フーコーの振り子とは?

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フーコーの振り子

読み方:フーコーのふりこ

フランス物理学者レオン・フーコー発案した、地球自転していることを証明するための装置長いロープ先に重い錘(おもり)を下げ揺らすと、コリオリの力はたらき少しずつずれながら振り子運動を行う、というもの。

日本では、国立科学博物館など複数施設でフーコーの振り子を見ることができる。

兵庫県西脇市童子山公園には、300kgの錘を20メートルロープ吊るし日本最大のフーコーの振り子がある。10年来停止していたが、2011年4月数時間だけ再度動かされた。

フーコーの振り子

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2020/07/06 22:50 UTC 版)

フーコーの振り子(フーコーのふりこ、: Pendule de Foucault: Foucault pendulum)は、地球自転現象を示す演示実験である。自転運動する物体上で、長い弦をもつ周期の長い振り子を長時間振動させると、次第に振動面が変化することが観察できる。1851年フランスレオン・フーコーが考案し、パリパンテオンで公開実験を行った。


注釈

  1. ^ フーコーが振り子の実験をした1850年頃に、現在使われている形のマッチが登場した[52]
  2. ^ ロマ・プリータ地震で施設の被害を受けたカリフォルニア科学アカデミーが新しい場所に移転する時に、装置部門が縮小することになった[63]。この時、フーコーの振り子の担当者であったキャリー・ポンキオーネが早期退職に応じ、独立してフーコーの振り子の製造を引き受けることになった[63]
  3. ^ 1600年ジョルダーノ・ブルーノ地動説を捨てなかったため火刑に処せられた[77]
  4. ^ マラン・メルセンヌは記録魔であり、デカルトを始め哲学者や数学者とやり取りした手紙1万通を残している[80]
  5. ^ 1902年、パンテオンでの再現実験でのカミーユ・フラマリオンのスピーチによる[81]
  6. ^ 自由落下する物体が地球の自転の影響を受けて描く曲線経路をナイルの放物線と呼ぶ。
  7. ^ 年周視差が観測されたのは、ブラッドリーの光行差の発見からさらに100年以上経過した1830年代後半で、ベッセル、フリードリッヒ・フォン・シュトルーベトーマス・ヘンダーソンがほぼ同時期に年周視差の観察を発表している[88]
  8. ^ ヨハン・ベンツェンベルクの落下実験では、約80mの自由落下に対して10mm前後の東側への落下地点のずれを観察した[89]
  9. ^ フィゾーは、歯車を使った装置により1849年に±5%の誤差精度で光速度の実験測定に成功する(参照:フィゾーの実験[91]。フーコーも、水中での光速度の測定に成功し、光が水中では空気中より遅いことを示した[92]
  10. ^ 建物の反対側の壁には、振り子の彫刻のレリーフがある[98]
  11. ^ 実験が成功した日付については、1月6日[100]から1月8日[96]の間で諸説ある。
  12. ^ フーコーが実験を成功させたとき、ガスパール=ギュスターヴ・コリオリの「回転座標系におけるの運動」は発表済みで、コリオリはすでに亡くなっていた。しかしフーコー自身、またフーコーの実験をみた物理学者たちもコリオリの力を使った説明に思い至っていなかったといわれる[107]
  13. ^ 後年、大砲の砲弾の飛距離が伸びると、ポアソンの示した「ずれ」が無視できなくなった[5]。このため、ポアソンの補正式が使われるようになった[103]第一次世界大戦で南半球のフォークランド諸島近くで海戦があったとき、イギリス軍の砲撃がドイツの船の左側に落ちるのをみて驚いたといわれる[103][109]。イギリス軍の砲手はポアソンの補正式に従って照準を定めていたが、南半球では補正式の符号を変える必要があった[5][103]。また、やはり第一次世界大戦でドイツ軍が使用したパリ砲は射程が100kmを超えたが、コリオリの力の影響で1.5kmほど着弾点がずれたといわれている[109]
  14. ^ ルイ・ナポレオンアンリ・ド・サン=シモンの影響をうけ、投獄中に科学に関する書物を読み漁った。大統領になったルイ・ナポレオンはフランス科学アカデミーのメンバーと意見を交換し、政策に反映することもあった[110]。このやり取りの中で、パリ天文台の台長であったフランソワ・アラゴと知遇を得て、フーコーの実験が耳に入ったと考えられる[111]
  15. ^ パンテオンは、1898年エッフェル塔との間で無線通信の公開実験が行われたこともある[114]。またパンテオンは著名人の霊廟ともなっており、科学者ではジョゼフ=ルイ・ラグランジュジャン・ペランピエール・キュリーマリ・キュリーなどが埋葬されている[114]
  16. ^ しかし、フランス科学アカデミーはその後もフーコーを無視しつづけ、レオン・フーコーがアカデミーの会員になったのは1865年のことである[117]。このときもルイ・ナポレオンの強力な推薦があった[118]
  17. ^ 翌12月2日、ナポレオン3世はクーデターを主導し、翌年に第二帝政のもとで皇帝に即位した。
  18. ^ ジョン・ハーシェルは、天王星の発見で知られるウィリアム・ハーシェルの息子である[125]
  19. ^ 北京故宮博物院には、の時代のフーコーの振り子の原理を説明するための模型が収蔵されている[126]
  20. ^ 「武雄鍋島文書」は武雄市図書館・歴史資料館が所蔵。
  21. ^ 世界最長の振り子は、1901年9月にタマラック鉱山英語版の第4立坑で実験された振り子で、弦長1,353m(4,440フィート)であった[145]
  22. ^ 別の理由で、南極点にフーコーの振り子の建設が提案されたことがある。#レンズ・サーリング効果を参照。
  23. ^ ボーネンベルガー自身は単に「機械」と呼んでいた[169]
  24. ^ 原理的には電子機器で使用されているジャイロセンサーでも地球の自転を観測することができる。例えば、PlayStation Moveヘルムホルツコイルをつかって地球の自転速度を計測する方法が公開されている[170][171]
  25. ^ 早川書房よりハヤカワ・ミステリ文庫として1982年に翻訳版が刊行されている。

出典

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