Для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли во многих университетах, планетариях и библиотеках используют маятник Фуко. Я расскажу о храмах, в которых демонстрировали или демонстрируют сейчас этот опыт.
Пантеон, Париж
Французский физик Жан Бернар Леон Фуко (1819-1868) впервые продемонстрировал свой эксперимент 8 января 1851 года. В погребе своего дома в Париже физик выполнил опыт с маятником длиной 2 метра. Эксперимент вызвал повышенный интерес и уже в марте того же года был осуществлен публично под куполом Пантеона в Париже.
В здании Пантеона учёный подвесил металлический шар массой 28 килограммов на стальной проволоке длиной 67 метров. В нижней части металлического шара было закреплено остриё. Крепление позволяло маятнику свободно колебаться во всех направлениях. Перед запуском маятник отводили в сторону и привязывали веревкой, которую потом пережигали - это позволяло избежать бокового толчка. Маятник раскачивался над огороженной площадкой диаметром 6 м. По диаметру площадки была насыпана песчаная дорожка, и маятник при движении остриём прочёркивал на песке отметки. Через несколько минут можно было заметить, что плоскость качания маятника изменилась.
Примерно за 32 часа маятник совершил полный оборот и очертил на песке траекторию своего вращения. С помощью этого эксперимента было наглядно продемонстрировано суточное вращение Земли. Опыт можно сделать ещё более зрелищным, если поставить у края траектории движения маятника какой-нибудь предмет, который будет сбит через некоторое время.
Каким же образом изменения плоскости колебания маятника доказывает вращение Земли? По законам физики, маятник не меняет плоскости своего раскачивания. Но песок или предметы, поставленные для эксперимента, вращаются вместе с поверхностью Земли в ходе её суточного кругового движения и в какой-то момент оказываются в плоскости качания маятника.
Чем длиннее нить, на которой подвешен металлический шар, тем больше поворот, совершаемый за один период. Соответственно при демонстрации работы маятника Фуко в очень высоких зданиях, например, в храмах, вращение Земли будет ощутимей, а сам эксперимент зрелищней.
На фотографии - современная копия маятника Фуко и каменная статуя египетской кошки. (Фото)
Фукусайдзи, Нагасаки
В японском городе Нагасаки на острове Кюсю находится необычный буддийский храмовой комплекс. Фукусайдзи основали китайские монахи из провинции Фуцзянь в 1628 году, но во время атомного взрыва 9 августа 1945 года он был уничтожен. Монастырь восстановили в память о погибших в 1979 году. Ежедневно ровно в 11-02, во время взрыва атомной бомбы, звонит храмовый колокол.
По форме храм-мавзолей похож на гигантскую черепаху, на панцире которой поставлена большая белая статуя богини милосердия Каннон. Скульптура высотой 18 метров и весом в 35 тонн выполнена из алюминиевого сплава.
В храме над останками 16 500 погибших во время Второй мировой войны подвешен маятник Фуко. 25-метровый трос находится внутри статуи.
На фотографии - интерьер храма. Трос маятника Фуко выходит из золотого отверстия в своде и спускается за металлическое ограждение на полу.
Фотографии: +
Базилика Сан-Петронио, Болонья
Пожалуй, самым подходящим местом для демонстрации маятника Фуко стал итальянский «город наук», где был основан старейший университет Европы (1088 год). Кафедральный собор Болоньи, посвящённый покровителю города святому епископу Петронию, строился несколько столетий, начиная с 1390 года. Базилика поражает своими размерами: длина здания 132 метра, ширина - 60 метров, высота сводов - 45 метров.
В соборе демонстрируют не только опыт Фуко (на фотографии на дальнем плане). Профессор астрономии Болонского университета Джованни Доменико Кассини (1625-1712) в 1665 году обозначил внутри собора, на полу, меридиан длиною в 66,8 м, на котором можно наблюдать движение солнечного луча через отверстие в крыше храма и отмечать дни и месяцы.
Фотографии: +
Костел святых Иоаннов, Вильнюс
Единственный в Литве маятник Фуко находится в католическом костёле. Названный в честь св. Иоанна Крестителя и св. евангелиста Иоанна, костёл был построен в XVIII веке по проекту Иоганна Кристофа Глаубица (1700-1767). Увидеть маятник можно в Музее науки, поднявшись на второй этаж 68-метровой колокольни.
Фотографии: +
Софийский собор, Вологда.
В России в советское время первый показ опыта Фуко был подготовлен Госмузеем, Союзом воинствующих безбожников и Обществом краеведов. Демонстрация состоялась во время антипасхальной кампании 1929 года в Софийском соборе Вологды. В здании была устроена антирелигиозная выставка, и маятник стал одним из её экспонатов. 18-метровая нить была подвешена к металлическим связям в интерьере. (Фотография 1917-1950 г.)
Исаакиевский собор, Санкт-Петербург
В пасхальную ночь с 11 на 12 апреля 1931 года в Исаакиевском соборе был продемонстрирован маятник Жана Фуко. Тысячи зрителей стали свидетелями научного триумфа. Бронзовый шар, подвешенный к куполу, был приведён в действие для наглядной демонстрации вращения Земли. Длина нити была 98 м - самой длинной за всю историю демонстрации опыта.
Маятник сняли в 1986 году, а в центр купола, где раньше крепился трос, вернули скульптуру голубя - символ Святого Духа. Сейчас маятник Фуко хранится в подвале Исаакиевского собора, в мемориальной экспозиции «Чтобы помнили».
В журнале «Мир музея» (№10, 2016 г.) сказано, что ещё в 1901 году в кафедральном соборе св. Исаакия Далматского демонстрировали опыт Жана Фуко. Но не в центре, под куполом, а своде боковой арки.
Вид на площадь Декабристов и Исаакиевский собор. 1930-1936 гг.
Экспозиция Государственного антирелигиозного музея в здании Исаакиевского собора. Ленинград, 1931 г.
Школьники у модели, объясняющей опыт с маятником Фуко. Государственный антирелигиозный музей. 1930-е гг.
Экспозиция Государственного антирелигиозного музея. 1930-е гг. Модель, помогавшая понять суть опыта.
В той же статье местом проведения опыта указан и снесённый в советское время Андреевский собор Кронштадта . Опыт в нём продемонстрировали в конце первого десятилетия XX века.
© Ерашов В.М.
По имеющейся теории считается, что маятник Фуко совершает суточное вращение плоскости колебаний благодаря силе Кориолиса. А так ли это?
Есть фундаментальная теорема, работа сил в потенциальном поле по замкнутому контуру равна нулю. От сюда вытекает, что и изменения скорости системы равны нулю и путь пройденный системой равен нулю. Гравитационное поле – самое что ни есть потенциальное поле, а маятник Фуко, колеблясь, движется по замкнутому контуру. Следовательно, и действие силы Кориолиса на него равно нулю. Таким образом, существующая теория в корне противоречит фундаментальным принципам современной науки.
Еще один момент, который мы должны отметить, если установить маятник Фуко на Северном полюсе и взвести маятник. Шар маятника на величину амплитуды колебаний отклонится от оси вращения Земли и приобретет кинетическую энергию ее вращения. Далее отпустим шар в свободные колебания, он должен колебаться в плоскости минимальной энергии, то есть в плоскости жестко связанной с вращающейся Землей и плоскость его колебаний не будет поворачиваться относительно Земли, вернее она будет поворачиваться вместе с Землей. А чтобы маятник совершал видимое вращение (находящемуся на Земле человеку) на маятник Фуко должна действовать какая-то дополнительная сила, но не центробежная сила вращения Земли, которая, как мы определили, источником вращения плоскости маятника служить не может. Центробежная сила только способна сдвинуть точку равновесия маятника в сторону от отвеса, направленного на центр тяжести Земли, но вращательного движения маятнику она не создает.
Далее рассмотрим еще один момент, если на том же Северном полюсе выкопать мысленный глубокий колодец и опустить в него длинный отвес. Если бы Земля в Космосе находилась одна, то не смотря на вращение Земли, отвес всегда был бы направлен строго к центру масс и ни каких колебаний не совершал. Это еще раз доказывает, что центробежная сила маятник Фуко не раскачивает и не вращает его плоскость колебаний. Но в Космосе помимо Земли есть еще и другие тела, например Луна. Давайте посмотрим, как будет действовать Луна на длинный гипотетический отвес, который мы разместили на полюсе. Теперь отвес будет направлен не строго к центру масс Земли, а в точку притяжения системы Земля-Луна, которая всегда должна находиться на прямой, соединяющей центры масс Земли и Луны, но отстоять от того же центра масс Земли на расстояние пропорциональное силе притяжения Луны. Реально такая точка будет отстоять от центра масс Земли всего на несколько десятков метров. И это точка будет совершать суточное вращательное движение относительно центра Земли. Правда, длину суток в этом случае нужно брать не солнечную, а лунную, которая равна 24 часа 50 минут. Таким образом мы установили, что присутствие Луны заставляет конец отвеса на полюсе Земли совершать вращательное движение против часовой стрелки с периодом в лунные сутки. А так как отвес – это тот же маятник Фуко, только не взведенный, мы установили, что конец любого подвесного маятника на полюсе совершает вращательное движение с периодом в лунные сутки. Обратите внимание, маятник Фуко по принятой теории на полюсе совершает вращательное движение с периодом в солнечные сутки, а по нашей в лунные сутки. Еще отметим, какой бы теорией мы не придерживались, влияние Луны на поворот плоскости качания маятника Фуко однозначно существует, так как сила притяжения Луны – это вещь реальная. Другое дело, на сколько эта сила чувствительна для маятника Фуко, может оказаться, что на практике она мизерна, расчеты мы не проводили, и не может быть реальным источником вращения плоскости маятника Фуко (искусственного). Почему мы ввели слово искусственный? Дело в том, что сама Земля является естественным маятником, ось вращения совершает колебательные движения относительно центра тяжести, как метроном, в том числе и с периодом в лунные сутки. Вот Земля то точно лунное притяжение чувствует и главный ее маятник колеблется в такт движению Луны, совершая тем самым вынужденные колебания. Напомним, кроме вынужденных колебаний есть еще и собственные колебания полюсов Земли с частотой Чандлера (428-430 сут.), но собственные колебания обладают очень большой частотой, чтобы влиять на скорость вращения плоскости колебаний искуственных маятников Фуко. Нас пока будут интересовать только вынужденные колебания с частотой близкой к суточной. Мы установили, что Земля совершает вынужденные колебания (вращательные) полюсов под действием притяжения Луны с периодом в лунные сутки. Если на Земле установить искусственный маятник Фуко, то на его колебаниях должны сказываться суточные колебания полюсов Земли, вот они и могут заставить вращаться плоскость колебаний маятника Фуко. Причем, зависимость скорости вращения маятника Фуко как в существующей теории, так и в предлагаемой зависит от синуса угла между осью вращения Земли и местом расположения маятника. То есть и по нашей теории на экваторе маятник Фуко вращаться не будет, но по нашей теории он получит вынужденную раскачку в плоскости экватора, то есть такой маятник способен раскачаться без сообщения энергии человеком, энергией маятник снабдит Луна.
Мы учли только влияние притяжения Луны, нужно учитывать еще и притяжение Солнца, хотя на земные процессы оно влияет в 2,3 раза слабее лунного, но оно существенно. Притяжение Солнца вращает плоскость колебаний маятника Фуко с периодом в солнечные сутки. Когда Земля, Луна и Солнце выстраиваются на одной лини, период солнечных колебаний совпадает с периодом лунных колебаний, в такие моменты маятник Фуко может ускорять скорость вращения плоскости колебаний. Не это ли явление обнаружил Морис Аллэ в 1954 году? Хотя мы не исключаем, что эффект Мориса Эллэ может заключать в себе и другие, пока не известные науке явления. Например, мы в будущем планируем рассмотреть влияние магнитного поля на скорость вращения плоскости колебаний маятника Фуко, но это будет уже в других статьях. Пока ограничимся изложенным материалом.
В этой работе мы изложили альтернативную теорию вращения плоскости колебаний маятника Фуко. Выделим отдельно, мы не отрицаем наличие ускорения Кориолиса и влияние его на отдельные стадии раскачивания маятника, но утверждаем, что в целом за цикл (это утверждает теорема о работе в потенциальном поле по замкнутому контуру) работа силы Кориолиса равна нулю. Еще выделим, по существующей теории скорость вращения маятника на полюсе равна один оборот за солнечные сутки, то есть за 24 часа, а по нашей теории равна лунным суткам 24 часа 50 минут. Отметим и один очень любопытный момент, если придерживаться традиционной теории, то на Земле должна быть широта, где скорость вращения маятника силой Кориолиса совпадает с частотой вынужденных колебаний, то есть с лунными сутками, назовем эту зону зоной резонанса. Расчеты показывают, что такая зона размещается не очень далеко от полюса и на повседневной жизни мало сказывается, так как она находится в мало обитаемой зоне, причем под вечным льдом, что мешает разгуляться океаническим волнам, если только внутренним, что может представлять опасность для подводных лодок. Но по логике вещей должна быть и следующая резонансная зона, где скорость вращения маятника равна удвоенным лунным суткам, собственные колебания совпадают с вынужденными через раз. В такой зоне колебания океана (они тоже в какой-то степени маятник Фуко) могут входить в резонанс с циркуляцией точки лунного притяжения. В этой зоне и сейсмическая активность должна быть повышенной. Таким образом данная работа предоставляет ученым право выбора, либо принять альтернативную теорию, либо придерживаться старой, но тогда искать на Земле зоны резонанса.
Первоисточники
1. А.Н. Матвеев «Механика и теория относительности» , М, 1976.
2. «Проблемы с маятником Фуко» http://qaxa.ru/zemla-luna/420-2010-02-03-16-41-48.html
11.06.2015г.
Вчера, размещая работу, меня раздирали сомнения, исходя из ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ теоремы работы сил в потенциальном поле по замкнутому контуру вращения плоскости колебаний маятника Фуко силой Кориолиса не должно быть, а они как бы есть, причем для Северного полушария это вращение антициклоническое. Напомним в антициклоне воздушные массы опускаются и их Кориолисово ускарение закрусивает по часовой стрелке, тогда как в циклоне воздушные массы поднимаются и их Кориолисово ускорение закручивает против часовой стрелки (разговор ведем про Северное полушарие). Когда воздушные массы не поднимаются и не опускаются, а просто движутся в каком-то направлении, неважно в каком, Коориолисово ускорение себя не проявляет, и по теории его не должно быть. Маятник Фуко то поднимается, то опускается, значит его Кориолисово ускорение закручивает то в одну сторону, то в другую. В результате, если изменения высоты не происходит, то общий эффект должен быть нулевым, то есть маятник не должен вращаться за счет Кориолисова ускорения(как мы выяснили выше, его могут вращать другие силы, правда период тогда будет прапорционален лунным суткам, а не солнечным). Но если вопреки всему Кориолисово ускорение вращает маятник с антициклонической закруткой (маятник опускается), тогда вывод следующий - Земля на данном историческом этапе СЖИМАЕТСЯ (!).
12.06.2015Г.
Рецензии
"Когда воздушные массы не поднимаются и не опускаются, а просто движутся в каком-то направлении, неважно в каком, Кориолисово ускорение себя не проявляет, и по теории его не должно быть" - это не верно.
Если есть ненулевая скорость движения, действует и сила Кориолиса.
Кориолисово ускорение действует тогда, когда движущееся тело движется по переменному радиусу вращения Земли, нет изменения радиуса вращения, нет и Кориолисова ускорения.
Совершенно не верно. Допустим, река течёт вдоль параллели - радиус вращения Земли постоянный, а сила Кориолиса подмывает правый берег.
Я проверил по учебнику для университетов "Механика и теория относительности" А.Н. Матвеева. Ответ не в Вашу пользу, и давайте на этом демогогию прекратим.
А зачем же вы стали ругаться "демагогией"? Это просто научный вопрос, можно и без ругани прояснить.
Вы разве не слышали, что ВСЕ реки в северном полушарии, куда бы ни текли, подмывают правый берег из-за силы Кориолиса?
Утомили своими обильными знаниями, потому что толкем воду в ступе. На счет рек - это прописная истина, но ее не следует понимать, что правый берег сплошь и рядом подмыт. Вы сами-то по рекам ходили? Берега подмыты в основном на поворотах, а это уже в первую очередь центробежное течение. Действие Кориолисова ускорения выявляется только при тщательном обследовании, при наборе массы данных. Точка, дискуссию прекращаем, я Вам в педагоги не нанимался. Все последующие ваши опусы сотру.
Стирать, Владимир, вы можете, только это глупо. Речь ведь у нас не о самих реках, а о наличии или отсутствии силы Кориолиса. И вы в вышеназванном случае ошибаетесь.
Второй пример приведу: правый рельс по ходу движения поездов (движение в одну сторону) в любом случае изнашивается сильнее. И тоже из-за силы Кориолиса.
Если вы с этой силой не разберётесь, то как можно обсуждать маятник Фуко?
Кто из нас ошибается?
Ваши аргументы используются не корректно. Наличие сил Кориолиса в Природе я не отрицаю. Да, и берег подмывают и рельсы изнашивают, но это не мешает силам Кориолиса при движении тела по мередиану действовать, а при движении по параллели -нет.
Не верите мне, тогда спорьте с учеными, которые учебники пишут. Вот цитата из учебника для университетов А.Н.Матвеев "Механика и теория относительности",М,1976.(стр.405):
Если скорость направлена параллельно оси вращения, то никакого кориолисова ускорения не возникает, поскольку при этом соседние точки траектории имеют одинаковую переносную скорость".
Конец цитаты.
До свидания!
Матвеев абсолютно прав! как и любой учебник механики. Только параллели не параллельны оси вращения Земли, а перпендикулярны. Нарисуйте, в конце концов, объёмную схему земного шара, и сами увидите!
Коль Вы такой дотошный и не хотите движение по постоянному радиусу признавать за параллельное оси вращения, то посмотрите вывод формулы для Кориолисова ускорения в том же учебнике. К стати, там случай движения тела с постоянным радиусом вращения рассмотрен отдельно. Здесь не пишутся формулы, а то я бы этот вывод привел, он достаточно простой. Там записывается центробежное ускорение как квадрат суммы относительной и переносной угловых скоростей на радиус вращения. При раскрытии квадрата суммы образуются три члена (школьный курс) квадрат первого члена плюс удвоенное произведение первого члена на второй плюс квадрат второго члена. Так вот удвоенное произведение переносной угловой скорости скорости на относительную и на радиус вращения и у Матвеева названо кориолисовым ускорением. Оно как бы формально есть и при движении тела по параллели, но у того же Матвеева сказано, что все три ускорения (относительное, переносное и кориолисово) при движении тела по окружности постоянного радиуса направлены к центру вращения. Если это же вырожение записать через обсолютное ускорение, то оно сведется только к центобежному ускорению, без всякого кориолисова. Физическая суть всего этого сыр бора в том, что при движении тела по параллели никаких ускорений подмывающих правый берег или рельс не возникает, даже если один из членов разложения формально назван кориолисовым ускорением (истинное кориолисово ускорение всегда направлено перпендикулярно относительной скорости, оно то и подмывает берег и рельс. Но это только в случае движения тела по мередиану. В произвольном случае движение нужно разлогать на составляющие. Ферштеин?
Вы запутали себя сложными случаями, наличием относительного и переносного ускорений. К чему это? Рассмотрите простейшее движение с постоянной скоростью. Вот сила Кориолиса:
Где v - скорость относительного движения; ω - вектор угловой скорости Земли.
Обратите внимание, что сила максимальна, когда вектора v и ω перпендикулярны. Это как раз соответствует случаю движения по параллели.
По величине кориолисова (в широком понимании) у нас нет расхождений. Расхождения только в том, что в случае движения тела по параллели у меня и у Матвеева, подчеркиваю у Матвеева это специально оговарено, все ускорения направлены к центру вращения, а у Вас откуда-то берется перпендикулярная состовляющая. Перпендикулярная составляющая присутствует только при движении по мередиану(в общем случае проекция на мередиан)и только в этом случае.
Сила Кориолиса направлена к оси вращения при движении тела с востока на запад. Если движение направлено с запада на восток - сила действует от центра (совпадает по направлению с центробежной).
Цитата:
Никакой "перпендикулярной составляющей" у меня нет.
Конец цитаты.
Вот и разобрались. То что "к центру" или "от центра" это дело десятое. Красная нить нашего спора, существует ли состовляющая кориолисова ускорения при движении по параллели, направленная перпендикулярно переносной скорости, ибо она и именно она подмывает берега, снашивает рельсы и вращает плоскость качания маятника.
Оказывается зря спорили, такой составляющей нет.
Спасибо за тренировку.
Во-первых, не переносной скорости, а относительной скорости. Сила Кориолиса ВСЕГДА перпендикулярна скорости движения. И такая сила при движении по параллели - есть.
Спорили не зря, и вы, кажется, всё ещё продолжаете сопротивляться:-) Вот это зря!
Во-первых, о терминалогии. При движении вдоль параллели переносная и относительная скорости совпадают по направлению, Ваша поправка в данном случае не имеет смысла. А если уж говорить о смысле, то разговор идет именно о переносной скорости, то есть о скорости от вращения Земли (переносная), а не о скорости тела относительно Земли (относительная).
Во-вторых,на счет, кориолисово ускорение ВСЕГДА направлено перпендикулярно относительной скорости. Да, с этим трудно спорить, так то оно так, но в данном случае кориолисово ускорение направлено к центру вращения (а не куда-то вбок), об этом говорит и Матвеев), то есть направление кориолисова ускорения и центробежного либо совпадают, либо противоположны, смотря как движится тело (по ходу вращения Земли, или против). Вы правы только в одном, центр вращения (для произвольной широты) не совпадает с центром притяжения Земли, поэтому всегда есть и какая-то горизонтальная проекция как для центробежного ускорения так и кориолисова. Но это очень слабое утешение для Вас, потому как в разбираемом примере центробежное ускорение более чем в 200 раз превосходит кориолисово. Получается, что для практического расчета при движении по параллеликориолисовым ускорением можно безболезненно принебречь.
Итого:
Я прав на 99,5%, а Вы на 0,5%.
Ежедневная аудитория портала Проза.ру - порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.
Для этого был использован маятник длиною 2 метра. В феврале с разрешения Доминика Франсуа Араго он повторил опыт в Парижской обсерватории, на этот раз удлинив маятник до 11 метров. В подготовке эксперимента принимал также участие ассистент Фуко Фромент .
Первая публичная демонстрация была осуществлена уже в марте 1851 года в парижском Пантеоне : под куполом Пантеона он подвесил металлический шар массой 28 кг с закреплённым на нём остриём на стальной проволоке длиной 67 м. Крепление маятника позволяло ему свободно колебаться во всех направлениях, под точкой крепления было сделано круговое ограждение диаметром 6 м, по краю ограждения была насыпана песчаная дорожка таким образом, чтобы маятник в своём движении мог при её пересечении прочерчивать на песке отметки. Чтобы избежать бокового толчка при пуске маятника, его отвели в сторону и привязали верёвкой, после чего верёвку пережгли .
Период колебания маятника при такой длине подвеса составлял 16,4 секунды, при каждом колебании отклонение от предыдущего пересечения песчаной дорожки составляло около 3 мм, за час плоскость колебаний маятника поворачивалась более чем на 11° по часовой стрелке, то есть примерно за 32 часа совершала полный оборот и возвращалась в прежнее положение.
Физика эксперимента
Действующие маятники Фуко
Маятники Фуко в СНГ (упорядочены по длине подвеса):
- 24 февраля 2011 года маятник появился в Киеве . Он установлен в . Шар из бронзы весит 43 кг, а длина нити составляет 22 м. Киевский маятник Фуко считается самым большим в СНГ и одним из самых крупных в Европе .
- Маятник Фуко с 20-метровой нитью в Сибирском федеральном университете (Красноярск) .
- 12 июня 2011 года открылся Московский планетарий , где установлен маятник Фуко с длиной нити 16 м и массой шара 50 кг .
- 8 февраля 2012 года открылся Новосибирский астрофизический комплекс , включающий в себя башню Фуко с маятником, длина нити которого 15 м .
- В сентябре 2013 года в атриуме седьмого этажа Фундаментальной библиотеки МГУ запустили маятник Фуко массой 18 кг и длиной 14 м .
- Маятник Фуко, массой 12 кг и длиной нити 8,5 м, имеется в Волгоградском планетарии .
- Маятник Фуко есть в Санкт-Петербургском планетарии . Длина его нити - 8 м .
- В Беларуси маятники Фуко установлены в Белорусском государственном педагогическом университете имени Максима Танка (длина нити - 7,5 м) и в каплице на мемориальном комплексе «Буйничское поле » (Могилёв) .
- Маятник Фуко в Барнауле в АлтГТУ им. И. И. Ползунова на кафедре экспериментальной физики в 403 аудитории имеет длину нити 5,5 м .
- 18 сентября в фойе главного корпуса Ужгородского национального университета состоялось торжественное открытие уникального маятника Фуко с латунным шаром весом 45 кг, со встроенным магнитом для регулировки движения .
- В Московском педагогическом государственном университете существует лекционная демонстрация с маятником Фуко.
- Маятник Фуко есть в варшавском Центре науки «Коперник»
- На Физическом факультете СГУ имени Н. Г. Чернышевского есть маятник Фуко с девятиметровой нитью подвеса и массой 28 килограммов.
Астрономические наблюдения показывают, что на планете Венера полная облачность, так что «жители» Венеры лишены возможности наблюдать небесные светила. Опишите, каким методом они могли бы точно измерить длину своих суток.
См. также
Напишите отзыв о статье "Маятник Фуко"
Примечания
Ссылки
Отрывок, характеризующий Маятник Фуко
«Cette armee russe que l"or de l"Angleterre a transportee, des extremites de l"univers, nous allons lui faire eprouver le meme sort (le sort de l"armee d"Ulm)», [«Эта русская армия, которую английское золото перенесло сюда с конца света, испытает ту же участь (участь ульмской армии)».] вспоминал он слова приказа Бонапарта своей армии перед началом кампании, и слова эти одинаково возбуждали в нем удивление к гениальному герою, чувство оскорбленной гордости и надежду славы. «А ежели ничего не остается, кроме как умереть? думал он. Что же, коли нужно! Я сделаю это не хуже других».Князь Андрей с презрением смотрел на эти бесконечные, мешавшиеся команды, повозки, парки, артиллерию и опять повозки, повозки и повозки всех возможных видов, обгонявшие одна другую и в три, в четыре ряда запружавшие грязную дорогу. Со всех сторон, назади и впереди, покуда хватал слух, слышались звуки колес, громыхание кузовов, телег и лафетов, лошадиный топот, удары кнутом, крики понуканий, ругательства солдат, денщиков и офицеров. По краям дороги видны были беспрестанно то павшие ободранные и неободранные лошади, то сломанные повозки, у которых, дожидаясь чего то, сидели одинокие солдаты, то отделившиеся от команд солдаты, которые толпами направлялись в соседние деревни или тащили из деревень кур, баранов, сено или мешки, чем то наполненные.
На спусках и подъемах толпы делались гуще, и стоял непрерывный стон криков. Солдаты, утопая по колена в грязи, на руках подхватывали орудия и фуры; бились кнуты, скользили копыта, лопались постромки и надрывались криками груди. Офицеры, заведывавшие движением, то вперед, то назад проезжали между обозами. Голоса их были слабо слышны посреди общего гула, и по лицам их видно было, что они отчаивались в возможности остановить этот беспорядок. «Voila le cher [„Вот дорогое] православное воинство“, подумал Болконский, вспоминая слова Билибина.
Желая спросить у кого нибудь из этих людей, где главнокомандующий, он подъехал к обозу. Прямо против него ехал странный, в одну лошадь, экипаж, видимо, устроенный домашними солдатскими средствами, представлявший середину между телегой, кабриолетом и коляской. В экипаже правил солдат и сидела под кожаным верхом за фартуком женщина, вся обвязанная платками. Князь Андрей подъехал и уже обратился с вопросом к солдату, когда его внимание обратили отчаянные крики женщины, сидевшей в кибиточке. Офицер, заведывавший обозом, бил солдата, сидевшего кучером в этой колясочке, за то, что он хотел объехать других, и плеть попадала по фартуку экипажа. Женщина пронзительно кричала. Увидав князя Андрея, она высунулась из под фартука и, махая худыми руками, выскочившими из под коврового платка, кричала:
– Адъютант! Господин адъютант!… Ради Бога… защитите… Что ж это будет?… Я лекарская жена 7 го егерского… не пускают; мы отстали, своих потеряли…
– В лепешку расшибу, заворачивай! – кричал озлобленный офицер на солдата, – заворачивай назад со шлюхой своею.
– Господин адъютант, защитите. Что ж это? – кричала лекарша.
– Извольте пропустить эту повозку. Разве вы не видите, что это женщина? – сказал князь Андрей, подъезжая к офицеру.
Офицер взглянул на него и, не отвечая, поворотился опять к солдату: – Я те объеду… Назад!…
– Пропустите, я вам говорю, – опять повторил, поджимая губы, князь Андрей.
– А ты кто такой? – вдруг с пьяным бешенством обратился к нему офицер. – Ты кто такой? Ты (он особенно упирал на ты) начальник, что ль? Здесь я начальник, а не ты. Ты, назад, – повторил он, – в лепешку расшибу.
Это выражение, видимо, понравилось офицеру.
– Важно отбрил адъютантика, – послышался голос сзади.
Князь Андрей видел, что офицер находился в том пьяном припадке беспричинного бешенства, в котором люди не помнят, что говорят. Он видел, что его заступничество за лекарскую жену в кибиточке исполнено того, чего он боялся больше всего в мире, того, что называется ridicule [смешное], но инстинкт его говорил другое. Не успел офицер договорить последних слов, как князь Андрей с изуродованным от бешенства лицом подъехал к нему и поднял нагайку:
– Из воль те про пус тить!
Офицер махнул рукой и торопливо отъехал прочь.
– Всё от этих, от штабных, беспорядок весь, – проворчал он. – Делайте ж, как знаете.
Князь Андрей торопливо, не поднимая глаз, отъехал от лекарской жены, называвшей его спасителем, и, с отвращением вспоминая мельчайшие подробности этой унизи тельной сцены, поскакал дальше к той деревне, где, как ему сказали, находился главнокомандующий.
Въехав в деревню, он слез с лошади и пошел к первому дому с намерением отдохнуть хоть на минуту, съесть что нибудь и привесть в ясность все эти оскорбительные, мучившие его мысли. «Это толпа мерзавцев, а не войско», думал он, подходя к окну первого дома, когда знакомый ему голос назвал его по имени.
Он оглянулся. Из маленького окна высовывалось красивое лицо Несвицкого. Несвицкий, пережевывая что то сочным ртом и махая руками, звал его к себе.
– Болконский, Болконский! Не слышишь, что ли? Иди скорее, – кричал он.
Войдя в дом, князь Андрей увидал Несвицкого и еще другого адъютанта, закусывавших что то. Они поспешно обратились к Болконскому с вопросом, не знает ли он чего нового. На их столь знакомых ему лицах князь Андрей прочел выражение тревоги и беспокойства. Выражение это особенно заметно было на всегда смеющемся лице Несвицкого.
– Где главнокомандующий? – спросил Болконский.
– Здесь, в том доме, – отвечал адъютант.
– Ну, что ж, правда, что мир и капитуляция? – спрашивал Несвицкий.
– Я у вас спрашиваю. Я ничего не знаю, кроме того, что я насилу добрался до вас.
– А у нас, брат, что! Ужас! Винюсь, брат, над Маком смеялись, а самим еще хуже приходится, – сказал Несвицкий. – Да садись же, поешь чего нибудь.
– Теперь, князь, ни повозок, ничего не найдете, и ваш Петр Бог его знает где, – сказал другой адъютант.
– Где ж главная квартира?
– В Цнайме ночуем.
– А я так перевьючил себе всё, что мне нужно, на двух лошадей, – сказал Несвицкий, – и вьюки отличные мне сделали. Хоть через Богемские горы удирать. Плохо, брат. Да что ты, верно нездоров, что так вздрагиваешь? – спросил Несвицкий, заметив, как князя Андрея дернуло, будто от прикосновения к лейденской банке.
– Ничего, – отвечал князь Андрей.
Он вспомнил в эту минуту о недавнем столкновении с лекарскою женой и фурштатским офицером.
– Что главнокомандующий здесь делает? – спросил он.
– Ничего не понимаю, – сказал Несвицкий.
– Я одно понимаю, что всё мерзко, мерзко и мерзко, – сказал князь Андрей и пошел в дом, где стоял главнокомандующий.
Пройдя мимо экипажа Кутузова, верховых замученных лошадей свиты и казаков, громко говоривших между собою, князь Андрей вошел в сени. Сам Кутузов, как сказали князю Андрею, находился в избе с князем Багратионом и Вейротером. Вейротер был австрийский генерал, заменивший убитого Шмита. В сенях маленький Козловский сидел на корточках перед писарем. Писарь на перевернутой кадушке, заворотив обшлага мундира, поспешно писал. Лицо Козловского было измученное – он, видно, тоже не спал ночь. Он взглянул на князя Андрея и даже не кивнул ему головой.
– Вторая линия… Написал? – продолжал он, диктуя писарю, – Киевский гренадерский, Подольский…
– Не поспеешь, ваше высокоблагородие, – отвечал писарь непочтительно и сердито, оглядываясь на Козловского.
Из за двери слышен был в это время оживленно недовольный голос Кутузова, перебиваемый другим, незнакомым голосом. По звуку этих голосов, по невниманию, с которым взглянул на него Козловский, по непочтительности измученного писаря, по тому, что писарь и Козловский сидели так близко от главнокомандующего на полу около кадушки,и по тому, что казаки, державшие лошадей, смеялись громко под окном дома, – по всему этому князь Андрей чувствовал, что должно было случиться что нибудь важное и несчастливое.
Князь Андрей настоятельно обратился к Козловскому с вопросами.
– Сейчас, князь, – сказал Козловский. – Диспозиция Багратиону.
– А капитуляция?
– Никакой нет; сделаны распоряжения к сражению.
Князь Андрей направился к двери, из за которой слышны были голоса. Но в то время, как он хотел отворить дверь, голоса в комнате замолкли, дверь сама отворилась, и Кутузов, с своим орлиным носом на пухлом лице, показался на пороге.
Князь Андрей стоял прямо против Кутузова; но по выражению единственного зрячего глаза главнокомандующего видно было, что мысль и забота так сильно занимали его, что как будто застилали ему зрение. Он прямо смотрел на лицо своего адъютанта и не узнавал его.
– Ну, что, кончил? – обратился он к Козловскому.
– Сию секунду, ваше высокопревосходительство.
Багратион, невысокий, с восточным типом твердого и неподвижного лица, сухой, еще не старый человек, вышел за главнокомандующим.
– Честь имею явиться, – повторил довольно громко князь Андрей, подавая конверт.
– А, из Вены? Хорошо. После, после!
Вокруг оси. Он назван в честь своего изобретателя, французского ученого Жана-Леона Фуко, который впервые продемонстрировал его действие в в 1851 году. На первый взгляд, в устройстве маятника нет ничего сложного. Это простой шар, подвешенный к куполу высокого здания на длинной веревке (67 метров во время первого опыта). Если толкнуть маятник, то спустя несколько минут шар будет двигаться не по прямой линии а «выписывать восьмерки». Такое движение придает шару вращение нашей планеты.
Сейчас оригинал прибора хранится в парижском Музее Ремесел в церкви Святого Мартина в Полях, а его копии широко растиражированы и используются в многочисленных музеях естествознания. На родных просторах маятник Фуко почему-то использовался как аргумент в пользу небытия Бога. Однако невинному наглядному пособию суждена была более широкая слава - литературная. Ибо оно послужило названием для известного романа.
Произведение Умберто Эко «Маятник Фуко» по праву считается образцом постмодернизма. Автор - весьма начитанный и эрудированный человек - буквально засыпает читателя цитатами, аллюзиями и ссылками на другие литературные произведения, исторические факты и источники. Поклонники творчества этого писателя советуют читать его книги, имея под рукой большой энциклопедический словарь. Но не потрясти своими знаниями и не просветить людей желает Эко - его замысел более грандиозный.
Завязка книги кажется вполне реалистичной: студент Казобон пишет научный труд о рыцарей-тамплиеров. Он становится дружен с Бельбо и Дтоталлеви, сотрудниками издательства «Гарамон». Далее повествование слегка соскальзывает с твердой почвы реальности в туманную область непроверенных гипотез, предположений, эзотерических фантазий и мифов. На голову читателей сыплются как исторические факты о рыцарях-храмовниках, так и пространные цитаты из Каббалы, «Химической Свадьбы» розенкрейцеров, а еще гностические формулы и сведения о магическом значении цифр у пифагорейцев. Главный герой романа «Маятник Фуко» задумывается над посмертной судьбой организации тамплиеров, особенно после того, как некий полковник, явившись в издательство, оставляет им «План рыцарей ордена Храма», который начертан на века. То, что на следующий день военный бесследно исчезает, только усиливает уверенность Казобона в том, что документ - не фальшивка.
Постепенно главный герой совсем потерял под ногами твердую почву истины. Павликиане и розенкрейцеры, ассасины, иезуиты, и несториане заменяют ему реальных людей. Казабон сам становится «одержимцем», полностью уверовав в План, хотя его подруга Лия и уверяет, что документ - всего лишь расчеты продавца из магазина цветов. Но уже поздно: разгоряченное воображение подсказывает герою, что они должны искать теллургическую ось мира в парижской церкви святого Мартина, где сейчас размещается Музей Ремесел и где качается под куполом маятник Фуко. Там на них нападает толпа других «одержимцев», желающих завладеть планом и открыть ключ к абсолютной власти - герметистов, гностиков, пифагорейцев и алхимиков. Они убивают Бельбо и Лию.
Что хотел сказать в романе «Маятник Фуко» Умберто Эко? То, что эзотерика - опиум для интеллектуалов, как религия - для народа? Или же что навь, стоит только к ней прикоснуться, вылезает в реальный мир, как из ящика Пандоры? Или же что поиски золотого ключика, с помощью которого можно управлять всем миром, оборачиваются тем, что ищущий становится пешкой в игре неведомых сил? Ответить на этот вопрос автор предоставляет самому читателю.
МАЯТНИК ФУКО, устройство, наглядно демонстрирующее вращение Земли. Его изобретение приписывают Ж.Фуко (1819–1868). Вначале опыт был выполнен в узком кругу, но так заинтересовал Л.Бонапарта (позднее ставшего Наполеоном III , французским императором), что он предложил Фуко повторить его публично в грандиозном масштабе под куполом Пантеона в Париже . Эту публичную демонстрацию, устроенную в 1851, и принято называть опытом Фуко.
Под куполом здания Фуко подвесил металлический шар массой 28 кг на стальной проволоке длиной 67 м. В отличие от часового маятника, который может качаться только в одной плоскости, у маятника Фуко верхний конец проволоки был закреплен таким образом, чтобы он мог качаться одинаково свободно во всех направлениях. Под маятником было сделано круговое ограждение радиусом 6 м с центром прямо под точкой подвеса. На ограждение был насыпан песок, чтобы при каждом качании прикрепленное под шаром маятника металлическое острие могло сметать его на своем пути. Чтобы обеспечить пуск маятника без бокового толчка, его отвели в сторону и привязали веревкой. После того как маятник после привязывания пришел в состояние полного покоя, веревку пережгли и маятник пришел в движение.
Маятник такой длины совершает одно полное колебание за 16,4 с, и вскоре стало видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке относительно пола. При каждом следующем качании металлическое острие сметало песок примерно в 3 мм от предыдущего места. За час плоскость качания повернулась более чем на 11°, а примерно за 32 ч совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение. Эта впечатляющая демонстрация приводила зрителей прямо-таки в истерику; им казалось, что они чувствуют вращение Земли под ногами.
Чтобы выяснить, почему маятник ведет себя таким образом, рассмотрим песочное кольцо. Северная точка кольца находится в 3 м от центра, и, учитывая, что Пантеон находится на 48°51ў северной широты, эта часть кольца на 2,3 м ближе к земной оси, чем центр. Поэтому при повороте Земли на 360° в течение 24 ч северный край кольца будет двигаться по кругу меньшего радиуса, чем центр, и за сутки пройдет на 14,42 м меньше. Следовательно, разность скоростей этих точек равна 1 см/мин. Точно так же южный край кольца движется на 14,42 м в сутки, или на 1 см/мин, быстрее, чем центр кольца. Благодаря этой разности скоростей линия, соединяющая северную и южную точки кольца, всегда остается направленной с севера на юг.
На земном экваторе северный и южный концы столь небольшого пространства находились бы на одном расстоянии от земной оси и, следовательно, двигались с одинаковой скоростью. Поэтому поверхность Земли не вращалась бы вокруг вертикального столба, стоящего на экваторе, а маятник Фуко качался бы по одной и той же линии. Скорость вращения плоскости качания была бы равна нулю, а время полного оборота было бы бесконечно большим. Если бы маятник был установлен точно на одном из географических полюсов, то оказалось бы, что плоскость качания поворачивается точно на 15° каждый час и совершает полный оборот на 360° за 24 ч. (Поверхность Земли поворачивается на 360° в сутки вокруг земной оси.)
