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フーコーの振り子【ふーこーのふりこ】

フーコーの振り子(フランス語:Pendule de Foucault)とは、地球が自転していることを証明する実験に使用された振り子の事である。1851年にこの実験を行ったのがフランス人のレオン・フーコーで、人物の名前からフーコーの振り子と呼ばれる。天文学において、地動説と同様に重要な理論である地球の自転を証明できたことは画期的な事であった。

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地球の自転の証明実験とは

フーコーが初めに自分で実験に用いた振り子は紐の長さが2メートルぐらいのものであった。おもりが動き続けているうちに、おもりの向かう位置がずれていくのが観察できることを発見した。パリのパンテオン寺院で公開実験を行った時に用いた振り子のワイヤー部分の長さは67メートル、おもり部分は28キログラムであった。巨大な振り子は、一度動かしたら、慣性の法則が働いてほぼ一日中動いている。パリの実験では1時間で約11度のずれが観測できた。おもりが左右に振れると左右の重りの位置と紐の最上部とをつなぐ三角形に近い面が出来る。これを振動面という。振動面は24時間と数時間でもとの位置に戻ってくる。地球上の振り子のある地点の緯度によって変わる。北極点、南極点では24時間で一周する。おもりは振り始め以外には何の力も加えていないのだから、ずっと同じ位置で振動しているのに、地球上で見ていると振動面がずれていくので、この力こそが、地球が自転している事によるものであると証明できた。観測者は地球上にいて、宇宙から見たら地球と同じように回っている。だから振り子が回るように見えるというわけで、宇宙から見たら振り子の振動面は移動してはいない。現在でも各国各地にフーコーの振り子を見ることが出来る。通常、振り子のワイヤーは10メートル以上あり、振られている重り部分が時計回りに少しずつ移動するのを見ることが出来る。地球の自転によりおもりの向かう位置(振動面)は移動するので、赤道面では時点の影響を受けないためおもりの向かう位置(振動面)は移動しない。日本で観測すると、毎時約9度ずつ右方向に回転する(地球は左方向に回っている)。フーコーの振り子を観測しつづけることで地球が自転をやめていないことが確認できる。フーコーの振り子はもっともシンプルな方法で、現在では人工衛星などの技術を使って地球の自転を観測することも可能となっている。

天文学史におけるフーコーの振り子

天文学は、古くは紀元前にプラトンやアリストテレスが天動説を唱えたところから始まっている。これは14世紀ぐらいまで続き、コペルニクスが地動説を唱えてからさらに約200年後にガリレオ・ガリレイが木星を発見したことによって証明に至った。地球が自転していることの証明も待たれたが、フーコーの振り子によって地球の自転の証明実 験がされたのはそれから数百年後の19世紀だった。

問題

フーコーの振り子は何を証明したか?

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