Popis Foucaltova kyvadla
Obíhají hvězdy, Měsíc a Slunce Zemi, nebo se spíše Země otáčí kolem své osy? V Galileiho době (16. a 17. století) byla druhá myšlenka převratná a málokdo ji bral vážně. Protože ale s její pomocí bylo možné vysvětlit mnoho astronomických jevů, mezi učenci nakonec zvítězila. Je ale možné se o rotaci Země přesvědčit přímo na Zemi, aniž bychom letěli do vesmíru podívat se „zvenčí“ nebo zkoumali astronomické výpočty?
První takovýto důkaz provedl francouzský fyzik Léon Foucault. Všiml si, že rozhoupané kyvadlo má tendenci udržovat svou rovinu kyvu. Zkuste držet rozhoupané závaží na niti, sednout si s ním na otočnou židli a pomalu se otáčet: kyvadlo se bude kývat stále stejným směrem vůči místnosti, i když vy budete mířit jinam. Podobně je to se Zemí: pokud byste zavěsili kyvadlo nad severním pólem, Země by se pod ním za den otočila o 360 stupňů, ale kyvadlo by se vůči okolním hvězdám kývalo ve stejné rovině. Pozemskému pozorovateli by ale přišlo, že se vůči němu rovina kyvu otáčí, a to každou hodinu o 15 stupňů.
Dělat takovýto experiment na pólu by bylo nepraktické, ale podobně to funguje i na jiných místech na Zemi. Pouze je nutné zkombinovat tendenci kyvadla udržovat svou rovinu kyvu s podmínkou, že rovina kyvu je svislá. Vede to k tomu, že rychlost stáčení směru kyvadla se zmenšuje čím blíže jsme k rovníku. Foucault poprvé předvedl svůj experiment veřejnosti v pařížském Pantheonu v roce 1851; v Paříži se rovina kyvu vůči Zemi stáčí o 11°20‘ každou hodinu. Olomouc je více na sever a stáčení je zde tedy nepatrně rychlejší: 11°27‘ za hodinu. Toto stáčení můžete pozorovat přímo na místě, a nebo vzdáleně na této stránce.
Sledování pohybu
Směr kývání
Pohyb kyvadla je sledován pomocí čtyř laserových svazků a fotodetektorů. Dva svazky míří podél schodiště a dva kolmo. Kovový váleček připevněný k lanku nesoucí kyvadlo tyto svazky postupně přerušuje. Z časového rozdílu mezi přerušením svazků mířících podél schodiště zjistíme složku rychlosti kyvadla ve směru kolmém na schodiště. Podobně z časového rozdílu mezi přerušením svazků kolmých na schodiště zjistíme složku rychlosti kyvadla ve směru schodiště. Známe-li obě složky rychlosti, známe vektor rychlosti a tedy i směr kývání. Ten je průběžně vynášen do grafu níže.
Eliptický pohyb a Stokesovy parametry
Kyvadlo se nemusí kývat jen v přímém směru. Když je na chodbě průvan nebo když do kyvadla někdo strčí, může se pohybovat i po (přibližně) eliptické trajektorii. Vlastnosti takového pohybu popisují tzv. Stokesovy parametry, které se používají zejména v optice pro popis polarizace světla. Tyto parametry jsou průběžně zaznamenávány a vynášeny do grafu níže.
Přijatá data
