|
... gehörte früher zur Ausstattung jeder besseren Lehranstalt, heute trifft man diesen klassischen Demonstrationsversuch nur noch selten an. Obwohl nahezu jedermann das Experiment kennt, ist seine exakte Deutung nicht ganz einfach.
Die Schwingungsebene eines Pendels ist raumorientiert, d. h. ein Pendel, in eine beliebige Richtung angeschoben, ändert diese nicht von selbst. Schiebt man das Pendel z. B. in Richtung eines markanten Fixsternes an, der seinen Ort über sehr große Zeiträume nicht merklich ändert, so schwingt es noch nach Tagen, Wochen und Monaten in dieser Richtung, sofern es nicht durch Reibungskräfte (Luftwiderstand usw.) vorher zur Ruhe kommt. Der französische Physiker Leon FOUCAULT (1810-1869), der dieses Experiment 1851 Mitgliedern der Pariser Akademie vorführte, benutzte ein Pendel von 67 m Fadenlänge und eine Kupferkugel von 28 kg Masse. Ein solches Pendel schwingt sehr lange, bevor es zur Ruhe kommt. Da unsere verfügbare Raumhöhe gering ist und ein entsprechend kurzes Pendel zum Stillstand kommt, bevor eine Auslenkung der Schwingungsebene nachweisbar ist, muß die Schwingung durch elektronisch gesteuerte magnetische Impulse erhalten werden, ohne dass auf die Schwingungsrichtung Einfluss genommen wird. Die Auslenkung der Pendelschwingung liegt für unsere geographische Breite von ca. 51° bei 11.7°/Stunde. Um diesen Winkelbetrag dreht sich die Erde innerhalb einer Stunde an der Sternwarte unter dem Pendel hinweg. An den Polen der Erde wären es etwa 15°/ Stunde, am Äquator 0°/Stunde. Das Foucaultsche Pendel bietet also durch Messung der Auslenkung die Möglichkeit, die geografische Breite des Standortes zu ermitteln.
Die Richtung der scheinbaren Auslenkung der Schwingungsebene ist abhängig von der Hemisphäre. Auf der nördlichen Erdhalbkugel ist der Drehsinn rechtssinnig, auf der südlichen entgegengesetzt. Die schwache Kraft, die diese Drehung bewirkt, nennt man Corioliskraft.
Für einen außerirdischen Beobachter würde das Pendel seine Schwingungsrichtung beibehalten, er sähe die Erde sich genau einmal in 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden drehen.
Foucault konnte also mit diesem Pendelversuch die Drehung der Erde um ihre eigene Achse nachweisen. Foucaults Experiment ist keinesfalls das einzige für diesen Nachweis, jedoch ist es das Verständlichste und historisch Erste.
|
 |
