STEP #01 - Inventore

 Léon Foucault

Jean Bernard Léon Foucault (Parigi, 18 settembre 1819 – Parigi, 11 febbraio 1868) è stato un fisico francese conosciuto per l'interpretazione del movimento di rotazione del piano di oscillazione di un pendolo, conosciuto come pendolo di Foucault, scoperto da Vincenzo Viviani. L'apparato sperimentale serve a dimostrare la rotazione della Terra. Egli inoltre fece misure della velocità della luce in mezzi diversi, inventò il giroscopio e scoprì le correnti indotte (correnti di Foucault). Il cratere Foucault sulla luna è dedicato a lui.

Primi anni:

I suoi primi anni di studio furono dedicati alla medicina, ma il giovane si appassionò alla fisica.

Con l'amico A.H.L. Fizeau, fece una serie di esperienze confrontando l'intensità della luce del Sole con quella emessa dall'arco elettrico che scocca fra due elettrodi in carbone nella lampada ad arco (allora largamente utilizzato come fonte di luce elettrica) e a quella della fiamma ossidrica. Il suo interesse spaziò anche verso l'interferenza dei raggi infrarossi ed alla polarizzazione cromatica della luce.

Nel 1849, Foucault dimostrò sperimentalmente che le righe di assorbimento e di emissione che appaiono alla stessa lunghezza d'onda sono entrambe dovute allo stesso materiale, con la differenza tra le due che ha origine dalla temperatura della sorgente luminosa.

 

Anni centrali:

Nel 1851 fornì una dimostrazione sperimentale della rotazione della Terra sul suo asse ( moto diurno ). Questa configurazione sperimentale era stata utilizzata da Vincenzo Viviani ma divenne ben noto al pubblico per l'opera di Foucault. Foucault ha realizzato la dimostrazione mostrando la rotazione del piano di oscillazione di un pendolo lungo e pesante sospeso dal tetto del Pantheon, Parigi . L'esperimento fece scalpore sia nel mondo colto che in quello popolare. L'anno successivo usò (e nominò) il giroscopio come prova sperimentale concettualmente più semplice.

 

Il pendolo di Foucault al Pantheon , Parigi

 

 

Nel settembre 1855 scoprì che la forza richiesta per la rotazione di un disco di rame diventa maggiore quando viene fatto ruotare con il suo bordo tra i poli di un magnete , il disco allo stesso tempo viene riscaldato dalle correnti parassite o "correnti di Foucault".

Nel 1857 Foucault inventò il polarizzatore che porta il suo nome, e l'anno successivo ideò un metodo per testare lo specchio di un telescopio riflettore per determinarne la forma. Il cosiddetto "test del filo del coltello di Foucault " consente all'operatore di stabilire se lo specchio è perfettamente sferico o presenta una deviazione non sferica nella sua figura.

Configurazione di prova di Foucault per misurare uno specchio.

 

Il test del bordo del coltello di Foucault determina la forma di uno specchio trovando le lunghezze focali delle sue aree, comunemente chiamate “zone” e misurate dal centro dello specchio. Nel test, la luce proveniente da una sorgente puntiforme viene focalizzata sul centro di curvatura dello specchio e riflessa verso il bordo di un coltello. Il test consente al tester di quantificare la sezione conica dello specchio, consentendo così al tester di validare l'effettiva forma dello specchio, necessaria per ottenere prestazioni ottimali del sistema ottico. Il test di Foucault è in uso fino ad oggi, in particolare dai produttori di telescopi commerciali dilettanti e più piccoli in quanto è economico e utilizza apparecchiature semplici e di facile realizzazione.

 

Anni successivi:

Da tempo stava sperimentando per rendere costante il suo periodo di rivoluzione e sviluppare un nuovo apparato per la regolazione della luce elettrica. Foucault ha mostrato come, mediante la deposizione di un sottile film d' argento trasparente sul lato esterno del vetro dell'oggetto di un telescopio, il sole poteva essere visto senza ferire l'occhio. I suoi principali articoli scientifici si trovano nei Comptes Rendus , 1847-1869. Verso la sua morte tornò al cattolicesimo romano che aveva precedentemente abbandonato. 

Contesto storico: 

Il 31 marzo 1851 fece la sua seconda dimostrazione scientifica in pubblico, ad assistere ci sarebbe anche stato un ospite molto importante: il primo primo presidente della Repubblica francese Luigi Napoleone Bonaparte (l'anno dopo divenne imperatore).

Il pubblico era fitto fuori dal Panthéon di Parigi, mentre Foucault finiva di preparare il suo pendolo: un filo lungo 67 metri appeso all’interno della cupola, una sfera di 28 chilogrammi e un cerchio di sabbia sul pavimento. Quando arrivò il Presidente, era tutto pronto. Una piccola spinta e il pendolo cominciò lentamente a oscillare, lasciando un segno nella sabbia: alla base della sfera, infatti, Foucault aveva avuto l’accortezza di attaccare una punta in grado di spostare i granelli. Con il passare delle ore, agli occhi stupefatti di Napoleone e di tutti i parigini che erano riusciti a stiparsi intorno al cerchio dimostrativo, apparve chiaro che il segno sulla sabbia andava progressivamente spostandosi in senso orario. Come se il piano di rotazione del pendolo mutasse nel tempo.

Nel medesimo anno, come riconoscimento per la validità della sua dimostrazione e per l'invenzione del giroscopio, Jean ricevette la medaglia Copley dalla Royal Society di Londra.

Fonti:

(Wikipedia), Lèon Foucault https://en.wikipedia.org/wiki/L%C3%A9on_Foucault

(Wikipedia), Pendolo di Foucault https://en.wikipedia.org/wiki/Foucault_pendulum

(Wikipedia), Giroscopio https://en.wikipedia.org/wiki/Gyroscope

(Wired), Contesto storico giroscopio https://www.wired.it/scienza/2014/03/31/la-terra-gira/