Foucault: duecento anni e non sentirli!

Foucault

Una ricorrenza importante per la scienza: duecento anni dalla nascita di Foucault!

  Oggi, Jean Bernard Léon Foucault, famoso per la sua dimostrazione della rotazione terrestre, compirebbe duecento anni. Perciò, è un must rendere omaggio al fisico francese con una lista di cinque invenzioni e scoperte a lui dovute, sulla scia dell’articolo su Newton.

Anche Foucault ha dato molto alla comunità scientifica, grazie a esperienze in diversi settori della fisica. Non è quindi facile doverne scegliere solo cinque!

1850 – la fine della teoria crepuscolare della luce

   Per la teoria crepuscolare della luce, la propagazione di un fascio luminoso è come quella di piccole particelle di materia emesse in tutte le direzioni, alla stessa velocità in ogni mezzo. Tuttavia, dalla fine del Seicento, era considerata anche la teoria ondulatoria: la luce era un’onda che si propagava in un mezzo, perciò la velocità poteva variare. 

Foucault ha utilizzato uno strumento, noto come apparato di Fizeau-Foucault, per stimare la velocità della luce nell’aria e nell’acqua. In quest’apparato, la sorgente S emette raggi di luce che passano per la lente L e si riflettono in tre specchi, di cui quello in A rotante. Come risultato, i raggi vengono deviati e sembrano provenire dal punto S1.

L’esperienza ha mostrato che la luce si muove più lentamente nell’acqua che nell’aria e, quindi, che non può essere valida solo la teoria crepuscolare.  

L’apparato utilizzato da Foucault

1851 – il pendolo e la rotazione terrestre

  Questo è uno degli esperimenti più famosi della storia e costituisce una delle prove dirette della rotazione della Terra. Si trattava di un pendolo formato da una sfera molto pesante appesa con un filo molto lungo alla cupola del Pantheon di Parigi. Il pendolo era libero di oscillare in ogni direzione.

Il fatto che il pendolo tracci linee in direzione sempre diversa prova che la Terra ruota su sé stessa. Infatti, se la Terra non ruotasse, per il principio di inerzia (già citato nell’articolo su Newton) il pendolo dovrebbe muoversi sempre allo stesso modo tracciando linee nelle stesse direzioni.

L’esperienza viene, oggi, riprodotta in molti altri musei in tutto il mondo: gli effetti possono variare, perché il periodo di rotazione del pendolo dipende dalla sua latitudine.

Uno dei modelli di pendolo di Foucault presenti al mondo

1855 – le correnti parassite o di Foucault

  Foucault ha scoperto che, per mettere in rotazione un disco di rame, occorre più forza se il suo bordo è tra gli estremi di un magnete. Questo si può spiegare con la legge dell’induzione elettromagnetica di Faraday: un campo magnetico con flusso variabile nel tempo origina una corrente indotta che resiste a questa variazione.

Perciò, la rotazione del disco di rame tra gli estremi del magnete fa variare il flusso del campo magnetico nella porzione del disco e, quindi, induce correnti che tendono a frenare la rotazione e a far riscaldare il disco stesso. Per via di quest’effetto, spesso sono chiamate correnti parassite o di Foucault, in onore del fisico francese.  

1858 – la prova della punta della lama

  Foucault escogitò anche un metodo molto semplice per progettare gli specchi dei telescopi in modo da renderli sferici o parabolici (ad essere rigorosi, paraboloidi).

Il metodo consiste nel misurare la superficie degli specchi facendo riflettere la luce sulla lama di un coltello vicino al centro di curvatura dello specchio. Osservando il disegno che si forma sullo specchio da dietro la lama, è possibile capire la sua forma.

Uno specchio sferico è illuminato in modo uniforme, se non ha difetti. Uno a forma di paraboloide ha un aspetto a ciambella o a losanga, a seconda di dov’è la lama. 

1862 – una misurazione della velocità della luce

  Con lo stesso apparato dell’esperimento del 1850, Foucault calcolò la velocità della luce con un valore molto vicino a quello oggi accettato.

A cura di Marco Ravenna, il Pesce Chirurgo

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