傅科（法國物理學(xué)家）

傅科（Jean-Bernard-Léon Foucault，1819～1868） 法國物理學(xué)家。1819年9月18日生于巴黎，1868年2月11日卒于巴黎。他最著名的發(fā)明是顯示地球自轉(zhuǎn)的傅科擺。除此之外他還曾經(jīng)測(cè)量光速，發(fā)現(xiàn)了渦電流。他雖然沒有發(fā)明陀螺儀，但是這個(gè)名稱是他起的。在月球上有一座以他命名的撞擊坑。傅科的“知識(shí)權(quán)利”哲學(xué)思想也有很大影響。

個(gè)人生平

傅科是法國物理學(xué)家。1819年9月18日生于巴黎，1868年2月11日卒于巴黎。

傅科早年學(xué)習(xí)外科和顯微醫(yī)學(xué)，后轉(zhuǎn)向照相術(shù)和物理學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)研究。1853年由于光速的測(cè)定獲物理學(xué)博士學(xué)位，并被拿破侖三世委任為巴黎天文臺(tái)物理學(xué)教授。因?yàn)樗W(xué)多才，有多項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造，因此受各國科學(xué)界垂青，1864年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，以及柏林科學(xué)院、圣彼得堡科學(xué)院院士。1868年被選為巴黎科學(xué)院院士。

傅科最初學(xué)醫(yī)，后轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)物理。早年跟隨法國物理學(xué)家A.-H.-L，斐索從事熱學(xué)和光學(xué)測(cè)量。1851年，傅科在67米長(zhǎng)鋼絲下面掛一個(gè)重28千克的鐵球，組成一個(gè)單擺，他利用擺平面的轉(zhuǎn)動(dòng)證實(shí)了地球有自轉(zhuǎn)。演示地球有自轉(zhuǎn)的這種單擺后稱為傅科擺。他還用陀螺儀證實(shí)了地球的自轉(zhuǎn)。1855年，他因上述兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)獲英國皇家學(xué)會(huì)科普利獎(jiǎng)?wù)拢⒈蝗蚊屠杌始姨煳呐_(tái)物理助理。在物理學(xué)其他領(lǐng)域中，他證實(shí)了光在水中的傳播速度比在空氣中小，并測(cè)得誤差在百分之一以內(nèi)的光速值。他發(fā)現(xiàn)銅盤在強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)渦流，并對(duì)望遠(yuǎn)鏡裝置作過改進(jìn)。

個(gè)人貢獻(xiàn)

傅科的一生對(duì)物理學(xué)有多方面的重要貢獻(xiàn)，尤其在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)方面更為突出。他的研究工作偏重于儀器的制備、新實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)，以及對(duì)物理量的精確測(cè)量。

1845～1847年間，傅科和菲佐合作，改進(jìn)了達(dá)蓋爾的照相技術(shù)，并把它應(yīng)用于天文攝影；1847年，改進(jìn)了惠更斯的錐擺鐘，而制成了傅科鐘，后來用它測(cè)定地球的轉(zhuǎn)動(dòng)；1848年，發(fā)現(xiàn)當(dāng)日光通過合鈉鹽的碳弧焰時(shí)，在其光譜的鈉D線處，出現(xiàn)兩條黑線，后來知道，這就是鈉的吸收光譜；1852年發(fā)明了回轉(zhuǎn)儀，并發(fā)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)羅盤效應(yīng)；1855年設(shè)計(jì)了光度計(jì)；1855年，傅科發(fā)現(xiàn)在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圓盤因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生渦電流，被稱為“傅科電流”； 1857年創(chuàng)制了“傅科棱鏡”，用于偏振光的研究并提出用鍍銀玻璃反射鏡代替金屬反射鏡；1858年，又設(shè)計(jì)了反射式望遠(yuǎn)鏡的橢球面鏡；1860年發(fā)明了定日鏡的跟蹤系統(tǒng)。

傅科最出色的工作是光速的測(cè)定、“傅科擺”實(shí)驗(yàn)以及提出渦電流理論。

1850年萊昂·傅科（J.Foucault）為了研究地球自轉(zhuǎn)，首先發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子（rotor），由于慣性作用它的旋轉(zhuǎn)軸永遠(yuǎn)指向一固定方向，他用希臘字 gyro（旋轉(zhuǎn)）和skopein（看）兩字合為gyro scopei 一字來命名這種儀器，這種儀器就是陀螺儀。

1850年，傅科采用旋轉(zhuǎn)鏡法，測(cè)量了光在空氣和在水中的速度，差不多和菲佐在同一時(shí)期首創(chuàng)了在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定光速的方法。1862年傅科改進(jìn)了原有的實(shí)驗(yàn)裝置，加裝了一套推動(dòng)圓周屏的輪系統(tǒng)，以便準(zhǔn)確量度旋轉(zhuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)速度，又使光經(jīng)過幾次反射，加長(zhǎng)了光經(jīng)過的路程，以便準(zhǔn)確量度光經(jīng)過此路程的時(shí)間。由此測(cè)得光在空氣中的速度為289000千米每秒。后來，他把自己的工作寫成題為《光速的實(shí)驗(yàn)測(cè)定：太陽的視差》的文章，于1862年發(fā)表在《法蘭西科學(xué)院周報(bào)》第55卷上。傅科對(duì)光速的測(cè)量為光的波動(dòng)理論的勝利提供了有力的證據(jù)。同年他被授予榮譽(yù)騎士二級(jí)勛章，并被聘為經(jīng)度局成員。

1851年，傅科進(jìn)行了著名的傅科擺實(shí)驗(yàn)。他根據(jù)地球自轉(zhuǎn)的理論，提出除地球赤道以外的其他地方，單擺的振動(dòng)面會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，并付諸實(shí)驗(yàn)。他選用直徑為30厘米、重28千克的擺錘，擺長(zhǎng)為67米，將它懸掛在巴黎萬神殿圓屋頂?shù)闹醒?，使它可以在任何方向自由擺動(dòng)。下面放有直徑6米的沙盤和啟動(dòng)栓。如果地球沒有自轉(zhuǎn)，則擺的振動(dòng)面將保持不變；如果地球在不停地自轉(zhuǎn)，則擺的振動(dòng)面在地球上的人看來將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)人們親眼看到擺每振動(dòng)一次（周期為16.5秒），擺尖在沙盤邊沿畫出的路線移動(dòng)約3毫米，每小時(shí)偏轉(zhuǎn)11°20'（即31小時(shí)47分回到原處）時(shí)，許多教徒目瞪口呆，有人甚至在久久凝視以后說：“確實(shí)覺得自己腳底下的地球在轉(zhuǎn)動(dòng)！”這一實(shí)驗(yàn)又曾移到巴黎天文臺(tái)重做，結(jié)論相同。后又在不同地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)擺的振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)周期隨地點(diǎn)而異，其周期正比于單擺所處地點(diǎn)的緯度的正弦，在兩極的旋轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)。振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)方向，北半球?yàn)轫槙r(shí)針，南半球?yàn)槟鏁r(shí)針。以上實(shí)驗(yàn)就是著名的傅科擺實(shí)驗(yàn)，它是地球自轉(zhuǎn)的最好證明。由此，傅科被授予榮譽(yù)騎士五級(jí)勛章。