De slinger van Foucault laat draaiing van de aarde zien

In het Huygensgebouw op het terrein van de Radboud Universiteit Nijmegen hangt een spectaculaire slinger met een bolvormig gewicht aan een lange kabel dat aan een vast punt is bevestigd. De aandachtstrekker wordt de Slinger van Foucault genoemd. In januari 1851 bedacht de Franse Jean Bernard Léon Foucault een geniaal natuurkundig experiment. Met dit experiment toonde hij voor het eerst ondubbelzinnig aan dat de aarde dagelijks om haar as draait en dat niet de zon om de aarde draait.

Huygensgebouw op het terrein van de Radboud Universiteit Nijmegen

Eerder was het de Poolse astronoom Nicolaas Copernicus die al zo’n 350 jaar op basis van zijn hemelobservaties tot dit inzicht kwam. Maar de experimentele bevestiging daarvan moest wachten tot het experiment van Foucault. Hij startte zijn eerste proefnemingen in de periode van 3 tot 8 januari 1851 in de kelder van de woning van zijn moeder in Parijs. De slinger bestond toen uit een gewicht van 5 kg aan een kabel van 2 meter. Op 3 februari 1851 demonstreerde Foucault zijn slinger in het Observatorium van Parijs aan leden van de Franse Academie van Wetenschappen.

In maart van hetzelfde jaar gaf Foucault openbare demonstraties in het Panthéon te Parijs. De slinger bestond toen uit een gewicht van 28 kg aan een kabel van 67 meter. Het publiek stroomde massaal toe en was direct enthousiast. Voor de wereldtentoonstelling in Parijs in het jaar 1855 had Foucault al een magnetische aandrijving voor de slinger ontwikkeld. Zonder de aandrijving zou de luchtweerstand de slinger in enkele uren geheel tot stilstand brengen. Vlak onder het ophangpunt van de slinger zit een ijzeren ring op de kabel.

De opstellingen in Nijmegen en in het Panthéon. Jean Bernard Léon Foucault (1819-1868) is bekend geworden door zijn slinger. Hij meette ook als één van de eersten de snelheid van het licht, verklaarde het principe van de gyroscoop en ontdekte de kracht van een wervelstroom, ook wel de Foucaultstroom genoemd.

Daar omheen zit een elektromagneet die de ring aantrekt wanneer de kabel vanuit het midden naar buiten beweegt. De elektromagneet wordt automatisch geactiveerd als de kabel een lichtstraal onderbreekt. De magneet schakelt weer uit als de kabel terug beweegt. De slinger wordt dus elke halve slag even naar buiten ‘getrokken’. De elektromagneet is zo gebouwd dat die in elke richting even hard aan de slinger trekt. De draaiing van het slingerwerk wordt niet beïnvloed. De tijd die de slinger erover doet om helemaal rond te gaan wordt bepaald door de geografische breedte ter plaatse.

Het Huygensgebouw ligt op de positie van 51° 49’ 30” noorderbreedte. Het slingervlak gaat rond in 30 uur en 32 minuten. De tafel onder de slinger is verdeeld in 30 gelijke sectoren. De sectoren zijn genummerd met de getallen 16 t/m 30 zodanig dat twee tegenover elkaar liggende sectoren hetzelfde nummer hebben. De slinger gaat zodoende steeds heen en weer tussen twee sectoren met hetzelfde getal. De Foucaultslinger in het Huygensgebouw heeft een lengte van 13,5 meter en het bolvormige object weegt 110 kilogram.

Het in gang zetten van de slinger geschiedde op 8 mei 2007 door Hare Majesteit Koningin Beatrix tijdens de handeling voor de opening van het gebouw. De draaiing van het slingervlak kan met verschillende methoden berekend worden. Eén van deze methoden is het berekenen met de Algemene Relativiteitstheorie van Einstein. De latere Nederlandse winnaar van de Nobelprijs voor de Natuurkunde (in 1913), Heike Kamerlingh Onnes, promoveerde op de slinger van Foucault op 10 juli 1879 met zijn proefschrift “Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde” aan de Rijksuniversiteit Groningen. Op diverse locaties in ons land, in Europa en in de wereld hangen uitvoeringen van de beroemde slinger van Léon Foucault.