašį.

Po mėnesio Foucault pasidalino savo eksperimentu su visu Paryžiumi didingame Panteono pastate. Amerikos fizikos draugijos duomenimis, jis sustabdytas nuo aukšto Panteono kupolo 61 svaro žalvarinis bobas ant 220 pėdų kabelio. Besisukdamas pirmyn ir atgal, smailus bobos galas atsekė smėlyje, kuris buvo pilamas ant medinės platformos. Laikui bėgant šių linijų kampas keitėsi, o tai auditorijos nariams leido manyti, kad švytuoklės judėjimo kryptis kinta veikiant nesuvokiamam - Žemės - sukamajam judesiui.





Foucault sugebėjo parodyti mokslinę koncepciją taip, kad paprastas žmogus galėtų lengvai ją suvokti Rebecca C. Thompson , APS visuomenės informavimo skyriaus vadovas. Ilgus šimtmečius buvo įprasta manyti, kad Žemė sukasi ant ašies. Tačiau Foucault kartą ir visiems laikams išsklaidė užsitęsusias abejones, tvirtai įtvirtindamas reiškinį faktų srityje. Tai iš tikrųjų pradėjo kultūrinį poslinkį iš esmės suprasti mūsų visatą kitaip, sako Thompsonas.

Eksperimentas buvo hitas, pritraukdamas sužavėtų paryžiečių pulkus ir katapultuodamas Foucault. Švytuoklės, pagrįstos Foucault skaičiavimais, pradėjo rodytis visame pasaulyje - ir vis dar yra žymios daugelio JAV ir kitų šalių mokslo muziejų savybės.



Smitsono institutas švytuoklę pavertė savo istorijos ir technikos muziejaus (kuris vėliau tapo Nacionalinis Amerikos istorijos muziejus ). Pastatas, atidarytas 1964 m. Nacionaliniame prekybos centre Vašingtone, buvo suprojektuotas taip, kad tilptų švytuoklė. Jis pakibo nuo trečiojo aukšto lubų ir 71 pėdą nusidriekė per pastato centrą, kur lėtai ir ritmingai siūbavo per fantastiškai išpuoštą apskritimą pirmame aukšte. „Smithsonian“ švytuoklę norėta apžiūrėti iš viršaus, antrame aukšte.

Fuko įkvėptas švytuoklinis aparatas „CosmoCaixa“ muziejuje Barselonoje (Ispanija). Kai švytuoklės kelias pasislenka dėl Žemės

Foucault įkvėptas švytuoklinis aparatas „CosmoCaixa“ muziejuje Barselonoje, Ispanijoje. Kai švytuoklės kelias pasislenka dėl Žemės sukimosi, bobas palaipsniui apvers visas vertikalias meškeres apskritimo apskritime.(„Wikimedia Commons“)

Žiūrėdami žemyn, lankytojai pamatys simetrišką tuščiavidurį žalvarinį bobą sveriantis apie 240 svarų ir formos kaip apversta ašara. Judėdamas pirmyn ir atgal - palengvintas elektromagnetiniu stūmimu, kad jis nuolat besisuktų, nepaisant oro pasipriešinimo ir kabelio virpesių, jis nuverstų mažo apskritimo apskritimo fiksuotose vietose stovinčius colių ar aukštus kaiščius. Laikui bėgant žiūrovai galėjo pamatyti švytuoklės svyravimo krypties kryptį, o tai reiškia, kad Žemė sukasi po jais.



Smithsono švytuoklė, kaip ir visos švytuoklės, judėjo pagal Foucault sinusinį dėsnį, kuris pagal jos platumą numato, kiek švytuoklės kelias kiekvieną dieną iškraipys. Jei nebūtų jokių išorinių jėgų, švytuoklė amžinai svyruotų pirmyn ir atgal vienoje plokštumoje - nebūtų laipsniško kampinio poslinkio. Tačiau Žemė sukasi, todėl istorija nėra tokia paprasta.

Kadangi visi Žemės paviršiaus taškai sukasi kaip vienetas, tai reiškia, kad tie, kurie yra platesnėse planetos dalyse - arčiau pusiaujo, kiekvieną sekundę turi įveikti daugiau metrų (ty eiti greičiau), kad neatsiliktų nuo taškų, sekančių mažesnius apskritimus. kiekvieną dieną šiaurinėse ir pietinėse platumose. Nors jie to nejaučia, Kvito mieste (Ekvadore) stovintis žmogus juda žymiai didesniu greičiu nei Reikjavike, Islandijoje.

Kadangi kiekvienas švytuoklės svyravimas nukelia jį nuo taško, esančio toliau nuo pusiaujo, iki taško, kuris yra arčiau pusiaujo, ir atvirkščiai, o greičiai šiuose taškuose skiriasi, švytuoklės kelias subtiliai iškraipomas kiekvienu svyravimu, palaipsniui sukamas tolyn nuo jo pradinė orientacija. Šio efekto mastas priklauso nuo to, kur žemėje svyruoja švytuoklė.

Šiaurės ašigalyje, kur nedideli platumos pokyčiai turi didelę reikšmę, švytuoklės nubrėžtas kelias per 24 valandas pasislinko per 360 laipsnių kampą, aiškina Thompsonas. Tuo tarpu ties pusiauju švytuoklės judesio visiškai nematyti.

Naudodamas savo sinusinį įstatymą, Foucault prognozavo, kad jo švytuoklės kelias Paryžiuje kiekvieną valandą pasislinks 11,25 laipsnio arba 270 laipsnių per dieną. Ir padarė.

kvepiantis vėmalu, kai jo nėra
„Smithsonian“ švytuoklė galiausiai buvo nutraukta tuo pagrindu, kad jos nebuvo

„Smithsonian“ švytuoklė galiausiai buvo nutraukta, motyvuodama tuo, kad ji nelabai susijusi su Amerikos istorija - nauju buvusio istorijos ir technologijos muziejaus akcentu.(„Smithsonian Institution Archives“)

Jo sinusinis įstatymas leidžia visiems, turintiems tinkamą trigonometrijos pagrindą, naudoti švytuoklę, kad nustatytų savo platumą. Tačiau dažniausiai viso pasaulio muziejuose švytuoklė tapo stebuklą sukeliančiu objektu.

Panašus kaip dramblys, pasitinkantis lankytojus Smithsoniano nacionalinio gamtos istorijos muziejaus rotondoje, istorijos ir technikos muziejaus švytuoklė buvo susitikimo vieta, įspūdingas apmąstymų ir švietimo fonas. Tai buvo labai panašu į fontaną parke, sako Peteris Liebholdas , Amerikos istorijos muziejaus darbo ir pramonės pasidalijimo kuratorė.

Vaikai ir suaugusieji spoksojo į švytuoklę, medituodami jos judesį ir prasmę. Vieną 1998 m. Rytą, dar neatidarius muziejaus, kabelis sugedo ir siuntė masyvų bobą link grindų, beveik nepastebėdamas darbuotojo.

Užuot taisęs laidą, muziejus pasirinko pasitraukti iš Foucault švytuoklės. Tuo metu jo direktorius nusprendė, kad įrenginys neturi daug bendro nei su Amerika, nei su istorija, sako Liebholdas.

Sprendimas padalijo darbuotojus. Buvo švytuoklių apkabintojų ir neapykantos švytuoklei, sako Liebholdas. Pro švytuoklę dirbantys darbuotojai teigė, kad žiūrėti buvo šaunu ir smagu. Anti-švytuoklinė grupė manė, kad tai nedaug prisidėjo prie muziejaus pastangų mokyti visuomenę apie Amerikos istoriją ir kultūrą.

Nors Liebholdas sako buvęs neapykantos stovykloje, jis mano, kad švytuoklės turi savo vietą, tik kitur. Pasak švytuoklės, masės labiau pasitiki mokslo galia.

Thompsonas sutinka ir pažymi, kad nors švytuoklė nebereikalinga norint įrodyti, kad Žemė sukasi, ji yra naudinga, jei galime priversti vaikus užsiimti mokslu.





^