Фуко чувствовал, что результаты его знаменитого эксперимента с маятником были неправильно поняты. Поэтому он попытался создать аппарат с «телом, свободно подвешенным за центр тяжести и вращающимся вокруг одной из своих главных осей», что позволило бы изучать плоскость с «абсолютной направленной устойчивостью». [5] Механическая точность гироскопа Фуко позволила это ясно доказать научному сообществу, и гироскоп стал широко популярным инструментом. [6]
Дизайн
Вместе с Полем-Гюставом Фроманом Фуко построил аппарат, в котором внутренний карданный подвес был сбалансирован на ножевых подшипниках внешнего карданного подвеса, а внешний карданный подвес был подвешен на тонкой, не подверженной кручению нити таким образом, что нижняя точка поворота почти не имела веса. [7]
Гироскоп раскручивался до 9000–12000 оборотов в минуту с помощью шестеренок, прежде чем его устанавливали в положение, что было достаточным временем для балансировки гироскопа и проведения 10 минут эксперимента. Инструмент можно было наблюдать либо с помощью микроскопа, просматривающего десятую часть шкалы градуса, либо с помощью длинного указателя. [5]
Публикации
Фуко опубликовал две статьи в 1852 году, одна из которых была посвящена астрономии с грузом, свободно перемещающимся по всем трем осям ( О новой экспериментальной демонстрации движения Земли, основанной на неподвижности плоскости вращения ) [8] , а другая — механике с грузом, свободно перемещающимся только по двум осям ( О явлениях ориентации вращающихся тел, приводимых в движение неподвижной осью на поверхности Земли. Новые чувствительные признаки суточного движения ). [9]
В своей работе по механике Фуко объяснил, что если одна ось вращения зафиксирована на одной линии с поверхностью Земли, то две другие оси вращения стремятся к тому же направлению, подобно «магнитной стрелке», что позволяет использовать прибор для выделения направляющей силы. [10]
Нейминг
Фуко ввел название «гироскоп» в 1852 году в публикации своего эксперимента: [11] [12]
Этот аппарат, специально разработанный для того, чтобы выделить и приблизить отклонение свободно вращающегося тела, может быть также использован для получения и наблюдения явлений ориентации, которые я только что изложил и описал. Поскольку все эти явления зависят от движения Земли и являются его разнообразными проявлениями, я предлагаю назвать единственный инструмент, который служил мне для их наблюдения, гироскопом .
Копии
По крайней мере еще три копии гироскопа Фуко были сделаны в удобных дорожных и демонстрационных ящиках, и копии сохранились в Великобритании, [13] Франции, [14] и США. [15] Оригинал был передан в Коллеж де Франс и был утерян, нет известных фотографий оригинала, что позволяет предположить, что он был утерян через несколько десятилетий после того, как Коллеж получил его. [16]
Гироскоп Фуко стал вызовом и источником вдохновения для опытных любителей науки, таких как Дэвид Б. Адамсон . [17]
Галерея
Эскиз гироскопа
Пусковое устройство для гироскопа
Цитаты
Фуко, Леон (1852а). «Астрономия: Sur une nouvelle démonstration экспериментального движения Земли, фонд сюр-ла фиксированного плана вращения». Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences (на французском языке). 35 (неделя понедельника, 27 сентября 1852 г.). Готье-Виллар: 421-424.
Фуко, Леон (1852b). «Механика: Sur les phénomènes d'orientation des Corps Tournants entrainés par un ax fixe à la Surface de la Terre. Nouveaux Signes sensibles du Mouvement Diurne». Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences (на французском языке). 35 (неделя понедельника, 27 сентября 1852 г.). Готье-Виллар: 424–427.
Ссылки
^ Дайер, С.А. (2004). Обзор приборов и измерений Wiley. IEEE Press. Wiley. стр. 646. ISBN978-0-471-22165-4Гироскоп Фуко с каркасом, подвешенным на связке, считается первоначальной формой гироскопа, ориентированного на север.
^ Вебстер, АГ (1922). Динамика частиц и твердых, упругих и жидких тел: Лекции по математической физике. Динамика частиц и твердых, упругих и жидких тел: Лекции по математической физике. GE Stechert & Company. стр. 324. Гироскоп Фуко. Давайте теперь рассмотрим знаменитые эксперименты, с помощью которых Фуко с помощью гироскопа продемонстрировал вращение Земли.
^ Тобин, Уильям (2005). «Исследование ткани пространства: от гироскопа Фуко до гравитационного зонда B» (PDF) . Southern Stars . 44 (3): 12–14. Bibcode :2005SouSt..44c..12T. ISSN 0049-1640 . Получено 2023-03-11 .
^ ab Foucault 1852a: «C'est faute d'avoir compris dans son Acceptance véritable la fixité du plan d'колебания, que beaucoup de personnes se sont fait, de la déviation, une idee inexacte, et ont méconnu sa valeur et son unformité Но, если вы планируете колебание маятника, подставьте план вращения корпуса в подвешенном состоянии по центру гравитации и турнику по этим главным осям, на рассмотрение плана телосложения, определенного и который может изменить фиксацию абсолютного направления. эта книга Концепция и получение новых знаков вращения Земли, которые я сочинил и свершил новый прибор, который я могу выполнить в настоящее время в Академии».
^ Бад, Р.; Уорнер, DJ (1998). Инструменты науки: историческая энциклопедия. Энциклопедии Гарленда в истории науки. Музей науки, Лондон, и Национальный музей американской истории, Смитсоновский институт. стр. 132. ISBN978-0-8153-1561-2.
^ Фуко 1852a: «Корпус, который я выбрал, предпочитая все другие средства для сообщения о быстром и прочном движении вращения, - это круговой круг в бронзе, установленный в внутренней части металлического круга, не диаметр - это фигура». l'axe d'acier, который проходит Перпендикулярный диаметр представляет собой траншеи двух имплантатов в выравнивании по внешнему контуру круга, которые относятся к нижней части, к плану круга и т. д. Paxe du tore y compris, Soient Horizontal Situés. Это в этой позиции и после того, как вы будете готовы к мобильному великому посещению, когда введете систему во втором внешнем круге или в куто-трувенте, чтобы сохранить горизонтальные планы, а второй вертикальный круг находится в подвешенном состоянии и не имеет кручения, и ведай себя по мемам температура, равная точкам поворота, которые раньше приводили к осцилляционному движению. Si l'axe du tore est très-mobile sur ses Tourillons, si son cercle enveloppant est soutenu par ses couteaux dans un état d'equilibre безразлично, если ты находишься в плену, который поддерживает все, что происходит без кручения, и ясно, что он играет в полную свободу и может сделать пируэт в своем чувстве автора в центре гравитации. Telle est en effet la mobilité de ces différentes dans l'appareil construit par M. Froment, qu'elles s'agitent au moindre souffle et qu'il faut quelque precaution pour les amener sans vitesse в определенном положении. Несмотря на то, что это большая мобильность, которая позволяет строителю работать, это устройство, которое обеспечивает революционный корпус, остающийся на складах. Автомобиль, который разорвал это место в движении и сложил на месте, система tout entier se consolide dans l'espace с замечательной энергией. Dans Cet état le Corps ne peut плюс участник дневного движения, которое аниме Нотр Глобус; et, en effet, bien que son axe, en raison de sa brièveté, semble conserver sa the Direction première,relation aux objets terrestres, il suffit d'en approcher un микроскоп для того, чтобы констатировать кажущееся движение, единообразное и непрерывное, qui lui fait suivre требовательность движение небесной сферы».
^ Фуко 1852a.
^ Фуко 1852б.
^ Фуко 1852b: «Эта примечательная тенденция вращения оси против определенного направления, не laisse pas que de presenter, avec la propriété Fondamentale de l'aiguille amantée, une Определенное внешнее сходство, которое есть d'autant plus frappante, que généralement положение равновесия autour de laquelle oscille le nouvel Instrument est наклонно к горизонту, что позволяет направить силу в очевидность, в действии так, что она находится в горизонтальном плане, comme on le fait avec la boussole de déclinaison, soit dans вертикальный план, действуй с фактом в Австралии la boussole d'inclinaison."
↑ Оксфордский словарь английского языка. Том VI (2-е изд.). 1989. С. 985. Получено 11 марта 2023 г.
^ Фуко 1852b: «L'appareil spécialement destiné à mettre en évidence et à mesurer Appliance la Déviation d'un Corps Tournant en toute liberté, peut servir également à produire et à наблюдатель за явлениями ориентации, которые je viens d'énoncer et de Говоря о всех этих явлениях, зависящих от движения Земли и в различных проявлениях, я предлагаю номер гироскопа как уникальный инструмент, который будет служить констатеру».
^ "Тренога для гироскопа Фуко". Коллекция Музея науки . 2023-03-11 . Получено 2023-03-11 .
^ "Гироскоп де Фуко". музей искусств и ремесел (на французском языке) . Проверено 11 марта 2023 г.
^ "Гироскоп". Национальный музей американской истории . Получено 24.05.2024 .
^ Джули Эванс (2005). «Адамсон, Дэвид Беверидж (1823–1891)». Австралийский биографический словарь: Адамсон, Дэвид Беверидж (1823–1891). Национальный биографический центр, Австралийский национальный университет . Получено 28 октября 2020 г.
