푸코의 진자
소개
․푸코의 진자란
→푸코의 진자는 진자의 일종으로, 프랑스의 과학자 레옹 푸코가 지구의 자전을 증명하기 위해 고안해 낸 장치이다. 지구가 자전한다는 사실은 오래 전부터 알려진 사실이었지만, 그것을 눈으로 볼 수 있는 실험으로 증명한 첫 사례가 바로 이 푸코의 진자라 할 수 있다.
1851년 푸코는 팡테옹의 돔에서 길이 67m의 실을 내려뜨려 28㎏의 추를 매달고 흔들었고, 시간이 지남에 따라 진동면이 천천히 회전하였다. 일반적으로 진자에 작용하는 힘은 중력과 실의 장력뿐이므로 일정한 진동면을 유지해야 하지만(여기서 공기의 저항은 무시하도록 한다), 진자를 장시간 진동시키면 자전 방향의 반대 방향으로 돌게 된다. 이는 지면이 회전하는, 다시 말해 지구가 자전하는 것을 입증했다고 할 수 있다.
(프랑스 팡테옹에 설치된 푸코의 진자)
․푸코의 진자의 과학사적 의미
→지구의 자전은 푸코보다 200년 앞서 통상적으로 믿어지기 시작했다. 하지만 모두 이렇다할 증거나 증명 없이, 심증과 생각, 그리고 빈약한 증거만으로 자전현상을 설명해왔다. 이러한 상황에서 푸코의 진자 실험은 역사상 최초로 지구의 자전을 실험적으로 증명했다는 것에서 그 의미가 크다.
․푸코의 진자의 원리
→푸코 진자는 진동면이 수직면이면서 자유롭게 진동하는 큰 진자로 구성된다. 실제 진동면은 지구를 기준으로 비교했을 때 회전을 한다. 사실 그 진동면은 공간에 고정이 되고 반면에 지구가 그 추의 아래에서 매 항성일마다 한 번씩 회전을 한다. 북극 혹은 남극 중 한 장소에서 추의 진동면은 그 아래에서 지구가 회전을 하는 동안 우주의 먼 질량들을 기준으로 했을 때 고정 상태가 된다. 그리고 그 진동면은 매 항성일마다 한 바퀴의 회전을 한다. 그래서 지구를 기준으로 볼 때 북극에서의 진동면은 하루 동안에 완전한 시계방향의 회전 한 바퀴를 돌게 된다. 즉. 북극에서의 축은 시계반대방향으로 돈다.
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2013.12.10
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