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(zhù)名的發(fā)明是顯示地球自轉的傅科擺。除此之外他還曾經(jīng)測量光速,發(fā)現了渦電流。他雖然沒(méi)有發(fā)明陀螺儀,但是這個(gè)名稱(chēng)是他起的。在月球上有一座以他命名的撞擊坑。傅科的“知識權利”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)習外科和顯微醫學(xué),后轉向照相術(shù)和物理學(xué)方面的實(shí)驗研究。1853年由于光速的測定獲物理學(xué)博士學(xué)位,并被拿破侖三世委任為巴黎天文臺物理學(xué)教授。因為他博學(xué)多才,有多項發(fā)明創(chuàng )造,因此受各國科學(xué)界垂青,1864年當選為英國皇家學(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,后轉向實(shí)驗物理。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)測量。1851年,傅科在67米長(cháng)鋼絲下面掛一個(gè)重28千克的鐵球,組成一個(gè)單擺,他利用擺平面的轉動(dòng)證實(shí)了地球有自轉。演示地球有自轉的這種單擺后稱(chēng)為傅科擺。他還用陀螺儀證實(shí)了地球的自轉。1855年,他因上述兩項實(shí)驗獲英國皇家學(xué)會(huì )科普利獎?wù)?,并被任命巴黎皇家天文臺物理助理。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,并測得誤差在百分之一以?xún)鹊墓馑僦?。他發(fā)現銅盤(pán)在強磁場(chǎng)中運動(dòng)時(shí)出現渦流,并對望遠鏡裝置作過(guò)改進(jìn)。
個(gè)人貢獻
傅科的一生對物理學(xué)有多方面的重要貢獻,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)驗方法的設計,以及對物理量的精確測量。
1845~1847年間,傅科和菲佐合作,改進(jìn)了達蓋爾的照相技術(shù),并把它應用于天文攝影;1847年,改進(jìn)了惠更斯的錐擺鐘,而制成了傅科鐘,后來(lái)用它測定地球的轉動(dòng);1848年,發(fā)現當日光通過(guò)合鈉鹽的碳弧焰時(shí),在其光譜的鈉D線(xiàn)處,出現兩條黑線(xiàn),后來(lái)知道,這就是鈉的吸收光譜;1852年發(fā)明了回轉儀,并發(fā)現了回轉羅盤(pán)效應;1855年設計了光度計;1855年,傅科發(fā)現在磁場(chǎng)中的運動(dòng)圓盤(pán)因電磁感應而產(chǎn)生渦電流,被稱(chēng)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,又設計了反射式望遠鏡的橢球面鏡;1860年發(fā)明了定日鏡的跟蹤系統。
傅科最出色的工作是光速的測定、“傅科擺”實(shí)驗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,首先發(fā)現高速轉動(dòng)中的轉子(rotor),由于慣性作用它的旋轉軸永遠指向一固定方向,他用希臘字 gyro(旋轉)和skopein(看)兩字合為gyro scopei 一字來(lái)命名這種儀器,這種儀器就是陀螺儀。
1850年,傅科采用旋轉鏡法,測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)驗室測定光速的方法。1862年傅科改進(jìn)了原有的實(shí)驗裝置,加裝了一套推動(dòng)圓周屏的輪系統,以便準確量度旋轉鏡的旋轉速度,又使光經(jīng)過(guò)幾次反射,加長(cháng)了光經(jīng)過(guò)的路程,以便準確量度光經(jīng)過(guò)此路程的時(shí)間。由此測得光在空氣中的速度為289000千米每秒。后來(lái),他把自己的工作寫(xiě)成題為《光速的實(shí)驗測定:太陽(yáng)的視差》的文章,于1862年發(fā)表在《法蘭西科學(xué)院周報》第55卷上。傅科對光速的測量為光的波動(dòng)理論的勝利提供了有力的證據。同年他被授予榮譽(yù)騎士二級勛章,并被聘為經(jīng)度局成員。
1851年,傅科進(jìn)行了著(zhù)名的傅科擺實(shí)驗。他根據地球自轉的理論,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)生旋轉的現象,并付諸實(shí)驗。他選用直徑為30厘米、重28千克的擺錘,擺長(cháng)為67米,將它懸掛在巴黎萬(wàn)神殿圓屋頂的中央,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(pán)和啟動(dòng)栓。如果地球沒(méi)有自轉,則擺的振動(dòng)面將保持不變;如果地球在不停地自轉,則擺的振動(dòng)面在地球上的人看來(lái)將發(fā)生轉動(dòng)。當人們親眼看到擺每振動(dòng)一次(周期為16.5秒),擺尖在沙盤(pán)邊沿畫(huà)出的路線(xiàn)移動(dòng)約3毫米,每小時(shí)偏轉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(shuō):“確實(shí)覺(jué)得自己腳底下的地球在轉動(dòng)!”這一實(shí)驗又曾移到巴黎天文臺重做,結論相同。后又在不同地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗,發(fā)現擺的振動(dòng)面的旋轉周期隨地點(diǎn)而異,其周期正比于單擺所處地點(diǎn)的緯度的正弦,在兩極的旋轉周期為24小時(shí)。振動(dòng)面旋轉方向,北半球為順時(shí)針,南半球為逆時(shí)針。以上實(shí)驗就是著(zhù)名的傅科擺實(shí)驗,它是地球自轉的最好證明。由此,傅科被授予榮譽(yù)騎士五級勛章。
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