Foucault and the rotation of the Earth

Joël Sommeria

doi:10.1016/j.crhy.2017.11.003

The Comptes rendus de l'Académie des sciences throughout history / Les Comptes rendus de l'Académie des sciences à travers l'histoire

Foucault and the rotation of the Earth
[Foucault et la rotation de la Terre]

Joël Sommeria ¹

¹ Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels, Université Grenoble Alpes & CNRS, Grenoble, France

Comptes Rendus. Physique, Volume 18 (2017) no. 9-10, pp. 520-525.

Résumé
Abstract

En février 1851, Léon Foucault publiait dans les Comptes rendus sa fameuse expérience du pendule réalisée à l'Observatoire de Paris. Cela mettait fin à deux siècles de quête d'une preuve expérimentale de la rotation de la Terre. Un mois plus tard, l'expérience fut reproduite à plus grande échelle au Panthéon et, dès l'été 1851, elle fut répétée dans de nombreux endroits du monde. L'année suivante, Foucault inventait le gyroscope pour obtenir une preuve encore plus directe de la rotation de la Terre. La théorie s'appuyait sur le traité de Laplace sur la mécanique céleste. Publié en 1805, celui-ci contenait déjà l'expression mathématique de la force qui sera découverte par Gustave Coriolis 30 ans plus tard. L'idée d'une force d'inertie fictive proposée par Coriolis a cependant prévalu à la fin du XIX^e siècle, car elle était conceptuellement plus simple que les calculs de Laplace. La théorie complète du pendule de Foucault, tenant compte ses inévitables imperfections, n'a été élaborée que 30 ans plus tard par Kamerlingh Onnes, le futur découvreur de l'hélium liquide et de la supraconductivité. De nos jours, la créativité exceptionnelle de Foucault est encore source d'inspiration pour la recherche et la promotion de la science par des preuves expérimentales largement accessibles au public.

In February 1851, Léon Foucault published in the Comptes rendus his famous pendulum experiment performed at the “Observatoire de Paris”. This ended two centuries of quest for an experimental demonstration of Earth rotation. One month later, the experiment was reproduced at larger scale in the Panthéon and, as early as the summer of 1851, it was being repeated in many places across the world. The next year, Foucault invented the gyroscope to get a still more direct proof of Earth rotation. The theory relied on the masterpiece treatise of Laplace on celestial mechanics, published in 1805, which already contained the mathematical expression of the force that would be discovered by Gustave Coriolis 30 years later. The idea of a fictitious inertial force proposed by Coriolis prevailed by the end of 19th century, as it was conceptually simpler than Laplace's approach. The full theory of the Foucault pendulum, taking into account its unavoidable imperfections, was not obtained until three decades later by Kamerlingh Onnes, the future discoverer of liquid helium and superconductivity. Today, Foucault's exceptional creativity is still a source of inspiration for research and the promotion of science through experimental proofs widely available to the public.

Publié le : 2017-11-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2017.11.003

Keywords: Coriolis, Pendulum, Gyroscope, History, Inertia
Mot clés : Coriolis, Pendule, Gyroscope, Histoire, Inertie

Affiliations des auteurs :

Joël Sommeria ¹

¹ Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels, Université Grenoble Alpes & CNRS, Grenoble, France

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Joël Sommeria. Foucault and the rotation of the Earth. Comptes Rendus. Physique, Volume 18 (2017) no. 9-10, pp. 520-525. doi : 10.1016/j.crhy.2017.11.003. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2017.11.003/

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Cité par Sources :

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