Home arrow บทความทั้งหมด arrow วีดีโอ arrow การทดลอง เรื่อง Foucault's pendulum
Home    Contacts



การทดลอง เรื่อง Foucault's pendulum PDF พิมพ์
  

คลิกค่ะ   download  จากฟิสิกส์ราชมงคล    

 

คลิกค่ะ   download  จากฟิสิกส์ราชมงคล    

Foucault's pendulum

Last year when scientists mounted a pendulum above the South Pole and watched it swing, they were replicating a celebrated demonstration performed in Paris in 1851. Using a steel wire 220 feet long, the French scientist Jean-Bernard-Léon Foucault suspended a 62-pound iron ball from the dome of the Panthéon and set it in motion, rocking back and forth. To mark its progress he attached a stylus to the ball and placed a ring of damp sand on the floor below.

The audience watched in awe as the pendulum inexplicably appeared to rotate, leaving a slightly different trace with each swing. Actually it was the floor of the Panthéon that was slowly moving, and Foucault had shown, more convincingly than ever, that the earth revolves on its axis. At the latitude of Paris, the pendulum's path would complete a full clockwise rotation every 30 hours; on the Southern Hemisphere it would rotate counterclockwise, and on the Equator it wouldn't revolve at all. At the South Pole, as the modern-day scientists confirmed, the period of rotation is 24 hours.

   ในปี ค.ศ. 1851 ที่วิหาร์พาเธนอนในกรุงปารีสประเทศฝรั่งเศส นักฟิสิกส์ และนักดาราศาสตร์  โฟวเคาลท์ (Foucault) ได้ทำการทดลองแสดงการหมุนของโลกให้ประชาชนใด้เห็นกันจะๆ

      สำหรับ Jean Bernard Leon Foucault  นั้นเกิดเมือววันที่ 18 สิงหาคม ค.ศ. 1819 แรกเริ่มเดิมทีนั้นอยากเป็นแพทย์ จึงได้สอบเข้าเรียนในคณะแพทย์ศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยปารีส แต่ด้วยดวงชะตาที่จะต้องมาเป็นนักวิทยาศาสตร์ Foucault ได้พบว่าตัวเองนั้นมีอาการของโรค Phobia หรือโรคกลัวเลือด เห็นเลือดไม่ได้ เลยต้องลาออกจากการเป็นนักเรียนแพทย์ แล้วหันมาศึกษาวิทยาศาสตร์แทน เขามีผลงานหลายด้านที่เด่นๆ ได้แก่ เป็นผู้ประดิษฐ์ ไจโรสโคป (gyroscope) และ เป็นผู้ที่ทำการทดลองวัดความเร็วของแสงได้อีกด้วย เขาได้ดัดแปลงการทดลองของเพื่อนร่วมงานคือ Armand Fizeau   โดยสามารถทำการวัดค่าอัตราเร็วของแสงได้เท่ากับ  186,000 ไมล์ต่อชั่วโมง  แต่สำหรับผลงานของเขาที่เราจะพูดถึงกันในตอนนี้ก็คือ การทดลองที่ชื่อว่า Foucault's pendulum ...

     เรื่องมีอยู่ว่าในขณะที่ Foucault กำลังประยุกต์นำลูกตุ้มมาใช้จับเวลาในการศีกษาดาราศาสตร์ เขาได้เกิดความคิดที่จะประยุกต์การแกว่งของลูกตุ้มเพื่อพิสูจน์การหมุนรอบตัวเองของโลก โดยใช้กฎของนิวตันที่ว่าระนาบการแกว่งของลูกตุ้มนั้นจะคงที่เสมอ ดังนั้นถ้าเราวางลูกต้มให้แกว่งอยู่ที่ขั้วโลก เนื่องจากว่าโลกหมุนรอบตัวเอง คนบนพื้นโลกก็จะเห็นระนาบการแกว่งของลูกตุ้มเปลี่ยนตำแหน่งไปเรื่อยๆ และจะกลับมายังตำแหน่งเดิมทุกๆ 24 ชั่วโมง

    ทั้งที่ความจริงแล้วระนาบการแกว่งของลูกตุ้มนั้นไม่ได้เปลี่ยนแปลง แต่เนื่องจากว่าโลกนั้นหมุนรอบตัวเอง จึงทำให้ผู้สังเกตุซึ่งอยู่บนโลกเห็นไปเช่นนั้น ( คล้ายๆกับเราเห็นดวงอาทิตย์หมุนรอบโลก ) อัตราการเปลี่ยนแปลงระนาบของการแกว่งของลูกต้มที่ตำแหน่งต่างๆ ของโลกนั้นไม่เท่ากัน นั้นขึ้นอยู่กับค่าละติจูด (latitude)

โดยสามารถคำนวณได้จากสูตร  :           

T = 24/sin (theta) 
    เมื่อ T  คือคาบเวลาที่ระนาบการแกว่ง จะวนมายังตำแหน่งเดิม หน่วยเป็นชั่วโมง และ theta  คือค่าละติจูดของตำแหน่งที่อยู่ จะเห็นว่าที่ขั้วโลกเหนือนั้น ระนาบการแกว่งจะเปลี่ยนแปลง และวนกลับมายังตำแหน่งเดิมในเวลา 24 ชั่วโมง (ขั้วโลกมี ละติจูดเท่ากับ 90 องศาเหนือ  และ sin 90 เท่ากับ 1) ในขณะที่บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรนั้น ระนาบการแกว่งจะไม่เปลี่ยนเลย (เช่นถ้าทำการทดลอง ในประเทศไทยก็แทบจะไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงเลย ว้า...)

การทดลองนี้ได้ตั้งชื่อว่า Foucault's pendulum เพื่อเป็นเกียรติ์แก่ Foucault นั้นเอง  จะว่าไปแล้วการทดลองนี้ไม่ใช่เป็นการค้นพบใหม่ เพรานักดาราศาสตร์ได้พิสูจน์การหมุนของโลก ด้วยการสังเกตุดวงดาวบนท้องฟ้าได้ก่อนหน้านั้นแล้ว แต่การทดลองของ Foucault นั้นง่ายแก่การเข้าใจ และสามารถทดลองให้เห็นได้ง่าย ดังที่เขาได้ทดลองให้ประชาชนได้ชมในปี ค.ศ. 1851 นั่นเอง 

จาก http://www.vcharkarn.com/


 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >
สถิติผู้เยี่ยมชม: 39963999
ขณะนี้มี 26 บุคคลทั่วไป ออนไลน์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!