Страница:БСЭ-1 Том 59. Францоз - Хокусаи (1935)-1.pdf/159

Эта страница не была вычитана

Академии наук. Исследования и изобретения Ф. отличаются оригинальностью и разнообразием. Им был произведен (1851) знаменитый опыт с маятником, наглядно показывающий суточное вращение земли (см. Фуко маятник).

Затем он применил для той же цели гироскоп.

Ф. измерил скорость света в воздухе и в воде по способу быстро вращающегося зеркальца.

Имя Ф. носят описанные им «вихревые» электрические токи (см. Фуко токи), появляющиеся в нелинейных проводниках вследствие индукции. Он построил ряд приборов: регулятор электрической лампы, фотометр, сидеростат, призму, служащую поляризатором света, и др.

Труды Ф.: Recueil des travaux scientifiques de L6on Foucault,... ргёсёбё d’une notice...

par наблюдения J. Bertrand... [No s

Первые от

tice historique parдвижения M. Lissajous], 2 vis, P., 1878. носительного маятника и высказы Лит.: Lissajous, Notice bistorique sur la vie etвания о de связи движения с суточным le's travaux L6on этого Foucault, P., 1875; Gilbert Ph., L6on Foucault..., Bruxelles, [18791. еще к 17 в. Точные вращением земли. относятся

псеФУКО количественные наблюдения собой и теоретиче МАЯТНИК, представляет прибор, ские расчетыдля впервые произвел в 1851доказа Фукослужащий экспериментального Леон, с именем к-рого и связаны дальней тельства вращения земли вокруг все ее оси отношие опыты подобного рода. сительно Системы неподвижных звезд. Он предЭлементарная теория этого опыта основыиставляет собой обычный маятник, размеры вается том факте, что выбраны маятник, так, находящийся способ на подвеса к-рого чтобы обво вращающейся системе (напр. подвешенный легчить наблюдение движения маятника по откношению вращающейся к земле. рамке), сохраняет при слабом трении точке привеса свою начальную плосЕсли восторожно пустить маятник так, чтобы кость качания всегда при вращении системы; полуего колебания находились в плоскости, чается кажущееся вращение в равновесия обратную сторо проходящей через положение маят-жу плоскости маятника N качаний ника, то поотносительно прошествии системы.

Для Ф. м. роль вращающейся системы t некоторого времени моиграет земной шар с его суточным вращением. жно заметить, что плосПредставим себе Ф. м. кость укрепленным над Секачаний маятника верным полюсом земли, повернется так что егона йоложение нек-рый равновесия проходит через направление земкугол по отношению ной оси; такой маятниккакой-нибудь будет сохранять своюнеподвиж плоскость качаний, в то как земля бунойвремя линии, находившей дет вращаться противсячасовой стрелки; земв плоскости качания ному наблюдателю, не маятника замечающему вращения в начале коземли, будет казаться, что плоскость лебания; при этом вракачания маятника поворачивается по направ щение в Северном полулению часовой стрелкишарии с угловой всегдаскоростью, происхоравной угловой скорости земли. вра Со

дитвращения по направлению щения часовой стрелки.вершенно другой эффект будет с маятником, находящимся на экваторе. Так как качания маятника под действием силы тяжести всегда должны происходить в вертикальной плоскости данного места, а последняя поворачивается вместе с землей, то вращение земли сказывается на маятнике, поворачивая его плоскость качания на полный угол вращения земли, и поэтому для земного наблюдателя плоскость качания маятника не меняется. На географической широте ip Ф. м. с направлением колебаний cd в плоскости меридиана (см. рис.) при повороте земли имеет направление колебаний fg, образующее угол с плоскостью меридиана, причем кажущаяся скорость вращения плоскости качания маятника относительно земли cuv  — со sin ip, где со угловая скорость вращения земли.

Таким образом время полного оборота плоскости качания составляет не менее 24 часов и становится тем больше, чем меньше географическая широта места. На полюсе (и только на полюсе) плоскость качаний совершенно не участвует во вращении земли и сохраняет неизменное направление в пространстве (соу = ш). Наоборот, на экваторе плоскость качаний полностью участвует во вращении земли, и поэтому земля совсем не «уходит» из-под плоскости качаний (a>v = 0). Во всех остальных широтах получаются, кан мы видели, промежуточные случаи.

Строгая теория маятника Фуко представляет собой весьма сложную задачу. Движениемаятника по отношению к системе координат, связанных с неподвижными звездами (т. е. движение с точки зрения неподвижного внеземного наблюдателя), нужно рассматривать как движение материальной точки, подвергающейся земному притяжению, причем на эту точку наложены известные связи.

Эти связи выражаются условием, что расстояние от движущейся материальной точки до нек-рой другой точки  — точки подвеса — остается все время неизменным (так как нить, на к-рой подвешен маятник, практически нерастяжима и все «время остается натянутой). При этом однако точка подвеса не неподвижна (относительно системы координат, связанной с неподвижными звездами), а вращается вместе с землей. Поэтому, описывая движение маятника относительно неподвижной системы координат, нужно рассматривать его как материальную точку, на которую наложены связи, явно зависящие от времени, и действует только сила притяжения земли. Когда задача будет решена, то, для того чтобы описать это же движение маятника относительно системы координат, связанной с землей, нужно будет только принять во внимание вращение этой системы координат относительно системы координат, связанной с неподвижными звездами.

Так как угловая скорость вращения плоскости качаний мала, то перемещение плоскости качаний относительно начального положения становится заметным только по прошествии нек-рого значительного промежутка времени.

Но перемещение плоскости качаний тем заметнее, чем больше размахи колебаний. Чтобы можно было дать маятнику большие линейные отклонения, нужно иметь маятник возможно более длинный. Кроме того, чем длиннее маятник, тем дольше он будет качаться при прочих равных условиях. Поэтому Ф. м., предназначенные для непосредственных наблюдений, делают возможно длиннее. Первый Ф. м., демонстрировавшийся публично в Пантеоне в Париже, имел длину 67 м. Маятник в антирелигиозном музее в Ленинграде (б. Исаакиевский собор) имеет длину 98 м. Кроме большой длины маятника для наглядности всей картины необходимо сделать так, чтобы маятник был плоским (а не коническим), для чего его пускают без толчка, пережигая нить, удерживающую маятник в отклоненном положении. Для устранения кручения нити маятник подвешивают на подвесе Кардана или шариковом подшипнике. Ряд усовершенствований внесен в Ф. м. Камерлингом-Оннесом (1880) и Эдельманом (1892). Применяя вместо непосредственного наблюдения невооруженным глазом оптические методы, можно обнаружить вращение плоскости качаний и на маятнике Фуко малых