弘前大学

フーコー振り子

フーコーの振り子とは地球の自転を観測するために用いられる大きな振り子のことです。フーコー振り子は国内・海外の各所に設置されており、地球の自転の観測などに用いられています。

弘前大学に設置されている45mのフーコー振り子は2020年2月現在で日本一の長さを誇っています。

歴史

今からおよそ150年前の1851年、フランスの科学者レオン・フーコーは時の皇帝ナポレオン3世からパリのパンテオン寺院を借りて長さ67mにもなる巨大な振り子(後にフーコー振り子と呼ばれる) を用いて公開実験を行い、歴史上初めて地球の自転を証明しました。この大実験は評判で、とても人気があったため1855年の万博でも実験が同様に公開されました。

レオン・フーコー(仏)

1819 ~ 1868

「地球が動いている」かという問題ははるか紀元前から議論がなされていました。紀元前4世紀、プラトンやアリストテレスは「地球は不動。天空が地球の周囲を回転している」と考えていました。


これに対して紀元前4~5世紀にかけて、ピタゴラス学派などは「地球は太陽を中心に回る星のひとつであり、自らの中心を軸として回転することによって昼と夜が作り出されている」と考えていました。

その後もプトレマイオス、コペルニクス、ケプラー、ガリレオ、デカルト、ニュートンなど歴史上に名を残す哲学者・物理学者によって地球の運動に関する研究がなされてきました。上述した以外にも数々の落下実験、天文観測が行われ、数学者・哲学者・物理学者・天文学者によってそのデータが解析されました。しかし、いずれの結果も地球の自転の決定的な証拠とはなりませんでした。

レオン・フーコー(Jean Bernard Leon Foucault 1819年~1868年 フランス)は、19世紀という技術革新の時代に生まれました。フーコーは手先が器用で、複雑な装置を精確に作製することができました。また、科学的好奇心・物理学的洞察力を有し、様々な発明・発見をしました。その発明のうちの1つが自由に振動面を変えることのできる振り子であり、この振り子が地球の自転を証明し、フーコーの振り子と呼ばれることになるのです。そして1851年、フーコーはパリにあるパンテオンで振り子の公開実験を行い、地球の自転を白日の下にさらしたのです。フーコーは歴史上初めて実験によって地球の自転を証明しました。上述したようにフーコーが誕生するまでに地球の運動に関する研究が多くの科学者によってなされ、地動説と天動説の対立、 宗教と科学の対立がありました。永い間続いた論争にフーコーが終止符を打ったのです。

実験原理

原理図


なぜ重いおもりが必要なのか?
重いおもりを使うことで、慣性が大きくなり減衰しにくくなることに加え、気流でふらつきにくくなるため
なぜ長い振り子が必要なのか?
長い振り子を使うと、振動周期が長くなる、すなわちおもりの速度が遅くなるため空気抵抗が小さくなり、減衰しにくくなるため

フーコー振り子の設置状況


弘前大学フーコー振り子の特徴