فوکو پینڈولم بنائیں — زمین کی گردش کو ثابت کریں

آزادانہ طریقے سے دولن کرنے والا پینڈولم اپنے دولن کے صفحے کو خلا میں طے رکھتا ہے۔ یہ نیوٹن کے حرکت کے پہلے قانون کا براہ راست نتیجہ ہے۔ جب پینڈولم گھومتی ہوئی سطح (زمین) کے اوپر لٹکایا جاتا ہے، تو سطح پینڈولم کے نیچے گھومتی ہے جبکہ دولن کا صفحہ طے رہتا ہے۔ گھومتی ہوئی زمین پر کھڑے ہونے والے ناظر کے نقطہ نظر سے، پینڈولم کی دولن کی سمت آہستہ آہستہ گھومتی ہوئی لگتی ہے۔ شمالی قطب پر، پینڈولم کا صفحہ 23 گھنٹے 56 منٹ (ایک ستاری دن) میں گھڑی کی سمت میں 360 ڈگری گھومتا ہے۔ دوسری وسعت پر، گردش کی رفتار 360 × sin(وسعت) ڈگری فی دن ہے۔

فوکو پینڈولم کو مستحکم نتائج کے لیے ممکنہ حد تک لمبی رسی کی ضرورت ہے۔ پینڈولم جتنا لمبا ہو، دولن کی مدت اتنی لمبی، توانائی کا نقصان اتنا سست اور گردش اتنی نمایاں ہو۔ کم سے کم عملی لمبائی تقریباً پانچ میٹر ہے۔ دس سے بیس میٹر بہت بہتر ہے۔ اونچی طے کرنے کی جگہ تلاش کریں: سیڑھی کا کنواں، اٹاری کی شہتیر، بھنڈار کی شہتیر، اونچا درخت یا کثیر منزلہ عمارت کی چھت۔ طے کرنے کی جگہ بالکل سخت اور ساکن ہونی چاہیے۔ سپورٹ کی کوئی بھی کمپن یا حرکت فوکو کی سوکھے گردش کو بالکل ڈھانپ دے گی۔

پیویٹ سب سے اہم حصہ ہے۔ فوکو پینڈولم تمام سمتوں میں آزادانہ طریقے سے دولن کرنا چاہیے، اس لیے پیویٹ دولن کے صفحے کو محدود نہیں کرنا چاہیے۔ سادہ عالمی مشترک (دو عمودی کولہو) یا سنگل پوائنٹ پیویٹ اچھی طرح کام کرتے ہیں۔ سب سے سادہ اور مؤثر پیویٹ پتلا اسٹیل تار (پیانو تار، تقریباً 0.5-1 ملی میٹر قطر) ہے جو اوپر سے سختی سے بند ہے۔ پتلے تار سے کوئی ترجیحی سمت شامل نہیں ہوتی اور یہ تمام سمتوں میں آزادانہ طریقے سے موڑ سکتا ہے۔ تار کو سخت چھت کی شہتیر سے بولٹ شدہ سخت بریکٹ میں بند ہونا چاہیے۔

وزن عملی استعمال کے لیے کافی بھاری ہونا چاہیے۔ فوکو نے اٹھائیس کلوگرام استعمال کیا۔ بھاری وزن ہوا کی کشش کا بہتر مقابلہ کرتے ہیں اور زیادہ دیر تک دولن کرتے ہیں۔ اعلیٰ کثافت والی چیز استعمال کریں: بڑا سیسہ یا پیتل کا وزن، ریت سے بھرا برتن، یا کنکریٹ سے بھرا دھاتی ڈبہ۔ وزن کو تار کے محور کے بارے میں بالکل متوازن اور سمتری ہونا چاہیے۔ کوئی بھی عدم توازن پینڈولم کو دولن یا جبری تقدم کا سبب بنے گا۔ گولہ یا بالکل متوازن سلنڈر سب سے بہتر کام کرتے ہیں۔ تار کو وزن کے بالکل اوپری مرکز سے جوڑیں۔

پینڈولم کی رسی کے لیے اعلیٰ معیار کی اسٹیل پیانو تار یا پتلی اسٹیل کیبل استعمال کریں۔ تار بڑے حفاظتی حاشیے (کم از کم دس گنا) کے ساتھ وزن کو سہارا دینے کے لیے کافی مضبوت ہونا چاہیے، پیویٹ میں آزادانہ طریقے سے موڑنے کے لیے کافی نرم ہونا چاہیے، اور سختی سے نہ موڑنے کے لیے کافی سخت ہونا چاہیے۔ پانچ سے دس کلوگرام وزن کے لیے، 0.5-1 ملی میٹر پیانو تار کافی ہے۔ اوپری سرے کو پیویٹ میں سختی سے بند کیا جانا چاہیے۔ نچلے سرے کو وزن سے جوڑیں، چھوٹے آنکھ کے بولٹ یا وزن کے اوپری حصے میں ڈریل کیے گئے سوراخ کا استعمال کریں، یقینی بنائیں کہ کنکشن بالکل مرکزی ہے اور تار آرام میں بالکل سیدھا لٹکا ہے۔

پینڈولم کے نیچے، زمین پر ایک سرکلر ریفرنس رنگ رکھیں تاکہ پینڈولم کی دولن کی سمت کو ظاہر کریں۔ تقریباً ایک سے دو میٹر قطر والا رنگ اچھی طرح کام کرتا ہے۔ رنگ کو ہر پانچ یا دس ڈگری (0-360) پر نشان زد کریں۔ آپ بڑے کاغذ یا کارڈ بورڈ، زمین پر کھینچا ہوا دائرہ، یا چھوٹے نشانات کا رنگ استعمال کر سکتے ہیں۔ رنگ کے مرکز کو پیویٹ نقطے کے بالکل نیچے ہونا چاہیے۔ رنگ پر حقیقی شمال کو نشان زد کرنے کے لیے کمپاس استعمال کریں۔

شروعات کی تکنیک اہم ہے۔ پینڈولم کو ایک صفحے میں دولن کرنا چاہیے، بیضوی نہیں۔ پاشی حرکت اضافی بیضوی راستہ بناتی ہے اور بیضوی فوکو اثر سے بے تعلق ہے، اس لیے یہ مختلف طریقے سے تقدم کرتا ہے، پیمائش کو الجھاتا ہے۔ صاف شروعات کے لیے ایک مضبوط رسی استعمال کریں جو ایک مقررہ نقطے سے جڑی ہو تاکہ وزن کو ایک طرف کھینچے، تمام کپکپی بند ہونے تک پکڑے رکھیں، پھر رسی کو میچ یا موم بتی سے جلائیں (یا تیز طریقے سے کاٹیں)۔ یہ وزن کو خالص حرکت میں لگاتا ہے بغیر عرضی قوت کے۔ فوکو نے خود 1851 میں پیرس میں اس رسی جلانے کی تکنیک کا استعمال کیا۔

شروعات کے بعد، ریفرنس رنگ کے ساتھ دولن کی سمت کا مشاہدہ کریں۔ ہر پندرہ سے تیس منٹ میں دولن کی سمت ریکارڈ کریں۔ شمالی وسعت پنجاہ ڈگری پر، دولن کا صفحہ گھڑی کی سمت میں تقریباً 11.5 ڈگری فی گھنٹہ گھومتا ہے (360 × sin(50°) / 24 = 11.49 ڈگری فی گھنٹہ)۔ ایک گھنٹے بعد، دولن کی سمت تقریباً گیارہ ڈگری تبدیل ہونی چاہیے۔ تین گھنٹے بعد، تقریباً چونتیس ڈگری۔ گردش سست اور مستقل ہے۔ یہ واضح طور پر ظاہر کرتا ہے کہ زمین پینڈولم کے نیچے گھوم رہی ہے۔

اگر پینڈولم سیدھی لائن کی بجائے بیضوی خاکہ ہے، تو شروعات ناپاک تھی۔ رسی جلانے کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے دوبارہ کوشش کریں۔ اگر دولن کا صفحہ متوقع سے بہت تیزی سے یا سست گھومتا ہے، تو تین چیزیں چیک کریں: وزن کی عدم سمت (مکانیکی تقدم کا سبب)، پیویٹ میں رگڑ یا پابندی (ترجیحی دولن سمت کو مجبور کرنا)، یا ہوا کے بہاؤ (وزن کو پاشی سے دھکیلنا)۔ ہواداری والا کمرہ یا کھلا دروازہ فوکو اثر سے بہت تیزی سے نمایاں گردش پیدا کرتا ہے۔ پینڈولم کو ہوا کے بہاؤ سے محفوظ رکھیں اور یقینی بنائیں کہ پیویٹ واقعی آزاد ہے۔

نظریاتی گردش کی رفتار: ڈگری فی گھنٹہ = 15 × sin(وسعت)۔ خط استواء (0°) پر، پینڈولم بالکل گھومتا ہی نہیں۔ 30° وسعت پر یہ 7.5°/گھنٹہ گھومتا ہے۔ 45° پر یہ 10.6°/گھنٹہ گھومتا ہے۔ 90° (قطب) پر یہ 15°/گھنٹہ گھومتا ہے (ایک ستاری دن میں مکمل گردش)۔ مشاہدہ شدہ گردش کی رفتار کو اپنی وسعت کے لیے متوقع رفتار سے موازنہ کریں۔ اگر یہ کچھ فیصد کے اندر مماثل ہے، تو آپ نے 1851 میں فوکو نے جو ثابت کیا اس کو کامیابی سے ظاہر کیا ہے۔ یہ زمین کی گردش کا سب سے خوبصورت، سب سے سادہ اور سب سے براہ راست ثبوت ہے، جس میں صرف تار اور وزن اور اس کی گردش کو دیکھنے کا صبر درکار ہے۔