傅科(Jean-Bernard-Léon
米歇尔·福柯,1819年9月18日-1868年2月11日),法国实验物理学家。
傅科于1819年9月18日生于法国巴黎,毕业于巴黎医学院,早年做过医生,后因对物理实验产生兴趣,转向实验物理学的研究工作。1845年,担任《辩论》杂志的科学编辑。1853年,获博士学位。1855年,被
拿破仑三世任命为巴黎天文台的物理学教授,同年被英国皇家学会授予
约翰尼斯·开普勒金质奖牌。1864年,被选为英国皇家学会会员、
柏林科学院院士、圣彼得堡学院院士。1865年,成为法国科学院院士。1868年2月11日,因劳累过度在巴黎逝世,终年49岁。
傅科于1845年开始研究物理实验,1951年,在巴黎利用“单摆的振动在
惯性空间保持不变”的原理,来证实
地球的自传现象,即著名的傅科摆实验。1862年,通过自己制作的实验装置准确地测出空气中的
光速,这一成就使他获得
法国荣誉骑士二级
勋章,并被聘为长度测量局的成员。1852年,发现了回旋罗盘效应。1955年,发现在强磁场中旋转的金属圆盘因受到
电磁感应而产生
涡电流,即傅科电流。他一生发明很多,此外,还有回转仪、傅科棱镜、
反射望远镜的椭圆面镜、镀银薄膜玻璃反射镜等等。
傅科早年学习外科和显微医学,后转向照相术和物理学方面的实验研究。1853年由于
光速的测定获物理学博士学位,并被
拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授。因为他博学多才,有多项发明创造,因此受各国科学界垂青,1864年当选为英国皇家学会会员,以及
柏林科学院、
圣彼得堡科学院院士。1868年被选为巴黎科学院院士。
傅科最初学医,后转向实验物理。早年跟随法国物理学家A.-H.-L,斐索从事热学和光学测量。1851年,傅科在67米长钢丝下面挂一个重28
千克的铁球,组成一个单摆,他利用摆平面的转动证实了
地球有自转。演示地球有自转的这种单摆后称为傅科摆。他还用陀螺仪证实了地球的自转。1855年,他因上述两项实验获英国皇家学会
科普利奖章,并被任命巴黎皇家天文台物理助理。在物理学其他领域中,他证实了光在水中的传播速度比在空气中小,并测得误差在百分之一以内的
光速值。他发现铜盘在强磁场中运动时出现涡流,并对望远镜装置作过改进。
傅科的一生对物理学有多方面的重要贡献,尤其在力学、光学、电学方面更为突出。他的研究工作偏重于仪器的制备、新实验方法的设计,以及对
物理量的精确测量。
1845~1847年间,傅科和
菲佐合作,改进了
路易·达盖尔的照相技术,并把它应用于
天文摄影;1847年,改进了
克里斯蒂安·惠更斯的锥摆钟,而制成了傅科钟,后来用它测定
地球的转动;1848年,发现当日光通过合
钠盐的碳弧焰时,在其光谱的钠D线处,出现两条黑线,后来知道,这就是钠的
吸收光谱;1852年发明了回转仪,并发现了回转罗盘效应;1855年设计了光度计;1855年,傅科发现在
磁场中的运动圆盘因
电磁感应而产生
涡电流,被称为“傅科电流”;1857年创制了“傅科棱镜”,用于偏振光的研究并提出用镀银玻璃反射镜代替金属反射镜;1858年,又设计了
反射望远镜的椭球面镜;1860年发明了定日镜的跟踪系统。
1850年莱昂·傅科(J.Foucault)为了研究地球自转,首先发现高速转动中的转子(rotor),由于
惯性作用它的旋转轴永远指向一固定方向,他用
希腊字gyro(旋转)和skopein(看)两字合为gyro scopei一字来命名这种仪器,这种仪器就是陀螺仪。
1850年,傅科采用旋转镜法,测量了光在空气和在水中的速度,差不多和
菲佐在同一时期首创了在实验室测定
光速的方法。1862年傅科改进了原有的实验装置,加装了一套推动圆周屏的轮系统,以便准确量度旋转镜的旋转速度,又使光经过几次反射,加长了光经过的路程,以便准确量度光经过此路程的时间。由此测得光在空气中的速度为289000
米每秒。后来,他把自己的工作写成题为《光速的实验测定:太阳的视差》的文章,于1862年发表在《法兰西科学院周报》第55卷上。傅科对光速的测量为光的波动理论的胜利提供了有力的证据。同年他被授予荣誉骑士二级
勋章,并被聘为经度局成员。
1851年,傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据
地球自转的理论,提出除地球赤道以外的其他地方,单摆的振动面会发生旋转的现象,并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28
千克的摆锤,摆长为67米,将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央,使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙盘和启动栓。如果地球没有自转,则摆的振动面将保持不变;如果地球在不停地自转,则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次(周期为16.5秒),摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米,每小时偏转11°20'(即31小时47分回到原处)时,许多教徒目瞪口呆,有人甚至在久久凝视以后说:“确实觉得自己脚底下的
地球在转动!”这一实验又曾移到巴黎天文台重做,结论相同。后又在不同地点进行实验,发现摆的振动面的旋转周期随地点而异,其周期正比于单摆所处地点的纬度的
正弦,在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向,
北半球为顺时针,
南半球为逆时针。以上实验就是著名的傅科摆实验,它是地球自转的最好证明。由此,傅科被授予荣誉骑士五级
勋章。