Foucault-Pendel

Foucault-Pendel
Funktion am Nordpol der Erde
Veranschaulichung der Pendelbahn auf der Südhalbkugel. Zur Verdeutlichung der Bahn ist eine „Sandspur“ eingezeichnet. Im Hintergrund ein Porträt von Jean Bernard Léon Foucault

Ein foucaultsches (auch: Foucault’sches) Pendel ist ein langes Fadenpendel mit einer großen Pendelmasse, mit dessen Hilfe die Erdrotation anschaulich nachgewiesen werden kann.

Inhaltsverzeichnis

Versuche und Beschreibung

Am 3. Januar 1851 führte der französische Physiker Jean Bernard Léon Foucault im Keller seines Hauses einen Versuch durch, bei dem er ein zwei Meter langes Pendel in Bewegung setzte. Es pendelte dicht über dem Boden und schien dabei im Verlauf der Zeit seine Richtung zu ändern. Da eine äußere auf das Pendel einwirkende Kraft auszuschließen war, war es nicht das Pendel, sondern der Boden (also die Erde), der seine Richtung änderte.

Später führte Foucault den Versuch in der Pariser Sternwarte mit einem 12 Meter langen Pendel und im Panthéon mit einem 67 Meter langen Pendel mit einem 28 Kilogramm schweren und 60 Zentimeter Durchmesser umfassenden Pendelkörper der Öffentlichkeit vor. Am unteren Ende des Pendelkörpers befand sich eine Spitze, die mit jeder Schwingung eine Spur in einem Sandbett am Kirchenboden markierte. Hiermit wurde ein laientauglicher Nachweis der Erdrotation vorgelegt. Seit diesem Zeitpunkt wird dieser Versuch foucaultscher Pendelversuch genannt, obwohl vergleichbare Versuche bereits 1661 vom italienischen Physiker Vincenzo Viviani durchgeführt worden waren.

Die aufsehenerregenden Experimente wurden später von Garthe im Kölner Dom und von Schwerd im Dom zu Speyer wiederholt. Die Ergebnisse waren qualitativ nicht zufriedenstellend. Heike Kamerlingh Onnes wies in seiner Dissertation von 1877 auf alle Fehlerquellen hin, die bei diesen Versuchsanordnungen aufgetreten waren.

Foucaultsche Pendel hängen noch heute in verschiedensten naturwissenschaftlichen Museen, unter anderem im großen Hauptturm des Deutschen Museums in München und im Museo de las Ciencias Príncipe Felipe – Teil der Ciudad de las Artes y de las Ciencias in Valencia.

Am Äquator dreht sich die Schwingungsebene des Pendels überhaupt nicht. Je weiter man sich vom Äquator entfernt, desto stärker ist die Drehung, an den geographischen Polen beträgt sie genau 360 Grad pro Tag. Dieser Wert erklärt sich daraus, dass sich am geographischen Pol (Austrittspunkt der Rotationsachse) die Erde einfach unter dem Pendel wegdreht, ohne dass das Pendel seine Position verändert (außer durch den Umlauf um die Sonne).

Eine andere Interpretation ist, dass mit Bezug auf ein erdfestes Koordinatensystem – d. h. vom natürlichen Standort des Menschen aus betrachtet – auf das schwingende Pendel mit Ausnahme am Äquator quer zur Schwingungsrichtung eine Corioliskraft einwirkt, die auf der nördlichen Halbkugel eine Abweichung nach rechts, auf der südlichen Halbkugel eine Abweichung nach links bewirkt. Die Schwingungsebene dreht sich infolgedessen um die Senkrechte durch den Aufhängepunkt mit der Winkelgeschwindigkeit ωv = ωE sin φ, wobei ωE die Winkelgeschwindigkeit der Erde und φ die geographische Breite des Aufhängepunktes ist. Entsprechend dauert eine volle Umdrehung an den Polen einen Sterntag (23 h 56 min 4 s bzw. 23,93 h), in München (φ etwa 48°) etwa 32,2 Stunden.

Der Weg, den der Pendelkörper beschreibt, ist eine so genannte Rosettenbahn.

Die Aufhängung des Pendels kann sowohl elastisch (FH / Univ. Appl. Sciences Hamburg), kardianisch (HU Berlin) oder steif (Dom Magdeburg) erfolgen, weil das Pendel so oder so die Schwingungsebene im dreidimensionalen Raum beibehält, auch wenn die Aufhängung (mit der Erde zwangsläufig) rotiert.

Liste vorhandener Pendel

Einige Standorte Foucaultscher Pendel sind:

Deutschland

Schulen
Hochschulen
Sonstige
Foucaultsches Pendel, im Jahrtausendturm (Magdeburger Elbauenpark).

Österreich

Schweiz

Frankreich

Foucaultsches Pendel in Tours

Großbritannien

Island

  • Lobby der Hauptverwaltung von Orkuveita Reykjavikur (Energieversorgung Reykjavik)

Italien

Luxemburg

Niederlande

  • Eingangshalle des Huygensgebouw der Radboud Universiteit Nijmegen
  • de groote Kerk in Veere (Zeeland)

Norwegen

Polen

Foucaultsches Pendel in Posen

Portugal

Spanien

Russland

Schweden

  • Carlsund utbildningscentrum in Motala

Ungarn

Argentinien

USA

Bilder

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Foucault-Pendel — Fou|cault Pen|del [fu ko...] das; s, <nach dem franz. Physiker L. Foucault, 1819 1868> langes Pendel, mit dessen Hilfe die Drehung der Erde um ihre Achse nachgewiesen werden kann …   Das große Fremdwörterbuch

  • Foucault'sches Pendel — Funktion am Nordpol der Erde Veranschaulichung der Pendelbahn auf der Südhalbkugel. Zur Ver …   Deutsch Wikipedia

  • Foucault’sches Pendel — Funktion am Nordpol der Erde Veranschaulichung der Pendelbahn auf der Südhalbkugel. Zur Ver …   Deutsch Wikipedia

  • Foucault — ist der Familienname folgender Personen (das zugehörige Adjektiv lautet im Französischen foucaldien): Jean Bernard Léon Foucault (1819–1868), Physiker Michel Foucault (1926–1984), französischer Historiker und Philosoph Nicolas Joseph Foucault… …   Deutsch Wikipedia

  • Pendel — (v. lat. Pendulum), 1) ein schwerer Körper, welcher an einem Faden od. unbiegsamen Stabe so aufgehängt ist, daß er einen Bogen um eine Achse beschreiben kann, welche nicht durch seinen Schwerpunkt geht. A) Ein ebenes P. ist ein solches, dessen… …   Pierer's Universal-Lexikon

  • Pendel — (lat. pendŭlum, »das Hangende«), ein unter dem Einfluß der Schwerkraft um eine horizontale Achse oder um einen Aufhängepunkt allseitig schwingender Körper. Bei dem einfachen oder mathem. P. wird der Aufhängungsfaden als gewichtslos, der… …   Kleines Konversations-Lexikon

  • Foucault — (spr. fukō), Léon, Physiker, geb. 18. Sept. 1819 in Paris, gest. daselbst 11. Febr. 1868, studierte Medizin, widmete sich aber mit Vorliebe der Fortbildung der Photographie und machte z. T. gemeinsam mit Donné und Fizeau optische Studien. Großes… …   Meyers Großes Konversations-Lexikon

  • Foucault'sche Pendel — fou|cault|sche(s) Pẹn|del auch: Fou|cault sche(s) Pẹn|del 〈[fuko: ] n.; n s, n 〉 Pendel zum Nachweis der Erdrotation über die Abweichung der Schwingungsrichtung aufgrund der Corioliskraft [nach dem frz. Physiker J. B. Foucault, 1819 1868] …   Universal-Lexikon

  • Foucault'sches Pendel — fou|cault|sche(s) Pẹn|del auch: Fou|cault sche(s) Pẹn|del 〈[fuko: ] n.; n s, n 〉 Pendel zum Nachweis der Erdrotation über die Abweichung der Schwingungsrichtung aufgrund der Corioliskraft [nach dem frz. Physiker J. B. Foucault, 1819 1868] …   Universal-Lexikon

  • Foucault pendulum — Fuko švytuoklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Foucault pendulum vok. Foucaultsches Pendel, n rus. маятник Фуко, m pranc. pendule de Foucault, m …   Fizikos terminų žodynas

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”