Articles

Foucault, Jean Bernard l Xhamon

(b. Párizs, Franciaország, 19 szeptember 1819; D. Párizs, II február 1868)

kísérleti fizika.

egy könyvkereskedő-kiadó fia, Foucault kényes egészségi állapota miatt otthon tanult. Közömbös diákként csak speciális coaching után ment át a baccalaurusokon, és orvostudományt kezdett tanulni, remélve, hogy sebészként felhasználhatja azt a jelentős ügyességet, amelyet (tizenhárom éves korától kezdve) számos tudományos játék, köztük egy gőzgép készítésében mutatott be. Fellázadt a vér és a szenvedés látványától, és új irányokba ösztönözte a dagerrotipia feltalálása, Foucault felhagyott orvosi tanulmányaival, bár nem azelőtt, hogy Alfred Donn, a klinikai mikroszkópia tanára felhívta volna a figyelmét. Donn a mikroszkópos tanfolyam asszisztensévé, majd tankönyvének társszerzőjévé tette (1844-1845 – ben jelent meg). Foucault végül sikerült a mester, mint a tudomány riporter az újság Journal des d Enterprises (1845), majd írásban, ragyogó stílusban egyszerre élénk és pontos, rendszeres rovatot, amelyben tárgyalt az általános közönség a legújabb a tudomány világában.

1844 – től 1846-ig Foucault geometriai, aritmetikai és kémiai szövegeket tett közzé a baccalaur számára. Ezt követően újságcikkei kivételével csak tudományos cikkeket publikált. Foucault egy otthonában felállított laboratóriumban dolgozott, amíg 1851-ben (inga kísérletéért) és 1853-ban (a levegőben és a vízben a fénysebességet összehasonlító téziséért) a Docteur ons Sciences fizikusként helyet kapott a párizsi Obszervatóriumban Napóleon III. további kitüntetések következtek: a Copley-érem a Royal Society 1855-ben, a legion of Honor tisztje és a Bureau des Longitudes tagja 1862-ben, és a Royal observatory külföldi tagja 1862-ben társaság (1864) és a berlini és Szentpétervári akadémiák. Végül, miután 1857-ben nem sikerült megválasztani, Foucault-t 1865-ben választották meg, Clapeyron halálát követően, az Academy tagjaként.

nem figyelő katolikus, amíg utolsó betegsége vissza nem térítette az egyházba, Foucault csendes életet élt, teljes odaadással a tudományos kutatás iránt. Kicsi és törékeny, sikerült kecsesen elnökölnie a tudományos barátok csoportja felett, akik csütörtökön gyűltek össze a házában a rue d ‘ Assas-ban. Hét hónapos betegség után negyvennyolc éves korában agyi betegségben halt meg.

Foucault leginkább a tizenkilencedik század közepének két legjelentősebb kísérletéről-a fénysebesség laboratóriumi meghatározásáról (1850, 1862) és a Föld forgásának mechanikus bemutatásáról (1851, 1852)-és a távcső technológiájának fejlődéséről ismert. Számos más fontos kísérletet is végzett, elsősorban az optikában, és számos olyan eszközt fejlesztett ki, amelyeket széles körben használtak mind a kísérleti tudományban, mind a technológiában.

1834-ben Charles Wheatstone kifejlesztett egy rotaingmirror készüléket az elektromosság sebességének mérésére, 1838-ban pedig Arago azt javasolta, hogy ugyanezt az elvet alkalmazzák a fény sebességének földi meghatározására (a korábbi meghatározások csillagászati jellegűek voltak). Ennek a sebességnek a összehasonlítása a levegőben és a vízben egyértelmű kísérleti teszt lenne a fény hullám-és részecskeelméletei között, mivel az előbbinek a fényre volt szüksége ahhoz, hogy gyorsabban haladjon a levegőben; az utóbbinak a vízben. Arago kísérletei a kísérlet végrehajtására sikertelenek voltak, és a látás hiánya miatt el kellett hagynia őket. Azonnal Foucault és Hippolyte Fizeau, akivel Foucault együttműködött az optikai kutatások között 1845 és 1847, kezdett önállóan próbálja leküzdeni az akadályokat, hogy legyőzte Arago.

Fizeau volt az első sikeres; a laboratóriumi forgótükör-készüléket egy fogazott kerékkel helyettesítve, amely megszakítja a hosszú földi úton haladó fénysugarat, 1849-ben megszerezte a fény sebességének első precíziós mérését a Föld felszínén. Fizeau visszatért a forgó tükör összehasonlítani fény sebessége ritka és sűrű média, de itt megverték Foucault, aki bejelentette április 30-án 1850-ben, hogy “a fény gyorsabban halad a levegőben, mint a vízben” (Recueil, p. 207). Készülékét az 1. ábra ábrázolja. Az a fényforrást egy 800 fordulat / másodperc sebességgel forgó m tükör tükrözi vissza egy gömb alakú homorú álló m tükörbe, majd vissza a’ – ba. (A G üvegsík lehetővé teszi az O megfigyelő számára, hogy mind a forrást, mind a visszaverődést lássa.) Mind a levegőút (a diagram felső fele, a’ kép), mind a vízút (a diagram alsó fele,

vízzel töltött T cső, a” kép) használatával a fénysebesség, amely az A” vagy a ” visszavert kép elmozdulásának függvénye az a forrásképből, összehasonlítható a két közegben. Mivel az a ” vízkép jobban elhajlik, mint a levegőkép, a fénynek gyorsabban kell haladnia a levegőben, mint a vízben.

Foucault első kísérlet végzett 1850-ben, és írt fel teljes egészében a doktori értekezését 1853-ban, tisztán összehasonlító; bejelentette, nem számértékek 1862-ig. Ezután egy továbbfejlesztett készülékkel pontosan meg tudta mérni a levegő fénysebességét. Ez az eredmény, amely lényegesen kisebb, mint Fizeau 1849-ben, megváltoztatta a szoláris parallaxis elfogadott értékét, és igazolta azt a magasabb értéket, amelyet Le Verrier csillagászati adatokból számított. Foucault fordulótükör-készüléke volt az alapja a fénysebesség későbbi meghatározásának A. A. Michelson és Simon Newcomb által.

Fizeau-val Foucault úttörő szerepet játszott a csillagászati fényképezésben azáltal, hogy 1845-ben elkészítette a nap első dagerrotípusát. A csillagok fényképezéséhez szükséges hosszú expozíciók megkövetelték, hogy a távcső folyamatosan a mennyei tárgy felé mutasson. Az ilyen távcső meghajtásának szabályozására Foucault 1847-ben gyakorlatba hozta Christian Huygens abortív tizenhetedik századi projektjét egy kúpos ingával ellátott órára. Foucault órájának acélrúdja volt az inga bobjának alátámasztására, és észrevette, hogy egy ilyen rúd, amely rezeg, miközben az eszterga tokmányába van rögzítve, hajlamos volt fenntartani a rezgés síkját, amikor az esztergát kézzel forgatták.

a rúd váratlan viselkedése Foucault számára a Föld forgásának kísérleti bemutatását javasolta. Házának pincéjében egy öt kilogrammos ingát szerelt fel egy két méter hosszú acélszálra felfüggesztve, szabadon lengve bármilyen irányba, a lengés végéhez pedig egy cérnával kötve. Amikor a menet tűzbe került, az inga elkezdett lengeni, és 2 órakor szerdán, január 8, 1851, Foucault jutalmazták a látvány a sík swing az inga fokozatosan fordult “az irányt a napi mozgás az égi szféra” (Recueil, p. 378, n.). Megismételve a kísérlet a meridian hall a Párizsi Obszervatórium egy tizenegy méter hosszú inga, Foucault számolt be, hogy az Academy des des sciences február 3-án 1851 a megállapítás, hogy a kör által leírt sík az inga swing fordítottan arányos a szinusz a szélesség. Ezt a kísérletet, melyet hamarosan felnagyítottak és átköltöztettek a Panth ons-ba, a következő két évben számos helyen megismételték szerte a világon, és tízszeresére növelte az ingával foglalkozó tudományos publikációk számát.

ahogy Foucault az Akadémiának készített jelentésében állította, megállapítása szemlélteti Poisson elméleti kezelését a Föld forgásának eltérítő erejéről (Journal de l ‘ Adapcole polytechnique, 16 , (1-68), de Poisson kifejezetten tagadta, hogy az ingára gyakorolt hatás megfigyelhető lenne (24. o.).

folytatva a Föld forgásának mechanikájával kapcsolatos kísérleteket, Foucault 1852-ben feltalálta a giroszkópot, amely, megmutatta, világosabb demonstrációt adott, mint a Föld forgásának inga, és a mágneses tűhöz hasonló tulajdonsággal rendelkezett, hogy rögzített irányt tartson fenn. Foucault ingájának és giroszkópjának több mint népszerű jelentősége volt (ami a mai napig folytatódik). Először az elméleti mechanika fejlődését ösztönözték, a relatív mozgást és az inga és a giroszkóp elméleteit tanulmányozták és tanulmányozták. Másodszor, Foucault bemutatói előtt a földfelszín azon mozgásainak tanulmányozását, amelyekben a forgás eltérítő ereje kiemelkedő szerepet játszik (különösen a szél és az óceáni áramlatok), az erő működésére vonatkozó nem fizikai elképzelések uralták. Foucault demonstrációi és az általuk inspirált elméleti kezelések meggyőzően megmutatták, hogy ez az eltérítő erő minden vízszintes irányban hat, így biztosítva azt a szilárd fizikai betekintést, amelyre Buys Ballot, Ferrel, Ulrich Vettin és mások építhettek.

a nap dagerrotípusa csak egy gyümölcse volt Foucault és Fizeau együttműködésének. 1844 és 1847 között együtt fél tucat kutatást végeztek. Kettő különösen fontos volt: 1845-ben és 1846-ban kiterjesztették Thomas Young és Fresnel kísérleteit, hogy megmutassák, hogy interferencia történt a fénysugarak között, amelyek útjai több ezer hullámhosszon különböztek, és 1847-ben a napsugarak interferenciájának tanulmányozásával kimutatták, hogy a sugárzó hőnek hullámszerű szerkezete megegyezik a fényével. Ez a két kísérlet jelentősen megerősítette a fény hullámelméletét.

közeli barátjával, Jules Regnault-val Foucault 1848-ban megmutatta, hogy az agy két különböző színt egyesít egy képbe, mindegyiket egyetlen szemnek mutatják be. Röviddel ezután Foucault napfényt dobott a fényre egy szén ívből, hogy egymásra helyezze a spektrumokat. Megfigyelése alapján, hogy az ív kettős fényes-sárga vonala megegyezik a napspektrum kettős sötét vonalával (D vonal a nátriumból), arra a következtetésre jutott, hogy az ív ugyanazt a fényt képes elnyelni, amelyet kibocsátott, de ennek a megfigyelésnek az általánosítása a Fraunhofer vonalak magyarázatára Kirchhoffnak maradt 1859-ben.

1853-ban Foucault a folyadékok vezetőképességét tanulmányozta, 1855-ben pedig bemutatta a mechanikai munka hővé történő átalakítását azáltal, hogy egy hajtókarral egy elektromágnes pólusai közé helyezett rézlemezt forgatott, és megmérte a lemezen keletkező hőt.

az ő idejében senki sem haladta meg Foucault technikai találékonyságát. Az ő első publikált papírokat fejlesztések daguerreotypy (1841, 1843), hogy a befejezése az ő siderostat röviddel halála után, az eszközök által tervezett Foucault és végre, először egyedül, majd később a mások segítségével, megoldott kiemelkedő problémák a gyakorlat mind a tudomány és a technológia. Kifejlesztett egy szabályozót az ívlámpához, amely lehetővé tette a gáz helyettesítését villamos energiával a mikroszkóp mesterséges fényellátása során (1843), ennek a szabályozónak a fejlesztése (1849) pedig az ívlámpát hozta a színházba. Fotométert tervezett (1855). Higany megszakítója (1856) javította a Ruhmkorff indukciós tekercsek teljesítményét, kettős törésű prizmája (1857) pedig a két darab között balzsam helyett levegőt használva lehetővé tette a sík polarizált fény bejutását az ultraibolya fénybe. Körülbelül 1860-ban visszatért a problémát, hogy a mechanikai mozgás egységes, ami oda vezetett, hogy az inga kísérlet, és kifejlesztett egy egész sor mechanikus szabályozók, amelyek jelentősen túlmutattak James Watt kormányzó azok hatékonyságát. Ezeket a szabályozókat először olyan gépekben használták, amelyek egy távcsövet folyamatosan a nap felé mutattak (heliosztát) vagy egy csillag (sziderosztát), majd nagy gőzgépekben, mind gyárakban, mind az 1867-es párizsi kiállításon.

ezek közül a találmányok közül azonban egyik sem volt olyan jelentős a tudomány számára, mint Foucault bevezetése az üveg ezüstözésének modern technikájába, hogy tükröket készítsen a teleszkópok visszaverésére (1857) és egyszerű, de pontos módszerei mind a tükrök, mind a lencsék alakjának tesztelésére és korrigálására (1858). Az üveg sokkal jobbnak bizonyult a tükrös fémnél, amelyet korábban a tükröző távcsövekben használtak, mert sokkal könnyebb a súlya, könnyebben őrölhető és alakítható, és könnyebben felszínre kerül, ha elszíneződik vagy megsérül.

Foucault rendkívüli parancs a pontos nyelv mind szóban, mind tettben nem mindig vette a valódi értékét kortársai között a mesterek a francia analitikus hagyomány, akik számára a kímélő használata matematika elítélte őt, mint csupán egy szerencsés bütykös. Csípős újságcikkei, bár soha nem gonoszak, az ellenségesség forrását is jelentették. Foucault érdeklődése az asztrofizika iránt találkozott Le Verrier, a Párizsi Obszervatórium igazgatója, a régi iskola elméleti csillagászának határozott ellenzékével, ezért Foucault-t megakadályozták abban, hogy sziderosztátját az obszervatóriumba telepítse. Mindazonáltal, mielőtt meghalt, Foucault szerzett tekintetében minden, mint egy kiváló kísérletező; és az ő hírneve nőtt halála után, mint a modern teleszkópos csillagászat kifejlesztett alapján az optikai technikák ő avatták fel.

bibliográfia

I. eredeti művek. Foucault ‘s papírokat, megjelent többnyire a Comptes rendus hebdomadaires des S des’ Acad des Academy, gyűjtötték össze, és ki együtt számos kiadatlan papírok Recueil des travaux scientifiques de l Caucault, 2 köt. egyben (Párizs, 1878). A szöveg 1. ábrája a Recueil 4. táblázatából származik, amely viszont Foucault téziséből származik, Sur les vitesses relatives de la Lumi d ‘air et dans l’ eau (Párizs, 1853).

II. másodlagos Irodalom. Foucault életének és munkásságának két fő forrása szintén a Recueil – ben található: J. Bertrand, “Avertissement”, I, I-iv, és a “des progreprogram ons de la m caulcanique,” I, v-xxviii, az utóbbi eredetileg megjelent Revue des deux mondes, 51 (május 1, 1864), 96-115, annak érdekében, hogy segítse Foucault jelöltségét az Academy ons des Sciences; és J. A. Lissajous, “Notice historique sur la vie et les travaux de l ons Foucault,” II, 1-18. Szintén hasznos P. Gilbert, “Leon Foucault, sa vie et son életmű scientifique,” in Revue des questions scientifiques, 5 (1879), 108-154, 516-563. Betrand cikkében utal arra az ellenzékre, amellyel Foucault szembesült az Akadémián; a Le Verrier ellenzékét P. Larousse említi, Grand dictionnaire universel du XIXe si adapcle, VIII (Párizs, 1872), 649.

Harold L. Burstyn

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.