Poskus z nihalom mu je prišel na misel, ko se je nekega dne pripravljal, da na stružnici zgladi dolgo kovinsko palico. Ta je bila vpeta le v glavi stružnice, in ko jo je po nerodnosti dregnil na prostem koncu, je seveda zanihala. Zanimivo se mu je zdelo, da palica vedno niha v isti ravnini, ne glede na to, da je z roko obračal glavo stružnice. In prav v tem je jedro njegovega slovitega poskusa: tudi nihalo niha vedno v isti ravnini, povsem neodvisno od tega, da se stojalo, na katerem visi, morda vrti. Vsa stojala na zemeljski površini pa se seveda vrtijo skupaj z Zemljo. Z njo se vrti tudi radovedni opazovalec nihala, čeprav tega ne občuti neposredno in se mu zdi, da se suka nihajna ravnina, ne pa on sam. Zamisel se je Foucaultu zdela tako privlačna, da jo je takoj preizkusil. Pa se je kaj hitro izkazalo, da vse skupaj še zdaleč ne deluje tako preprosto, kot si je bil zamislil. Prav lahko je uganiti, kaj mu je nagajalo. Če bi poskus z nihalom naredil na severnem tečaju, bi se Zemlja pod nihalom zavrtela okoli svoje osi enkrat v 24 urah, kar pomeni 15-stopinjski zasuk nihajne ravnine na uro. Tolikšnega zasuka ni težko opaziti. Zaradi podrobnosti, v katere se tukaj ne moremo spuščati, bi bil zasuk ravnine v Ljubljani le slabih 11° v eni uri (na ekvatorju se nihajna ravnina sploh ne bi vrtela), kar tudi še ni pod mejo tega, kar je mogoče zaznati. Vendar bi v obeh primerih vrtenje opazili le, če bi nihalo celo uro res tudi nihalo, kar pa je precej huda zahteva. Npr. nihalo navadne stenske ure se zaradi trenja in zračnega upora samo od sebe ustavi že po minuti ali dveh. Hitrost zaustavljanja je v veliki meri odvisna od hitrosti nihala, kar je očitno vsakemu kolesarju: zračni upor je pri veliki hitrosti precej večji kot pri majhni. Foucault je za svoj poskus torej potreboval nihalo, ki niha veliko počasneje od nihala stenske ure in z relativno veliko manjšimi odmiki. To pa tehnično pomeni zelo dolgo nihalo. Le kam ga obesiti? Stanovski kolega Arago je Foucaultu za poskus najprej ponudil vežo pariškega astronomskega observatorija, sam cesar Napoleon III. pa nekaj še boljšega visoko kupolo pariškega Panteona. Osebno se je zavzel, da so cerkveni dostojanstveniki nenavadno početje v cerkvi dovolili. In tako je Foucault pod strop kupole na 60 m dolgi jekleni žici obesil jekleno kroglo s premerom 60 cm. Takšno nihalo ima nihajni čas 15,4 s, njegova največja hitrost je le 41 cm/s in ne zaustavi se nekaj ur. Krogla nihala je imela na spodnji strani ost, ki je segala skoraj do tal, tako da je v pesek na tleh lahko risala sledi nihanja. Kroglo so potegnili na stran in jo z vrvico privezali k steni. Ko se je vse skupaj umirilo, je Foucault prežgal vrvico, saj bi sunek škarij ali noža že takoj na začetku poskusa lahko zmotil nihalo. Številno in imenitno občinstvo je zadržalo dih; pravzaprav ga je držalo kar nekaj časa, preden je iz sledi na tleh postalo očitno, da se nihajna ravnina nihala suče. Z drugimi besedami, gledalci so na lastne oči lahko spremljali vrtenje Zemlje pod nihalom.