Λεόν Φουκώ [18/9/1819 – 11/2/1868]

Λεόν Φουκώ [18/9/1819 – 11/2/1868]

Του Κωνσταντίνου Αθ. Οικονόμου, δασκάλου –συγγραφέα

ΓΕΝΙΚΑ: Ο Γάλλος Λεόν Φουκώ εγκατέλειψε τις ιατρικές του σπουδές προς χάριν της πειραματικής Φυσικής κυρίως της οπτικής. Άλλωστε θεωρείται ο θεμελιωτής της νεότερης Οπτικής. Εργάστηκε ως φυσικός στο Αστεροσκοπείο του Παρισιού, έγινε μέλος της Ακαδημίας των Επιστημών (Παρίσι) και μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου. Υπήρξε ακόμη διευθυντής των επιστημονικών εκδόσεων της «Εφημερίδας των Συζητήσεων των Παρισίων» από το 1845. Οι εργασίες του για την ταχύτητα του φωτός στο «κενό», καθώς και οι έρευνές του επί των τηλεσκοπίων, της θερμότητας και των ρευμάτων θεωρούνται κλασικές. Αλλά και στον τομέα της Μηχανικής οι ανακαλύψεις του Φουκώ δεν ήταν λιγότερο σημαντικές. Με το γνωστό «πείραμα του Φουκώ» [του εκκρεμούς], το 1851, απέδειξε την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της. Η σύγχρονη επιστήμη οφείλει επίσης στον Φουκώ την ανακάλυψη του γυροσκοπίου (1852).

ΤΟ ΕΚΚΡΕΜΕΣ: Το εκκρεμές του Φουκώ είναι ένα εκκρεμές με δυνατότητα ελεύθερης εκτέλεσης ταλαντώσεων. Η ελεύθερη μεταβολή του επιπέδου κίνησης του εκκρεμούς αποδεικνύει την κίνηση της γης. Για την κατασκευή του εκκρεμούς του Φουκώ αρκεί ένα αρκετά μακρύ σχοινί, ώστε να ελαττώνεται το φαινόμενο της μείωσης των ταλαντώσεων, και ένα βάρος, τέτοιο, ώστε να κρατάει το σχοινί τεντωμένο. Θέτοντας το εκκρεμές σε ταλάντωση στο Βόρειο πόλο, αν η γη δεν έκανε περιστροφή τότε το εκκρεμές θα ταλαντώνονταν ακριβώς στο ίδιο κάθετο επίπεδο.

Επειδή η γη κινείται, το κάθετο επίπεδο του εκκρεμούς στρέφεται αντίθετα από τη φορά κίνησης της γης. Εμφανίζεται σαν η γη να γυρίζει κάτω από το εκκρεμές, πράγμα που ακριβώς συμβαίνει. Το εκκρεμές επανέρχεται στην αρχική του θέση σε 12 ώρες. Το πείραμα αυτό το παρουσίασε το 1851, στη Μεσημβρινή Αίθουσα του Αστεροσκοπείου του Παρισιού ο Φουκώ, για να το επαναλάβει την ίδια χρονιά στο Πάνθεον του Παρισιού. Έτσι το εκκρεμές του Φουκώ ήταν η πρώτη ισχυρή απόδειξη της περιστροφής της γης. Στους πόλους η κίνηση του επιπέδου ταλάντωσης εκτελεί έναν πλήρη κύκλο σε μία αστρονομική μέρα. Στα υπόλοιπα σημεία της γης ο πλήρης κύκλος ολοκληρώνεται σε χρόνο μεγαλύτερο από τους πόλους ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος στο οποίο βρίσκεται. Για να λειτουργεί συνεχώς το εκκρεμές διατηρείται σε κίνηση με ηλεκτρομαγνητικά, συνήθως, μέσα, κι αυτό γιατί αλλιώς, λόγω της τριβής του αέρα, οι ταλαντώσεις μειώνονται με αποτέλεσμα τα εκκρεμή να σταματούν. Σήμερα, εκκρεμή του Φουκώ υπάρχουν σε διάφορες θέσεις παγκοσμίως.

Λόγω του εντυπωσιακού του μεγέθους και εμφάνισης τα συναντάμε κυρίως σε πανεπιστήμια, επιστημονικά μουσεία και πλανητάρια. Μερικά απ' αυτά είναι: στο Πάνθεον στο Παρίσι (67 μ.), στον ιερό Ναό Αγίων Αποστόλων Πέτρου και Παύλου στην Κρακοβία (46,5 μ.), στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο (60 μ.), στη Βασιλική του Αγίου Πέτρου στο Βατικανό, στο Πανεπιστήμιο Πατρών, κ.α.

ΤΟ ΓΥΡΟΣΚΟΠΙΟ: Το γυροσκόπιο, μία ακόμη εφεύρεση του Φουκώ, είναι μια συσκευή η οποία μπορεί να διατηρεί σταθερό τον προσανατολισμό της μέσω της περιστροφής των μερών της και της αρχής της διατήρησης της στροφορμής. Εφευρέθηκε από τον Φουκώ το 1852, στην προσπάθειά του να αποδείξει την περιστροφή της Γης. Πρόκειται για μια διάταξη όμοια με εκείνη που φέρει η σχολική υδρόγειος σφαίρα. Αντί όμως της υδρογείου φέρεται μια μεταλλική στεφάνη που μπορεί να περιστρέφεται δεξιά ή αριστερά. Αυτή η στεφάνη φέρει δεύτερη εσωτερική που στηρίζεται με συνδέσμους σε οριζόντια διάταξη, ως προς την εξωτερική, και η οποία μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα με φορά πάνω ή κάτω.

Στην εσωτερική αυτή στεφάνη συγκρατείται εσωτερκά σε κάθετη διάταξη σε σχέση με τη προηγούμενη ο "σφόνδυλος", ένα σφαιρίδιο, που περιστρέφεται υπό μορφή σβούρας. Τα σημεία επαφής της κάθε στεφάνης καθώς και του σφονδύλου εξασφαλίζουν την ελεύθερη περιστροφή όλων των τμημάτων της διάταξης, δηλαδή του γυροσκοπίου σαν σύνολο. Εφαρμογή του γυροσκοπίου είναι η γυροσκοπική πυξίδα, της οποίας οι ενδείξεις, μετά από κάποιο χρόνο αφού τεθεί σε λειτουργία,

θεωρούνται αληθέστερες από αυτές της μαγνητικής πυξίδας. Άλλη σημαντική εφαρμογή είναι η χρήση του γυροσκοπίου για τη διατήρηση και αλλαγή της πορείας των πυράυλων και η χρήση του σε συστήματα της λεγόμενης αδρανειακής πλοήγησης σε αεροσκάφη και πυραύλους, δυστυχώς και για πολεμικούς σκοπούς.

Μάλιστα, η διαστημική αποστολή Gravity 2 της NASA [2005] χρησιμοποίησε τέσσερα γυροσκόπια με τις πιο τέλειες σφαίρες που έχουν κατασκευαστεί ποτέ, προκειμένου να μετρήσει τη δημιουργία δινών (ρουφηχτρών) στο χωροχρόνο, από το βαρυτικό πεδίο της Γης, επαληθεύοντας τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας.

Παρίσι, Πάνθεον, εκκρεμές του Φουκώ