Новости 

11.05.2023

Маятник Фуко

Каждый образованный современный человек знает, что Земля, как и любая планета солнечной системы, обращается вокруг Солнца. Помимо этого, Земля вращается вокруг своей оси, что приводит к смене дня и ночи и движению небесных тел по небосклону. Однако то, что очевидно для человека современного, не было очевидно несколько сотен лет назад. Идея отсутствия движения Земли вокруг собственной оси и наличие оси как таковой, долгое время занимала головы мыслителей античных времен. Но сейчас существуют опытные доказательства вращения нашей планеты, и одно из них – опыт, проведенный Жаном Фуко 8 января 1851 года.

Ученый, поставивший опыт, не мог изначально знать, какую огромную популярность и повторяемость получит его эксперимент. К потолку подвала выдающийся физик подвесил на проволоке длиной два метра тяжелый латунный шар и привел его в движение. Фуко уже знал, что маятники сохраняют плоскость колебаний вне зависимости от изменения положения в пространстве того, к чему они прикреплены (при условии, что способ крепления нити минимально влияет на направление колебаний), и что таким образом можно продемонстрировать вращение Земли — она вместе с подвалом повернется вокруг этой плоскости. Через некоторое время физик заметил, что плоскость качания маятника действительно отклоняется от первоначальной. Фуко сообщил, что наблюдал не что иное, как вращение Земли под точкой подвеса тяжелого предмета.

Через месяц физик продемонстрировал маятник в Парижской обсерватории. Все академики, приглашенные в этот день на демонстрацию эксперимента, получили письмо, в котором говорилось: «Приглашаю вас понаблюдать за вращением Земли». Опыт проходил в парижском Пантеоне, где Фуко подвесил к куполу маятник длиной 67 метров с шаром весом 28 килограммов и диаметром 18 сантиметров.

Маятник Фуко – математический маятник, плоскость колебаний которого медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли. Смещение маятника, установленного в произвольной точке на Земле, можно объяснить действием силы Кориолиса, которая максимальна на полюсе и отсутствует на экваторе. Чем меньше широта местности, тем меньше скорость отклонения маятника.

Представить себе плоскость, неподвижную относительно звезд и, соответственно, вращающуюся относительно Земли, очень сложно. Слишком велика Земля, слишком привычна нам ее кажущаяся «плоскость», а почувствовать вращение на себе и вовсе невозможно. Маятник Фуко же наглядно демонстрирует нам эффект суточного вращения.

Понаблюдать за вращением Земли с помощью маятника Фуко можно и сегодня. Такие экспериментальные приборы расположены по всему миру, и один из них располагается в здании хабаровского института тектоники и геофизики имени Ю. А. Косыгина. Прибор, установленный в институте – уменьшенная версия точно такого же маятника, что и в Париже. На полу рядом с маятником Фуко для наглядности плиткой выложена роза ветров, указывающая на 4 стороны света: север, юг, запад и восток. На подвесном шаре синего цвета располагается логотип ИТиГа, института, непосредственно связанного с исследованиями Земли, геофизики и геотектоники.