Я не знаю, чи багато хто з читачів цього сайту бачили живцем маятник Фуко. У СРСР маятників Фуко було чимало. Їх встановлювали у соборах як антирелігійну пропаганду. І чим довшим був підвіс, тим більшим виглядали маятники. Найдовші у Троїцькому соборі Псковського Кремля, у костелі Святих Іоаннів у Вільнюсі, у Домініканському соборі Львова. Але самий висів в Ісакієвському соборі Ленінграда, аж 93 метри (він був повішений після того, як місто перейменували знято якраз до того, як місто перейменували ще раз).
Ті, хто бачив, пам'ятають, що це така здоровенна металева гиря, що висить на тонкій нитці, яка з розмахом метушиться над підлогою, і площина гойдання згодом робить повне коло. Ці маятники ніколи не зупиняються, вони жива демонстрація обертання Землі.
Однак, а навіщо попаданню цим маятники? Адже вони нічого робити і не можуть! Чи можуть?
СРСР зник, наука нікому не потрібна і маятники зняли. На зображенні зверху — маятник Фуко в паризькому Пантеоні. Його туди повісив у 1851 році Наполеон III і він досі там метушиться. Довжина підвісу – 68 метрів.
Принцип дії маятника Фуко досить хмарний. На площину його обертання впливає як географічна широта місця, де його встановлено, і довжина підвісу (довгі маятники обертаються швидше). Маятник, встановлений на полюсі, робитиме оборот за 24 години. Маятник, встановлений на екваторі, взагалі не обертатиметься, площина залишиться нерухомою. Сам Фуко не зміг вивести осудну формулу обертання, це було зроблено вже після нього.
Постає питання — а як взагалі Фуко здогадався повісити такий маятник?
Тут як і випадок винний, а як і закономірність. У ті часи артилерія досягла такої точності, що балістика перетворилася на науку. І тут була помічена аномалія - якщо гармату стріляє точно на північ, то якщо її встановити в північній півкулі, то снаряд відхилиться вправо, а якщо в південній - то вліво.
Фуко був оригінальною особистістю і щоб довести, що тут винне обертання Землі, придумав такий експеримент з маятником.
Тобто до Фуко артилерійські технології не досягали такої точності, щоби ефект могли вловити.
А після Фуко… Якби такого оригіналу, як Фуко, не знайшлося б, то, напевно, маятник збудували лише тоді, коли підвели під нього теорію і обертання площини випливало б із формул. Але тоді він нікому не потрібен був і такого інтересу не викликав би.
Насправді все закінчилося тим, що у Римі, у Ватикані, у соборі Святого Ігнатія святі отці повісили такий же маятник, переконалися в ефекті — і католицька церква офіційно визнала обертання Землі.
Отже, яке практичне значення міг би мати маятник як такий?
З його допомогою можна визначити географічну широту. Це для попаданцев зовсім незрозуміло куди, незрозуміло де й незрозуміло навіщо.
Але нагадую — маятник Фуко працюватиме навіть у магічних світах, і ніякі ельфи нічого вдіяти не зможуть (світів, де планета не оберталася, можна перерахувати на пальцях однієї руки — і в таких світах одразу зрозуміло, що вони особливі).
В інших випадках маятник Фуко має дуже цікаву роль, яку відіграв і в реальності.
А саме - поламав світогляд людей.
А ці речі дуже цінні, саме вони зрушують світ із крапки.
І таких речей мало, крім маятника Фуко можна згадати і, але саме їх я б рекомендував потрапляти впроваджувати в першу чергу, такі штуки ламають горезвісну інертність мислення.
Спостерігати за гойданнями світильників у соборі любив не лише Галілей. Цю пристрасть він передав і своєму учневі Вінченцо Вівіані. У 1660 р., на відміну від Галілея, він звернув увагу на іншу особливість коливань маятника на довгій нитці.
Виявляється, площина їх хитання постійно відхиляється, причому завжди в один і той же бік - за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на маятник зверху вниз. А в 1664 р. вчений із міста Падуї Джованні Полені пов'язав це відхилення з обертанням Землі – мовляв, Земля обертається, а площина коливань маятника як була, так і залишається. Ось і спостерігається це людьми, що стоять на Землі, як відхилення площини хитань маятника.
Але виявляється, ця властивість маятника була відома і всюдисущим давнім. Справді, нове – це добре забуте старе. Ось що писав із цього приводу у своїй «Природній історії» римський вчений Пліній Старший, який жив у І ст. н. е.: «Є можливість влаштувати компас без магніту. Для цього потрібно взяти маятник і змусити його хитатися за певним напрямом. При поворотах корабля маятник зберігатиме у своїх гойданнях заданий напрямок» (рис. 94).
Треба сказати, дещо у раді Плінія викликає сумнів. Перше - не міг Пліній знати про компас, в Європі про нього дізналися набагато пізніше, принаймні дали цю назву. Тож багато чого, що приписується Плінію, цілком міг внести від себе перекладач його праць з латині у XVIII ст. Друге - неможливо, щоб так довго маятник не змінював площини своїх коливань, його підвіс зробити ідеальним не можна, та й повітря навколо даватиме перешкоди. І третє - обертання Землі саме "відхилятиме" площину коливань маятника, так що корабель "заходить" по колу. Але так чи інакше, Плінієм було помічено, що маятник зберігає площину своїх хитань. І цю властивість блискуче застосував французький вчений Жан Бернар Леон Фуко (1819-1868), створивши свої знамениті маятники. З дитинства Фуко вчитися не любив, знання давалися йому важко. Але руки у нього були золоті – він майстрував іграшки, прилади, сам збудував парову машину, чудово працював на токарному верстаті.
 |
Якось Фуко зауважив, що якщо затиснути в патроні верстата довгий пружний сталевий прут і змусити його коливатися (рис. 95), то площина коливань не зміниться навіть при швидкому обертанні патрона. Зацікавившись цим явищем, Фуко став спостерігати спочатку за поведінкою того ж прутка в патроні, що обертається, а потім для зручності вирішив замінити його маятником.
Перші досліди з маятником Фуко провів у льоху свого будинку у Парижі. До вершини склепіння він прикріпив двометровий дріт із загартованої сталі і підвісив на ній п'ятикілограмову латунну кулю. Відвівши кулю вбік, зафіксувавши її за допомогою нитки біля однієї зі стін, Фуко перепалив нитку, надавши маятнику можливість вільно хитатися. І вже за півгодини він став свідком обертання Землі. Це сталося 8 січня 1851 року.
А за кілька днів Фуко повторив свій досвід у Паризькій обсерваторії на прохання її директора, знаменитого французького вченого Араго. Цього разу довжина дроту становила вже 11 м. І відхилення площини хитання маятника було ще помітнішим.
 |
Про досвід Фуко заговорили всюди. Всім хотілося на власні очі побачити обертання Землі. Дійшло до того, що президент Франції принц Луї-Наполеон вирішив поставити цей досвід у воістину гігантських масштабах, щоб демонструвати його публічно. Фуко було надано будівлю паризького Пантеону з висотою бані 83 м.
Вже у квітні того ж 1851 р. досвід Фуко був відкритий для огляду в Пантеоні (рис. 96). Довжина підвісу маятника – сталевого дроту діаметром 1,4 мм – була 65 м, маса маятника – 28 кг. Металевий шар здійснював одне повне коливання за 16 секунд, проходячи 14 м шляху, і відхилявся при цьому на 2,5 мм від початкового положення. Особливий електромагніт підтримував сталість вагань.
Подивитися на маятник Фуко приходили цілі натовпи парижан. Демонстрації досвіду Фуко стали влаштовувати в різних країнах. Повідомлення про це надходили з Ліверпуля та Оксфорда, Брістоля та Дубліна, Женеви та Ренна. Навіть у Ріо-де-Жанейро та в Коломбо на Цейлоні цьому чудовому досвіду аплодували тисячі захоплених глядачів. З'явились і кімнатні моделі маятників Фуко.
Але найграндіознішим свого часу був досвід із маятником Фуко у будівлі Ісаакіївського собору в Ленінграді (нинішньому Санкт-Петербурзі) (рис. 97). Перша демонстрація його відбулася 6 березня 1931 р. На сталевому дроті діаметром 1 мм і довжиною 98 м була підвішена бронзова куля масою 60 кг. Достатньо північне становище міста забезпечувало значне відхилення маятника – за годину приблизно 13°. Це вдвічі більше, ніж у самого Фуко в Пантеоні. За одне коливання площина коливань зміщувалась на 6 мм, що було добре видно.
Влаштувати невеликий маятник Фуко можна й самому. Потрібно приготувати маятник, наприклад, прив'язавши до нитки важку гайку, взяти в руку вільний кінець нитки і… Ні, вам не доведеться стояти годинами, чекаючи, поки Земля повернеться. Краще станьте на відому лаву Жуковського або навіть на покупну «Грацію» і, витягнувши руку з маятником, що коливається, спробуйте завертати себе. Маятник у вашій руці зберігатиме спочатку заданий напрямок коливань, наприклад, від дверей до шафи (рис. 98).
 |
І ще про Фуко, точніше, про приклад його життя. Він погано навчався у школі (увага, ледащо!), не тягнувся до знань. До того ж він мав дуже слабке здоров'я. Але захопившись цікавою справою, він став знаменитим на весь світ вченим, його ім'я увійшло до всіх енциклопедій. І не лише через його маятник. Фуко виміряв швидкість світла як у повітрі, так і у воді, відкрив свої вихрові «струми Фуко» і зробив багато інших відкриттів у фізиці.
Ось що таке захоплення!
Жан Бернар Леон Фуко - французький фізик, член Паризької Академії наук, народився Парижі 18 вересня 1819 року. Крім маятника Фуко, вчений спроектував гіроскоп, розробив метод вимірювання швидкості світла у повітрі та воді, а також створив один спосіб сріблення дзеркал.
Жан Бернар Леон Фуко. Не пізніше 1868 року. Фото: Commons.wikimedia.org / Léon Foucault
Що таке маятник Фуко?
У середині XIX століття Жан Фуко винайшов пристрій, що наочно демонструє обертання Землі.Спочатку вчений провів експеримент у вузькому колі. Пізніше про цей досвід дізнався Луї Бонапарт. В 1851 майбутній французький імператор Наполеон III запропонував Фуко повторити експеримент публічно під куполом Пантеона в Парижі.
Під час експерименту Фуко взяв вантаж вагою 28 кг та підвісив його до вершини купола на дроті завдовжки 67 м.На кінці вантажу вчений закріпив металеве вістря. Маятник робив вагання над круглою огорожею, по краю якої був насипаний пісок. При кожному хитанні маятника гострий стрижень, закріплений знизу вантажу, скидав пісок приблизно за три міліметри від попереднього місця. Приблизно через дві з половиною години стало видно, що площина хитання маятника повертається за годинниковою стрілкою щодо підлоги. За годину площина коливань повернулася більш ніж на 11°, а приблизно за 32 години здійснила повний оберт і повернулася до попереднього положення. Фуко таким чином довів, що якби поверхня Землі не оберталася, маятник Фуко не показував зміни площини коливань.
За проведення цього досвіду Фуко отримав Орден Почесного легіону — найвищу нагороду Франції.Маятник Фуко згодом набув поширення у багатьох країнах. Існуючі прилади в основному сконструйовані по тому самому принципу і розрізняються між собою за технічними параметрами та дизайном майданчиків, на яких вони встановлені.
Як може змінюватись площина обертання маятника?
На площину обертання маятника впливає як географічна широта місця, де його встановлено, і довжина підвісу (довгі маятники обертаються швидше).
Маятник, встановлений на Північному чи Південному полюсі, робитиме оборот за 24 години. Маятник, встановлений на екваторі, взагалі не обертатиметься, площина залишиться нерухомою.
Маятник Фуко у Паризькому Пантеоні. Фото: Commons.wikimedia.org / Arnaud 25
Де можна побачити маятник Фуко?
У Росії на маятник Фуко, що діє, можна переглянути в Московському планетарії, Сибірському федеральному університеті, в атріумі 7-го поверху Фундаментальної бібліотеки МДУ, Санкт-Петербурзькому і Волгоградському планетаріях, в Приволзькому федеральному університеті в Казані.
Маятник Фуко в Інтерактивному музеї "Лунаріум" Московського планетарію
До 1986 маятник Фуко довжиною 98 м можна було побачити в Ісаакіївському соборі в Санкт-Петербурзі. Під час проведення екскурсії відвідувачі собору могли спостерігати за експериментом — площина обертання маятника поверталася, і стрижень збивав сірникову коробку на підлозі віддалік від площини обертання маятника.
Найбільший у СНД та один із найбільших маятників Фуко в Європі встановлений у Київському політехнічному інституті. Куля з бронзи важить 43 кілограми, а довжина нитки становить 22 метри.
Навколо осі. Він названий на честь свого винахідника, французького вченого Жана-Леона Фуко, який вперше продемонстрував його дію в 1851 році. На перший погляд, у влаштуванні маятника немає нічого складного. Це проста куля, підвішена до купола високої будівлі на довгій мотузці (67 метрів під час першого досвіду). Якщо штовхнути маятник, то через кілька хвилин куля рухатиметься не по прямій лінії, а «виписуватиме вісімки». Такий рух надає кулі обертання нашої планети.
Наразі оригінал приладу зберігається в паризькому Музеї Ремесел у церкві Святого Мартіна у Полях, а його копії широко розтиражовані та використовуються у численних музеях природознавства. На рідних теренах маятник Фуко чомусь використовувався як аргумент на користь небуття Бога. Проте безневинному наочному посібнику судилася ширша слава - літературна. Бо воно стало назвою для відомого роману.
Твір Умберто Еко "Маятник Фуко" по праву вважається взірцем постмодернізму. Автор - дуже начитана та ерудована людина - буквально засипає читача цитатами, алюзіями та посиланнями на інші літературні твори, історичні факти та джерела. Шанувальники творчості цього письменника радять читати його книги, маючи під рукою великий енциклопедичний словник. Але не потрясти своїми знаннями і не просвітити людей хоче Еко - його план більш грандіозний.
Зав'язка книги здається цілком реалістичною: студент Казобон пише наукову працю про лицарів-тамплієрів. Він стає дружним із Бельбо та Дтоталлеві, співробітниками видавництва «Гарамон». Далі розповідь злегка зісковзує з твердого ґрунту реальності в туманну область неперевірених гіпотез, припущень, езотеричних фантазій та міфів. На голову читачів сиплються як історичні факти про лицарів-храмовників, так і великі цитати з Каббали, «Хімічного Весілля» розенкрейцерів, а також гностичні формули та відомості про магічне значення цифр у піфагорійців. Головний герой роману «Маятник Фуко» замислюється над посмертною долею організації тамплієрів, особливо після того, як якийсь полковник, з'явившись у видавництво, залишає їм «План рицарів ордена Храму», який накреслений на віки. Те, що наступного дня військовий безслідно зникає, лише посилює впевненість Казобона у тому, що документ – не фальшивка.
Поступово головний герой остаточно втратив під ногами тверду грунт істини. Павликиани та розенкрейцери, асасини, єзуїти та несторіани замінюють йому реальних людей. Казабон сам стає «одержимцем», повністю повіривши в План, хоча його подруга Лія і запевняє, що документ - лише розрахунки продавця з магазину квітів. Але вже пізно: розпалена уява підказує герою, що вони повинні шукати вісь телургійної світу в паризькій церкві святого Мартіна, де зараз розміщується Музей Ремесел і де гойдається під куполом маятник Фуко. Там на них нападає натовп інших «одержимців», які бажають заволодіти планом та відкрити ключ до абсолютної влади – герметистів, гностиків, піфагорійців та алхіміків. Вони вбивають Бельбо та Лію.
Що хотів сказати у романі «Маятник Фуко» Умберто Еко? Те, що езотерика – опіум для інтелектуалів, як релігія – для народу? Чи що наві, варто тільки до неї доторкнутися, вилазить у реальний світ, як із ящика Пандори? Або що пошуки золотого ключика, за допомогою якого можна управляти всім світом, обертаються тим, що той, хто шукає, стає пішаком у грі невідомих сил? Відповісти це питання автор надає самому читачеві.
Після Жовтневої революції 1917 року Ісаакіївський собор перестав існувати як храм: усі церковні цінності були вилучені, настоятель заарештований та припинено служби. 12 квітня 1931 року у соборі було відкрито одне із перших у Радянській Росії антирелігійних музеїв. Напередодні, в ніч з 11-го на 12 квітня, всередині у присутності семи тисяч глядачів уперше був показаний досвід із маятником Фуко.
Що таке маятник Фуко?
Маятник Фуко використовується для експериментальної демонстрації добового обертання Землі. Вперше експеримент із маятником було здійснено вночі 8 січня 1851 року французьким фізиком та астрономом Жаном Фуко у підвалі будинку. Після того, як експеримент був повторений у вузькому колі осіб, майбутній французький імператор Наполеон III запропонував Фуко повторити експеримент публічно під куполом Пантеону в Парижі.
Під час експерименту вчений взяв вантаж вагою 28 кілограмів та підвісив його до вершини купола на дроті завдовжки 67 метрів. На кінці вантажу вчений закріпив металеве вістря. Маятник робив вагання над круглою огорожею, по краю якої був насипаний пісок. При кожному коливанні маятника гострий стрижень, закріплений знизу вантажу, скидав пісок приблизно за три міліметри від попереднього місця. Приблизно через дві з половиною години стало видно, що площина хитання маятника повертається за годинниковою стрілкою щодо підлоги. За годину площина коливань повернулася більш ніж на 11 градусів, а приблизно за 32 години здійснила повний обіг і повернулася до попереднього положення. Фуко таким чином довів, що якби поверхня Землі не оберталася, маятник Фуко не показував зміни площини коливань.
До речі, на площину обертання маятника впливає як географічна широта місця, де його встановлено, і довжина підвісу (довгі маятники обертаються швидше). Наприклад, маятник, встановлений на Північному чи Південному полюсі, робитиме оборот за 24 години. А маятник, встановлений на екваторі, взагалі не обертатиметься, площина залишиться нерухомою.
Маятник Фуко згодом набув поширення у багатьох країнах. Існуючі прилади в основному сконструйовані за одним і тим же принципом і розрізняються між собою за технічними параметрами та дизайном майданчиків, на яких вони встановлені.
У Росії на маятник Фуко, що діє, можна переглянути в Московському планетарії, Сибірському федеральному університеті, в атріумі сьомого поверху Фундаментальної бібліотеки МДУ, Санкт-Петербурзькому і Волгоградському планетаріях, в Приволзькому федеральному університеті в Казані.
З 1931 до 1986 року маятник Фуко довжиною 98 метрів можна було побачити в Ісаакіївському соборі в Санкт-Петербурзі. Під час проведення екскурсії відвідувачі собору могли спостерігати за експериментом: площина обертання підвішеного під куполом маятника поверталася – і стрижень збивав сірникову коробку на підлозі віддалік від площини обертання маятника.
Про долю петербурзького маятника Фуко
1986 року маятник зняли та прибрали до підвалу Ісаакіївського собору у зв'язку з несправністю підвісного механізму. На гак під куполом помістили голуба – споконвічного мешканця цього місця. 30 років маятник Фуко знаходився у сховищі, але торік його дістали знову. До Дня космонавтики було заплановано єдину демонстрацію його роботи, а потім він став частиною музейної експозиції. Директор ДМП «Ісаакіївський собор» Микола Буров пропонував владі міста показувати маятник на площі перед собором, але ця ініціатива не знайшла підтримки. У зв'язку з спірною ситуацією в долі собору і можливим переїздом музею Буров заявив, що маятник Фуко як музейний експонат переїде разом з рештою колекції.
Фото: rewizor.ru, krugosvet.ru, pikabu.ru, realigion.me, gazeta.ru, img-fotki.yandex.ru