Szent Izsák-székesegyház. Hogyan vált a katedrálisban a Foucault-inga a tudomány és a vallás harcának szimbólumává? Foucault tapasztalata: a Föld forgásának bizonyítéka

Emlékezzünk vissza, hogy a Foucault-inga egy kísérleti eszköz, amellyel vizuálisan megfigyelheti a Föld napi forgását. Ez egy meglehetősen hosszú (Jean Foucault eredeti tervében 67 m hosszú) acélhuzal, amelyre teher van felfüggesztve. Idővel az inga lengéssíkja megváltozik, lassan a Föld forgási irányával ellentétes irányba fordul, ill. földrajzi helyzetét(szélesség) befolyásolja a változás mértékét.

Nagyon nehéz elképzelni egy olyan síkot, amely a csillagokhoz képest álló helyzetben van, és ennek megfelelően a Földhöz képest forog. A Föld túl nagy, látszólagos „lapossága” túlságosan ismerős számunkra, és teljesen lehetetlen magunkon érezni a forgást. Foucault inga jól mutatja a napi forgás hatását, de még ránézésre sem mindig könnyű megérteni és elfogadni „tanúságtételét”.

Lemez; három villa; bor parafa; mész vagy bármilyen más hasonló paraméterű, tűvel könnyen átszúrható tárgy; két varrótű; cérnatekercset; só.

És képzeld el a helyzetet: odajön hozzád a fiad és megkérdezi: apa, olvastam valami Foucault-ingáról, ami azt bizonyítja, hogy forog a Föld, és nem értett semmit. El tudnád magyarázni nekem egyszerűbben? Természetesen válaszol, és megépít egy ingamodellt közvetlenül a konyhában.

lime és tűk

Szinte bármiből lehet modellt építeni, szebbé, nagyobbá, fotogénebbé varázsolhatod. Olyan egyszerű tárgyakat választottunk, amelyek szinte minden konyhában néhány perc alatt megtalálhatók. Még a boltba sem kell menni.

Ha egyenletesen forgatjuk a tányért (például egy forgó korongra helyezve), akkor ingánk hegye egy figurát ír le a són, hasonlóan ahhoz, amit egy valódi Foucault-inga ír le.

Tehát egy tányér, három villa, két tű, egy parafa, valami rakomány (lime, burgonya, kis alma), egy cérnatekercs, só. A lemez a Föld szerepét tölti be, az asztal pedig, amelyen áll, egy rögzített koordinátarendszer, amelyben a Föld forog (más szóval csillagok). Mindebből könnyen megépíthető az első fotón látható szerkezet. A legnehezebb a cérna hosszát úgy megválasztani, hogy a tű hegye alig érintse a lemez felületét. Nagyon fontos a központosítás megtartása, vagyis arra, hogy a tű hegye a terhelésnek használt gyümölcs kellős közepéből kerüljön ki.

Ezután elindítjuk a rendszert - a legjobb, ha a terhet oldalra húzzuk, és elengedjük. Az inga lendülni kezd. Ha elforgatjuk a tányért a tengely körül, akkor kiderül, hogy az inga nem forog vele, hanem állandó síkban oszcillál tovább! A sót ebben az esetben az áttekinthetőség érdekében használják - amikor elfordítja a tányért, a tű hegye új pályát rajzol.

Minél hosszabb a fonal, annál hosszabb ideig fog az inga kellő amplitúdóval oszcillálni, hogy érdekes legyen oldalról megfigyelni a kísérletet.

Most elég elképzelni, hogy a lemez nagyon nagy - a Föld átmérőjével. És úgy forog, ahogy Galilei szokta mondani, magától, ahogy mi forgatjuk a tányért a kezünkkel. Foucault inga pedig, amely a moszkvai planetárium vagy a párizsi panteon kupolájából ereszkedik alá, bonyolult ábrát ír ki, folyamatosan változtatva a Földhöz viszonyított oszcillációs síkot. Pontosabban a Föld változtatja meg helyzetét az ingához képest. Mint egy tányér.

Tanúi lehettünk annak, hogy az egyház és az állam ismét szemben állva, vagy éppen ellenkezőleg, megtalálva a teljes kölcsönös megértést, ezt olyan széles gesztusokkal egyértelműen demonstrálja polgárai és egyházközségei előtt, hogy mindkettőben tiltakozó megmozdulást váltanak ki. A Szent Izsák-székesegyház, a katedrális inga emelt és széles körben vitatott státusza, vallásellenes érvként a megújult szolgáltatások és a múzeum-emlékmű folyamatos oktatómunkája zűrzavart és viszályt hoz a város nyughatatlan lakói között. Mi a vita lényege?

Szent Izsák-székesegyház a cárizmus alatt

Auguste Montferrand építész és ötletének felépítése, egy új, a sorban negyedik,Ugyanezen a helyen épült a Dalmáciai Izsák tiszteletére épült katedrális, amelyet maga Miklós császár irányított.én . 1818-ban kezdődött tervezési munkák, az eredeti változat javítása és magának a templomnak az építése folytatódott 40 év.

A székesegyház 1858. május 30-i ünnepélyes felszentelésén II. Sándor császár családja is részt vett.. A fenséges épület méretében és szépségében kívül és belül egyaránt feltűnő volt. A csapatok felvonulásba sorakoztak. Két szomszédos téren tribünt állítottak fel a nép számára. Nagyszerű ünnep volt egész Szentpétervár számára.

Az épületet hamarosan átadták a Belügyminisztériumnak, és 1883-tól kettős alárendeltségben volt: az ortodox osztálynak - "gazdasági kapcsolatokban", a minisztériumnak - a "műszaki és művészeti" részlegnek. Mindkét főváros metropolitáinak többszöri kérése, hogy a Szent Izsák-székesegyházat adják át a papság kizárólagos igazgatása alá, határozott visszautasításnak hangzott.

A drága egyházi értékektől megszabadított Szent Izsák-székesegyház 1928-ig a plébánosok különböző közösségeihez tartozott. Júniusban megszűnt a szerződés a következő plébániával, megszűnt a szolgáltatás, az épület Glavnauka használatába került. 1931. április 12-én itt nyílt meg a vallásellenes propaganda múzeuma.

Az épület kezdett kizárólag világi funkciókat ellátni. A helyreállítás után a tetején kilátót nyitottak. Most már minden szovjet állampolgár megcsodálhatta Leningrád szépségét a Szent Izsák-székesegyház magaslatáról. Inga a katedrálisban, amelyet tudományos műszerként telepítettek annak bizonyítására, hogy a Föld forog a tengelye körül, nagy érdeklődést váltott kivároslakók és vendégeik. Kevesen izgatottak, hogy a felszereléséhez eltávolították a kupola belsejéből a galamb alakját, a Szentlélek képét.

1931. április 12-én éjszaka 7000 néző gyűlt össze, hogy megnézze az első indítást, akik érdeklődve figyelték, és zajosan vitatkoztak az eredményre várva: leesik-e egy labda által eltalált gyufásdoboz vagy sem. A tudománydiadalmaskodott a vallás felett: „Forog”, és Foucault-inga a Szent Izsák-székesegyházbantagadhatatlanul bebizonyította.

Mi az a Foucault-inga?

Az első ilyen kísérletet a francia Jean Foucault hajtotta végre 1851-ben. A ház pincéjében tett próbafuttatások után a Pantheon kupolája alatt mutatta be tapasztalatait a leendő III. Napóleon császár jelenlétében.és a pápa engedélyével.

Amikor egy 28 kg-os ingát a földrajzi meridián mentén szabad rezgésbe indítottak egy 67 méter hosszú huzalon, fém hegye végigfutott a halomban.a homok körül. Nyilvánvaló volt, hogy a csúcs minden egyes következő érkezése több milliméterrel eltolódik az előzőhöz képest. Egy idő után nyilvánvalóvá vált, hogy az inga síkja forog. Egy óra alatt 11 fokos volt a forgásszög.

Foucault inga a Szent Izsák-székesegyházbanaz 54 kg súlyú és a 98 méteres kábelhosszúság óránként 13 fokkal fordította el az oszcillációs síkot.

Inga a katedrálisban

A múlt század nyolcvanas éveiben ortodox templom kezdte visszanyerni befolyását. Leállt az irányításhogy a polgárok templomokat látogassanak és fellépjenekegyházi szentségek. Ünnepnapokon az elsők részt vettek az istentiszteleten a fővárosi székesegyházban.

Az állam az egyház iránti hűsége jeléül felhívta a figyelmet a Szent Izsákraa katedrális. Inga a katedrálisbanelfogadható ürüggyel leszerelték: a felfüggesztési rendszer meghibásodása. Ez 1986-ban volt, és négy év múlva újraindult itt a szolgáltatás.

Foucault fizikai eszköze, amelyet a két hatalmas hatalmi struktúra, az állam és az egyház közötti béke és harmónia érdekében áldoztak fel, a múzeum trezorában fekszik. Ahol egy inga lógott a szentpétervári Szent Izsák-székesegyházban, a galamb ismét repül.

2015-ben a papság harmadszor (a forradalom előtt kétszer) vetette fel a Szent Izsák-székesegyház egyházhoz való átadását. Számos publikáció, viták és polgárok „mellett” és „ellen” felszólalása hangzott el. Végül 2017 januárjában Szentpétervár kormányzója bejelentette a hatóságok döntését: „A Szent Izsák-székesegyháznak az orosz ortodox egyház használatába való átadásának kérdése megoldódott, de az épület teljes mértékben megtartja múzeumát és oktatását funkció."

Mi lesz ezután?

Mindenki a maga módján értette a kijelentést. A múzeum dolgozói ezt a múzeum felszámolásának tekintették. Voltak a múzeum támogatói tiltakozó akciók és az ellenzők felvonulásai. Így amikor Foucault ingáját eltávolították a Szent Izsák-székesegyházból, és a hatóságok bejelentették döntésüket, ez sem a tulajdonjogot, sem az épület rendeltetését illetően nem hozott végleges egyértelműséget.

A mai napig nincs végleges megértés a katedrális helyzetéről egyik oldalon sem. Úgy tűnik, hogy a kormány, miután kifejezte készségét arra, hogy "Izsákot" az egyház kezébe adja, ez év januárja óta nem várt erre vonatkozó hivatalos kérelmet a ROC-tól. A múzeum dolgozói nem tudják, mit tegyenek: csomagolják be a kiállításokat vagy csomagolják ki a már összeszereltet. A média időről időre felveti ezt a kérdést a múzeum vezetőségével, de úgy tűnik, hogy mind az egykori, mind a júniusban hivatalba lépett Yu. Mudrovnak nincs elképzelése a jövőjükről.A polgárok rendszeresen tiltakoznak.

Egyelőre csak annyit mondhatunk bátran, hogy ma minden nap istentiszteleteket tartanak az épületben, és múzeum működik ott.Szent Izsák-székesegyház". Inga a katedrálisban mintha tovább lendülne.

Foucault inga – mi ez és mivel eszik?

Az ingával végzett kísérletért Jean Foucault megkapta a Becsületrend Érdemrendjét - ez a legmagasabb kitüntetés Franciaországban.

Nevét egy francia csillagász nevéből kapta, és a Föld napi forgásának kísérleti bemutatására használják. Az első ingával végzett kísérletet Jean Foucault hajtotta végre egy ház pincéjében éjjel, 1851 januárjában. A pince boltozatának tetejére kétméteres edzett acélhuzalt erősített, és egy 5 kilogrammos sárgaréz labdát akasztott rá. A labdát félrevéve, egy cérnával rögzítve az egyik fal közelében, Foucault elégette a fonalat, így az inga szabadon lendült. És fél óra alatt szemtanúja volt a Föld forgásának. Kísérletének következő szakaszában a tudós egy már 28 kg súlyú terhet vett fel, és a kupola tetejére akasztotta egy 67 m hosszú drótra.A teher végén Jean Foucault rögzített egy fémcsúcsot. Az inga egy kerek kerítésen oszcillált, amelynek széle mentén homokot öntöttek. Az inga minden egyes lengésekor a súly aljára rögzített éles rúd körülbelül 3 mm-re ejtette a homokot az előző helytől. Pár óra múlva világossá vált, hogy az inga lengéssíkja az óramutató járásával megegyező irányban forog a padlóhoz képest. Az oszcilláció síkja egy óra alatt több mint 11 fokkal elfordult, majd körülbelül 32 óra alatt teljes fordulatot tett és visszatért korábbi pozíciója. Foucault tehát bebizonyította, hogy ha a Föld felszíne nem forog, akkor az inga nem mutatna változást a lengéssíkban. Miután a kísérletet egy szűk körben megismételték, III. Napóleon leendő francia császár azt javasolta, hogy Foucault ismételje meg nyilvánosan a kísérletet a párizsi Pantheon kupolája alatt.

Az ingák földrajza

Az inga forgási síkját a felszerelés helyének szélessége befolyásolja. Ha például ráteszed az Északi ill Déli-sark, akkor 24 óra alatt forradalmat csinál. És az egyenlítőn felállított inga egyáltalán nem fog forogni. Egy másik tényező a felfüggesztés hossza. A hosszú ingák gyorsabban forognak.

A francia csillagász kísérlete után a Foucault-ingát az egész világon elkezdték használni. A meglévő eszközöket ugyanazon elv szerint tervezték, és csak a műszaki paraméterekben és a telepítési helyek kialakításában különböznek.

1931-től 1986-ig a szentpétervári Szent Izsák-székesegyházban volt látható a 98 méter hosszú Foucault-inga. A túra során a látogatók megfigyelhették a kísérletet: a kupola alatt felfüggesztett inga forgássíkja elfordult, és a rúd a forgássíktól távol eső gyufásdobozt döntötte le a padlón. 1986-ban a felfüggesztés meghibásodása miatt az ingát eltávolították és a Szent Izsák-székesegyház alagsorába szállították. Egy galambot, ennek a helynek az eredeti lakóját horogra helyezték a kupola alatt. 30 évig raktárban állt a Foucault-inga, de tavaly ismét elővették. Munkásságának egyetlen bemutatóját a kozmonautika napjára tervezték, majd a múzeumi kiállítás része lett. Nyikolaj Burov, a Szent Izsák-székesegyház GMP igazgatója azt javasolta, hogy a városi hatóságok mutassák meg az ingát a székesegyház előtti téren, de ez a kezdeményezés nem talált támogatásra. A Szent Izsák-katedrálisban függő inga egyébként a legnagyobb volt a világon. Menetének hossza 98 m, a bronzinga súlya 54 kg.

Ma hazánkban a Novoszibirszki planetárium mellett a működő Foucault-inga is megtekinthető a moszkvai planetáriumban (16 m menethosszú, 50 kg-os gömbtömegű inga), a Szibériai Szövetségi Egyetemen (filamentum) hossza - 20 m). Jelenleg a szentpétervári (szálhossz - 8 m) és a volgográdi (12 kg súlyú és 8,5 méteres szálhosszúságú) planetáriumokban, valamint a Moszkvai Állami Egyetem Alapkönyvtárának hetedik emeleti átriumában lengenek az ingák. , a kazanyi Volga Szövetségi Egyetemen. Egy másik Foucault-inga található Barnaulban az A.I.-ről elnevezett AltSTU-ban. I.I. Polzunov a Kísérleti Fizikai Tanszéken. Menetének hossza 5,5 m.

A FÁK legnagyobb és Európa egyik legnagyobb Foucault-ingája a Kijevi Politechnikai Intézetben van felszerelve. A bronzgolyó súlya 43 kg, a szál hossza 22 m.

Összesen körülbelül 20 Foucault-inga modell létezik a világon, köztük az Egyesült Államokban, Franciaországban, Romániában, Ausztráliában, Kuvaitban és más országokban. Az ilyen típusú óriásingák ma már gyakori kiállítások néhány nagyobb múzeumban, köztük a washingtoni Smithsonianban és a londoni Science Museumban. Az ENSZ New York-i székhelyén is van inga, az oregoni kongresszusi központban pedig a világ legmagasabban működő Foucault-ingája található, menetének hossza 27,4 m.

Valóságos otthon megismételni egy csillagász tapasztalatát

Az "All about new buildings" magazin szerkesztői tanulmányozták, hogyan készítsenek otthon Foucault-ingát. A fenti lehetőségek hasznosak lehetnek például a Föld napi forgásának vizuális bemutatásához a gyermekek számára.

1.opció. Köss egy madzagot a ceruzához egy kis kerek súllyal, például egy anyával. Helyezzen egy vonalzót az asztalra, és a ceruzát vízszintesen tartva nyomja meg az ingát úgy, hogy az a vonalzó mentén lendüljön. Ezután fokozatosan be kell fordítania a ceruzát vízszintes sík. A ceruza elfordítása nem befolyásolja az ingát, továbbra is a vonalzó mentén lendül. A kísérlet során nem lehet szél, huzat, ami befolyásolhatja az ingát.

2. lehetőség. A zsámolyt fejjel lefelé fordíthatod, és a két lába végén, átlósan rögzítheted tetszőleges fapálcával vagy fémcsővel, pontosan ennek a kialakításnak a közepébe kell ingát kötni. Mozgassa úgy, hogy a lengés síkja átmenjen a zsámoly lábai között. Lassan forgassa a széket a függőleges tengelye körül. Most az inga a másik irányba lendül. Valójában ugyanúgy inog, és a változás maga a széklet fordulása miatt következett be, amely ebben a kísérletben a Föld bolygó szerepét tölti be.

3. lehetőség. Vegyünk egy 50–60 cm hosszú, 12–15 cm széles és 2–3 cm vastag fatáblát. Rögzítsen rá egy U alakú, keskeny falécekből készült állványt. Az állvány magassága kb 30-40 cm legyen.Fúrjunk egy függőleges lyukat a felső keresztrúd közepébe, és szúrjunk bele egy drótdarabot, a felső végét hajlítsuk meg úgy, hogy a lyukban maradjon. Hajlítsa meg a drót alsó végét egy kampóval, egy inga kerül rá akasztani. Ennek a horognak szabadon kell forognia a foglalatában. Egy vékony zsinórra akassza fel a horog nehéz súlyát (egy nagy anyát vagy golyót egy ruhába csomagolt csapágyból). Lendítse meg az ingát úgy, hogy kilengése ne haladja meg az állvány hosszát. Ha az állványt függőleges tengelye körül az óramutató járásával ellentétes irányba forgatja, akkor miniatűrben megismétli a Föld forgását nyugatról keletre. Így a Föld modellje forog, és az inga továbbra is ugyanabban a síkban oszcillál, amelyben elindult.

FOUCAULT INGA, olyan eszköz, amely vizuálisan mutatja be a Föld forgását. Találmányát J. Foucault-nak (1819-1868) tulajdonítják. A kísérletet eleinte szűk körben hajtották végre, de L. Bonaparte (akiből később III. Napóleon, a francia császár lett) annyira felkeltette az érdeklődését, hogy azt javasolta Foucault-nak, hogy ismételje meg nyilvánosan grandiózus léptékben a párizsi Pantheon kupolája alatt. Ezt a nyilvános demonstrációt, amelyet 1851-ben rendeztek meg, Foucault-kísérletnek nevezik.

Az épület kupolája alatt Foucault egy 28 kg súlyú fémgolyót függesztett fel egy 67 m hosszú acélhuzalra. Az inga alatt 6 m sugarú körkerítés készült, amelynek középpontja közvetlenül a felfüggesztési pont alatt volt. Homokot öntöttek a kerítésre, hogy minden lendítésnél az inga golyója alá erősített fémhegy elsodorhassa azt az útjába. Az inga oldalirányú lökés nélküli kilövésének biztosítására félretették és kötéllel megkötözték. Miután az inga a kötés után teljes nyugalmi állapotba került, a kötél kiégett és az inga mozogni kezdett.

Egy ilyen hosszúságú inga 16,4 másodperc alatt végez egy teljes kilengést, és hamarosan kiderült, hogy az inga lengéssíkja az óramutató járásával megegyező irányban forog a padlóhoz képest. Minden következő lendítésnél a fémhegy körülbelül 3 mm-re söpörte a homokot az előző helyről. A billegő gép egy óra alatt több mint 11°-ot elfordult, majd körülbelül 32 óra alatt teljes fordulatot tett, és visszatért korábbi helyzetébe. Ez a lenyűgöző bemutató egyenesen hisztériába kergette a közönséget; úgy tűnt nekik, hogy érezték a Föld forgását a lábuk alatt.

Ahhoz, hogy megtudja, miért viselkedik így az inga, vegye figyelembe a homokgyűrűt. A gyűrű északi pontja 3 m-re van a középponttól, és mivel a Pantheon az északi szélesség 48 ° 51 ° -án található, a gyűrű ezen része 2,3 méterrel közelebb van a Föld tengelyéhez, mint a középpont. Ezért, amikor a Föld 24 órán belül 360 ° -kal elfordul, a gyűrű északi széle a középpontnál kisebb sugarú körben mozog, és naponta 14,42 m-rel kevesebbet fog elhaladni. Ezért ezeknek a pontoknak a sebessége közötti különbség 1 cm/perc. Hasonlóképpen, a gyűrű déli széle naponta 14,42 méterrel, vagyis 1 cm/perccel gyorsabban mozog, mint a gyűrű közepe. E sebességkülönbség miatt a gyűrű északi és déli pontját összekötő vonal mindig északról délre irányított marad.

A Föld egyenlítőjénél egy ilyen kis tér északi és déli vége azonos távolságra lenne a Föld tengelyétől, és ezért azonos sebességgel mozogna. Ezért a Föld felszíne nem az egyenlítőn álló függőleges oszlop körül forogna, és a Foucault-inga ugyanebben a vonalban lengetne. A lengősík forgási sebessége nulla lenne, és a teljes fordulat ideje végtelenül hosszú lenne. Ha az ingát pontosan az egyik földrajzi pólusra állítanák, akkor kiderülne, hogy a lengéssík óránként pontosan 15°-kal fordul el, és 24 óra alatt teljes 360°-os elfordulást hajt végre. (A Föld felszíne 360°-kal fordul el nap a Föld tengelye körül.)

Kozhevnikov Jevgenyij

A munka célja az összegyűjtött információk rendszerezése és a Foucault-inga asztali bemutató installációjának elkészítése.

Letöltés:

Előnézet:

Fiatal kutatók regionális versenye „Lépj a jövőbe”

Téma: Foucault ingája

Elkészült:

Kozhevnikov Jevgenyij Alekszandrovics

9 "B" osztály MBOU "6. számú középiskola"

Felügyelő:

Davydova Irina Nikolaevna

MBOU "6. számú középiskola" fizikatanár

Kolchugino

2012

Bevezetés 3

1.1. A Foucault-inga keletkezésének története 3

1.2. Foucault-tapasztalat 5

1.2.1. Élménybemutató 5

1.2.2. Az inga működési elve 6

1.3. J.B.L. életrajza Foucault 6

1.4. Aktív Foucault-ingák 7

1.4.1. Inga működtetése Oroszországban és a FÁK-országokban 7

1.4.2. Inga működtetése más országokban 9

1.5. Érdekes tények 11

2. Gyakorlati rész 11

2.1. Ingamodellek, amelyeket magad is elkészíthetsz 11

2.2. Pályázatra benyújtott ingamodell 13

14. következtetés

Hivatkozások 15

Bevezetés

A Foucault-inga létezéséről a 9. osztályos fizika tantárgyból értesültem (a témája „Oszcillációk és hullámok”). Aztán megnéztem a "Galileo" című tévéműsort, amelyben egy inga modelljét láttam, amelyet a program mesterei készítettek. És úgy döntöttem, hogy megnézem, tudok-e magam is elkészíteni egy ilyen működő modellt. Ennek érdekében különféle forrásokból gyűjtöttem és tanulmányoztam az információkat: könyvekből, médiából, internetről. Az anyag annyira érdekes volt, hogy úgy döntöttem, rendszerezem, és magam készítem el a modellt.

A munka célja az összegyűjtött információk rendszerezése és az inga asztali bemutató telepítésének elkészítése. Ebben a munkában az inga keletkezésének történetéről, első bemutatásáról, működési elvéről, kb. különféle típusok egy világszerte készült ingamodelleket, a zsűrinek pedig egy saját készítésű ingamodellt mutatok be.

A munkámmal egy fizikaórán beszéltem osztálytársak előtt és az iskolában tudományos és gyakorlati konferencia"Felfedező utak" és oklevélben részesült az "Alkalmazott fizika" jelölésben

1.1 A Foucault-inga keletkezésének története

Kiderült, hogy nem csak Galilei szerette nézni a lámpák himbálózását a katedrálisban. Ezt a szenvedélyét tanítványának, Vincenzo Vivianinak adta át. 1660-ban Galileival ellentétben felhívta a figyelmet az inga hosszú szálon való rezgésének egy másik jellemzőjére.

Kiderül, hogy lengéseik síkja folyamatosan eltér, és mindig ugyanabba az irányba - az óramutató járásával megegyező irányba, ha felülről lefelé nézzük az ingát. 1664-ben pedig egy Padova város tudósa, Giovanni Poleni összekapcsolta ezt az eltérést a Föld forgásával - azt mondják, a Föld forog, és az inga lengési síkja, ahogy volt, megmarad. Tehát ezt a Földön álló emberek az inga lengési síkjának eltéréseként figyelik meg.

De kiderül, hogy az ingának ezt a tulajdonságát a mindenütt jelenlévő régiek is ismerték. Valóban, az új a jól elfeledett régi. Íme, mit ír erről a római tudós Idősebb Plinius, aki a Kr. e. I. században élt Természettörténetében. n. e.: „Lehetőség van egy iránytű elrendezésére mágnes nélkül. Ehhez fel kell venni egy ingát, és egy bizonyos irányba kell lendíteni. Amikor a hajó elfordul, az inga a neki megadott irányt tartja lendületében” (1. ábra).

Rizs. 1. Idősebb Plinius iránytűje a hajón Fig. 2. Forgóba szorított rúd

Patron, nem változtatja meg az oszcilláció síkját

Azt kell mondanom, hogy Plinius tanácsában valami megkérdőjelezhető. Először is Plinius nem tudhatott az iránytűről, Európában sokkal később értesültek róla, legalábbis ezt a nevet adták neki. Ennyit Pliniusnak tulajdonítottak, a XVIII. századi műveinek latinról fordítója is hozzájárulhatott. Másodszor, lehetetlen, hogy az inga ilyen sokáig ne változtassa meg lengéseinek síkját, a felfüggesztése nem tehető ideálissá, és a körülötte lévő levegő zavarja. Harmadszor pedig a Föld forgása maga "eltéríti" az inga lengéseinek síkját, így a hajó "körbe áll". De így vagy úgy, Plinius észrevette, hogy az inga megtartja lengéseinek síkját. Ezt a tulajdonságot pedig remekül alkalmazta Jean Bernard Leon Foucault (1819-1868) francia tudós, aki megalkotta híres ingáit. Gyerekkora óta Foucault nem szeretett tanulni, a tudást nehezen kapta meg. De a keze arany volt - játékokat, készülékeket készített, maga épített gőzgépet, tökéletesen dolgozott esztergagépen.

Egyszer Foucault észrevette, hogy ha a gép tokmányába beszorítunk egy hosszú rugalmas acélrudat, és rezgésbe hozzuk (2. ábra), akkor az oszcilláció síkja a tokmány gyors forgása mellett sem változik meg. A jelenség iránt érdeklődve Foucault először ugyanazon rúd viselkedését kezdte megfigyelni egy forgó patronban, majd a kényelem kedvéért úgy döntött, hogy ingára ​​cseréli.

Foucault párizsi háza pincéjében végezte első kísérleteit az ingával. A pince boltozatának tetejére egy kétméteres edzett acélhuzalt erősített, és egy ötkilós rézgolyót akasztott rá. A labdát félrevéve, egy cérnával rögzítve az egyik fal közelében, Foucault elégette a fonalat, így az inga szabadon lendült. És fél óra alatt szemtanúja volt a Föld forgásának.

Ez 1851. január 8-án történt. Néhány nappal később Foucault megismételte tapasztalatait a Párizsi Obszervatóriumban annak igazgatója, a híres francia tudós, Arago kérésére. Ezúttal már 11 m volt a drót hossza, és még szembetűnőbb volt az inga lengéssíkjának eltérése.

Foucault tapasztalatairól mindenhol beszéltek. Mindenki a saját szemével akarta látni a Föld forgását. A dolgok odáig fajultak, hogy Franciaország elnöke, Louis-Napóleon herceg úgy döntött, hogy ezt az élményt valóban gigantikus méretekre helyezi, hogy nyilvánosan demonstrálja. Foucault megkapta a párizsi Pantheon épületét, amelynek kupola magassága 83 m.

1.2. Foucault élmény

1.2.1. A tapasztalatok bemutatása

Első alkalommal Jean Foucault tartott nyilvános bemutatót 1851-ben a párizsi Pantheonban (3. kép): a Pantheon kupolája alá egy 28 kg súlyú fémgolyót akasztott, amelynek hegyét egy acélra rögzítette. 67 m hosszú drót, az ingatartó minden irányban szabadon oszcillált, a rögzítési pont alatt 6 méter átmérőjű körkerítés készült, a kerítés szélén homokos ösvényt öntöttek úgy, hogy az inga a benne lévő mozgás nyomokat húzhat a homokon keresztezéskor. Hogy elkerülje az oldalirányú lökést az inga indításakor, félrevitték és kötéllel megkötözték, majd a kötelet elégették.

Az inga lengési periódusa ilyen felfüggesztési hossz mellett 16,4 másodperc volt, minden rezgésnél ~ 3 mm volt az eltérés a homokos út előző kereszteződésétől, egy óra alatt az inga lengéseinek síkja több mint 11 ° -kal fordult az óramutató járásával megegyező irányba, azaz körülbelül 32 óra alatt teljes fordulatot tett és visszatért eredeti helyzetébe.

1.2.2. Az inga működési elve

A Foucault-inga működési elve, hogy minden egyes rezgésnél a Föld tengelye körüli forgása miatt eltér egy adott pályáról, ez a hatás a bolygó pólusain a legszembetűnőbb, az egyenlítőn pedig egyáltalán nem észrevehető. . Minél nagyobb az inga, annál észrevehetőbb az eltérítési hatás. Ha a munkainga, vagy inkább a keret forogni kezd, akkor az inga megtartja a helyzetét, ez történik a Földdel is, elfordul az inga alatt és úgy tűnik, hogy az inga megváltoztatja a lengéseinek irányát, valójában az inga egyszerűen megtartja pozícióját, és a Föld forog. Mivel az inga nincs mereven a keretéhez kötve, ezért a keret együtt forog a földdel, és az inga megtartja a helyzetét.

1.3. J.B.L. életrajza Foucault

FOUCAULT Jean Bernard Léon (1819-1868), francia fizikus, az optika és a mechanika terén végzett kísérleteiről híres. 1819. szeptember 18-án született Párizsban. Alapfokú oktatását otthon szerezte. Apja kérésére orvost tanult, de érdeklődni kezdett a kísérleti fizika iránt. 1845-től a "Journal of Discussions" ("Journal des Dbats") újság tudományos rovatvezetője, 1855-től - a Párizsi Obszervatórium alkalmazottja, 1862-től - a Hosszúsági Hivatal tagja. A főbb kutatások az optikára, mechanikára, elektromágnesességre vonatkoznak. A. Fizeau-val együtt számos optikai vizsgálatot végzett, amelyek közül a leghíresebb a fény interferencia megfigyelése volt nagy útkülönbségnél. 1849-1850-ben gyorsan forgó tükör segítségével mérte a fénysebességet levegőben és vízben. Ezek az összehasonlító mérések végül megerősítették a fény hullámtermészetét. 1851-ben egy inga (Foucault-inga) segítségével bemutatta a Föld forgását a tengelye körül. 1852-ben feltalálta a giroszkópot, amelyet ma már széles körben használnak a mérnöki és navigációs területen. 1855-ben felfedezte egy vezető anyag örvénykeltű áramok (Foucault-áramok) általi melegítését, és módszert javasolt ezek csökkentésére. Precíziós módszert dolgozott ki a nagy reflektorokhoz való tükrök gyártására, és javasolta a fémtükrök helyett a könnyebb és olcsóbb, ezüst filmmel bevont üvegek használatát. Foucault további találmányai közé tartozik az ívlámpák automatikus fényerő-szabályozója, a fotométer és az UV tartományban történő használatra alkalmas polarizáló prizma. Foucault tagja volt a Londoni Királyi Társaságnak, a Berlini Tudományos Akadémiának; Tudományos érdemeiért Copley-éremmel tüntették ki.

1.4. Aktív Foucault ingák

1.4.1. Ingák működtetése Oroszországban és a FÁK-országokban

2011. február 24-én jelent meg az ingamodellKijev. Be van telepítve (4. ábra). A bronzgolyó súlya 43 kilogramm, a szál hossza 22 méter. A kijevi Foucault-ingát a FÁK-ban a legnagyobbnak és Európában az egyik legnagyobbnak tartják.

2011. június 12-én nyitottMoszkvai planetárium , ahol 16 méter menethosszú, 50 kilogramm gömbtömegű működő Foucault inga van beépítve (5. ábra).

2012. február 8-án nyitottNovoszibirszk asztrofizikai komplexum , amely magában foglalja a Foucault-tornyot ingával, melynek menetének hossza 15 méter.

A jelenlegi Foucault-inga 20 méteres menethosszal ben kaphatóSzibériai Szövetségi Egyetem (Krasznojarszk ).

A Volgográdi Planetáriumban kapható a jelenlegi Foucault-inga, amelynek súlya 12 kilogramm és szálhossza 8,5 méter.

A jelenlegi Foucault-inga jelenleg a szentpétervári planetáriumban van. A fonal hossza 8 méter.