レオン・フーコー

フーコーの肖像

ジャン・ベルナール・レオン・フーコー（Jean Bernard Leon Foucault 、1819年9月18日 - 1868年2月11日）は、フランスの物理学者。フーコーの振り子の実験で知られる。

生涯

• 1819年9月18日 - 出版業者の子としてパリに生まれた。病弱であったため学校には通わず、自宅にて教育を受けた。初めは外科医を志し医学を学んでいたが、アルマン・フィゾーに出会い物理学に転向。
• 1844年 - これ以降、科学の教科書や新聞の科学記事などを書いて生計を立てた。フィゾーと共同で研究を行なった。
• 1845年4月 - ダゲレオタイプにより太陽表面の詳細な写真撮影に初めて成功。
• 1847年 - 太陽からの放射が干渉を起こし波動としての性質を有していることを発見、光速度測定装置の開発を行なった。この年フィゾーと決別し、以降はそれぞれ独立して研究を続けた。
• 1851年 - フーコーの振り子の実験により地球が自転していることを実験的に証明した。
• 1852年 - ジャイロスコープを発明した。
• 1855年 - 王立協会からコプリ・メダルを受賞、ナポレオン3世からレジオンドヌール勲章を授与され、パリ天文台の経度局技師に任命された。フーコー電流発見。
• 1857年 - 鏡面製作法を発表。
• 1864年 - 生涯最大となる口径80cmF5.6反射望遠鏡主鏡を製作、この主鏡は1873年マルセイユ天文台に製作された望遠鏡に使用され、エドゥアール・ステファンにより「ステファンの5つ子」銀河群発見などの業績をあげている。王立協会の外国人会員に選出される。
• 1868年2月11日 - 脳の病気（多発性硬化症とされる）により、パリにて死去。モンマルトル墓地に埋葬された。

科学的業績

フーコーは手先が器用であり、高い実験技術に裏打ちされた様々な精密測定により、多くの科学的業績をもたらした。

フーコーの振り子

フーコーの業績で、とりわけよく知られているのが、フーコーの振り子を用いた地球の自転の実験的証明である。 フーコーがフィゾーと共に行った太陽表面の写真撮影では長時間の露光が必要であった。このため太陽の動きを追随してカメラを回転させる振り子仕掛けの装置がカメラに取り付けられていた。フーコーはカメラの回転に関わらず、振り子の振れの向きが一定方向を保っていることに気が付いた。彼は、このような振り子の振る舞いが、地球の自転の証明に応用できると思いついた。これがいわゆるフーコーの振り子である。地球が自転しているのならば、振り子の振動面が自転と逆方向に回転して見えるというものである。振り子の振動面を回転させる見かけ上の力は、コリオリの力として知られているが、この力を導いたコリオリ（1792年 - 1843年）は、この力が自転の証明に使えるとは気づかずに世を去っていた。

1851年、自宅での予備実験に成功した後、パリのパンテオンにて公開実験に望んだ。長さ67mのワイヤーと、直径約30cm重量28kgの鉄球からなる振り子をパンテオンの大ドームの天井から吊るした実験装置により、予想通りに振動面が回転することを示した。その後フーコーはこの振り子を応用し、1852年ジャイロスコープを発明した。

光速度の測定

フーコーとフィゾーは共同で光速度測定装置の開発を試みた。当時、光の波動説と粒子説が対立していたが、フランソワ・アラゴは、空気中の光速と水中の光速を比較することで、いずれが正しいか立証できると主張していた。すなわち、空気中の光速が大きければ波動説が正しく、水中の光速が大きければ粒子説が正しいと考えたのである。フーコーとフィゾーは光速の測定により光の正体を明らかにしようと試みたのである。彼らが開発した装置は、回転する鏡を用いて測定するというフランソワ・アラゴが考案したものであった。

1847年に二人が袂を分かった後、フィゾーは回転歯車を用いた新たな光速度測定法を開発し、1849年に313,000km/sという測定結果を得た。

フーコーは回転する鏡を用いた当初の方法に固執し、1850年、空気中の光速は水中よりも大きくなることを証明した。フィゾーも後にフーコーと同じ結論を得ている。フーコーは自らの装置の改良を続け、1862年、298,000km/sという値を得た。この測定結果はフィゾーのものよりも正確であり、現在正しいとされる値299,792km/sからの誤差は0.6%に過ぎない。

フーコー電流

1855年、強い磁場中を回転する銅円盤に誘導起電力による渦電流（フーコー電流）が生じることを発見した。

フーコーテスト

1857年、反射望遠鏡に用いる反射鏡の表面形状を精密に検査する方法を『パリ天文台年報』に3種類発表し、その結果1860年代からイギリスでは多数の多くのアマチュアが銀メッキガラス鏡を製作するようになった。この方法はフーコーテスト、ナイフエッジテストと呼ばれ、2011年現在でも簡易検査方法として世界中で使われている。

• 凹面鏡主鏡の焦点に針先など小さいものを置き、物体とその反射像を一緒に顕微鏡で観察することで、その鏡がどの程度の鋭さを持っているかが分かる。
• 焦点の内像外像を見ることで鏡面のどこが悪いのか分かる。
• 不透明で直線の刃物を、位置を少しずつ調整しながら光束を切ると、鏡面の凹凸がはっきり見える。

参考文献

• 『天文アマチュアのための望遠鏡光学・反射編』吉田正太郎著 誠文堂新光社 ISBN4-416-28813-1 C0044 1988年11月30日発行