Físico francés, nació el 19 de septiembre de 1818 en París y murió el 11 de febrero de 1868. Está considerado como el fundador de la moderna técnica de construcción de los grandes telescopios. Foucault trabajó en la determinación de la velocidad de la luz junto a Armand Fizeau. Demostró que la velocidad de la luz en el aire es superior que en el agua.
En 1851 el científico francés León Foucault realizó un experimento en el Panteón de París que puso de manifiesto la rotación terrestre. Se dispuso un enorme péndulo esférico de 28 Kg colgado de un cable de longitud R = 67m acabado en una punta que trazaba sus oscilaciones sobre un lecho de arena. Se apartó el péndulo de la posición de equilibrio estable y se sostuvo inmóvil mediante una cuerda, a la que se aplicó una llama, hasta que se rompió y el péndulo comenzó a oscilar.
Si la superficie terrestre constituyese un sistema de referencia inercial, entonces, dado que la constante de velocidad areolar C del péndulo esférico sería nula, el movimiento acontecería en un plano j = cte permaneciendo sobre una circunferencia vertical oscilando como un péndulo simple. Sin embargo, se observó que tras unas pocas horas, los trazos sobre la arena evidenciaban un giro constante del plano de oscilación, es decir, un crecimiento continuo de j, observable tras pocas horas de movimiento. Este comportamiento era el predicho suponiendo que la superficie terrestre giraba y constituía un sistema no inercial. A continuación se presenta el modelo correspondiente, estudiando el comportamiento del péndulo de Foucault con varias condiciones iniciales de movimiento.
Historia
Se dice que el invento del péndulo de Foucault es un producto de la casualidad. Cuando en 1848, Leon Foucault trabajaba en su taller intentando acoplar una pesada barra metálica a un torno, mientras era sostenida mediante un cable de acero, Foucault reparó en una curiosa propiedad. El conjunto del cable más la barra formaba un péndulo, que oscilaba en un plano vertical el cual permanecía invariable (aparentemente invariable en intervalos de tiempo de unos minutos). Foucault observó que este plano se mantenía incluso rotando el sistema de sustentación del cable, lo que marcaba una diferencia entre el sistema tierra y el sistema que giraba con el sistema de sustentación: para el primero se conservaba el plano de oscilación del péndulo y para el segundo, no.
La experiencia parecía indicar que el plano de oscilación sólo se conservaría para sistemas de referencia inerciales, lo cual predecía que, dado que la tierra también gira (lentamente), podría detectarse el cambio del plano de oscilación de un péndulo respecto a la tierra, si se proveen las condiciones necesarias de observación.
Foucault construyó sucesivamente dos péndulos: uno de dos metros en su taller y posteriormente uno de once metros en el Observatorio de París, observando una rotación en sentido horario del plano de oscilación. Entonces, se le encargó la construcción de algo más espectacular para la Exposición Universal de París. Foucault montó un péndulo de 67 metros en el Panteón de París (también conocido como Iglesia de Santa Genoveva). Usó una bala de cañón de 28 Kg a la que soldó una fina punta metálica. Suspendió el péndulo de la cúpula y esparció una capa de arena en el suelo, para que la punta marcara la posición del péndulo de una manera trazable. Protegió con una barandilla circular una zona de unos cinco metros de diámetro en la que llevar a cabo las oscilaciones, y puso en marcha una serie de demostraciones públicas. En ellas, el péndulo era separado de la posición inferior y retenido mediante una cuerda, que le impedía caer. Al comienzo de la demostración, se prendía la cuerda, que cuando se había quemado lo suficiente se rompía, iniciando la oscilación del péndulo. Al cabo de unos minutos, se podía percibir el progresivo regruesamiento de la traza de la punta del péndulo sobre la arena. Pasadas horas, la anchura del sector circular era de unas decenas de grados.
El éxito de este experimento, llevó a Foucault a idear otros similares, como el del giróscopo, que también originó una demostración pública en 1860 (aunque sin el éxito o la espectacularidad del péndulo).
Actualmente existen réplicas del experimento del péndulo en numerosas instituciones públicas o privadas, como museos, universidades, etc. En la imagen inferior se muestra un péndulo de 25 m de longitud que se encuentra en el edificio de las Naciones Unidas, obsequio de Holanda en 1955. Este péndulo se encuentra sostenido del techo mediante de una junta Cardan, que permite cualquier orientación del cable respecto al techo, impidiendo su torsión. Tiene un electroimán en su base, encargado de suministrar la energía que se pierde por fricción.
