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1851 : le pendule de Foucault

Dossier - Physique : chronologie des grandes étapes
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Le physicien Clifford A. Pickover a recensé 250 étapes des grandes idées de la physique. Dans ce dossier, découvrez comment notre perception de l’univers a évolué au fil du temps, et les acteurs de ces changements, de l’Antiquité à l’aube du XXIe siècle.

  
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« Le mouvement du pendule n'est pas dû à quelque force extérieure transcendantale ou mystérieuse, écrit le scientifique Harold T. Davis, mais simplement au fait que la Terre tourne. Cependant, l'explication n'est peut-être pas si simple, puisque l'expérience n'a été effectuée pour la première fois qu'en 1851 par Jean Foucault. Or, rares sont les faits simples à rester méconnus durant tant d'années. Le principe pour lequel Bruno était mort et Galilée avait souffert était justifié. La Terre se déplaçait ! »

Le pendule de Foucault, au Panthéon (Paris). Lorsque le pendule oscille, il effectue un tour complet en un peu moins de 33 heures. © Clifford A. Pickover

En 1851, le physicien français Jean Bernard Léon Foucault (1819-1868) fit la démonstration de son expérience au Panthéon, à Paris. Une boule en fer se balançait au bout d'un fil d'acier long de 67 mètres. Au fur et à mesure du balancement, la direction des mouvements changeait progressivement, tournant dans le sens des aiguilles d'une montre à la vitesse de 11 degrés par heure — preuve que la Terre tournait. Pour bien comprendre, imaginons que le Panthéon soit transporté au pôle Nord. Une fois que le pendule se balance, son plan d'oscillation est indépendant du mouvement de la Terre. Au pôle Nord, le plan d'oscillation du pendule suit le sens des aiguilles d'une montre et parcourt 360° toutes les 24 heures. La vitesse de rotation du plan du pendule dépend de sa latitude : à l'équateur, aucune modification. À Paris, le pendule effectue un cercle complet en 32,7 heures environ.

En 1851, on savait que la Terre tournait, mais le pendule de Foucault constitua une preuve évidente de la rotation. Foucault décrivit ainsi son pendule : « Le phénomène se développe calmement, mais il est inévitable et ne peut être interrompu. Toute personne mise en la présence d'un tel fait s'arrête quelques instants, pensive et silencieuse ; puis s'éloigne, avec le sentiment plus vif et plus aigu de notre mouvement incessant à travers l'espace. » Foucault avait commencé par étudier la médecine, mais il l'abandonna au profit de la physique quand il découvrit sa peur du sang.