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Foucault (Jean
Bernard Léon), physicien né à Paris
le 18 septembre 1819, mort le 17 février 1868. A l'âge de
25 ans, il était entré dans la rédaction du Journal
des Débats pour rendre compte des découvertes scientifiques;
dans cet emploi délicat, il a su, par un style clair et simple,
faire comprendre au public les travaux les plus élevés; et
il parvint, par des réflexions piquantes, à fixer l'attention
du lecteur. Dans sa jeunesse, il n'avait appris qu'imparfaitement les sciences;
mais, plus tard, il arriva cependant à se faire apprécier
des savants, car il étudiait les principes théoriques sur
lesquels reposaient ses analyses. Il n'occupa jamais de position officielle;
mais il accepta en 1854 le titre de physicien de l'Observatoire de Paris ,
et fut élu en 1865 membre de l'Académie
des Sciences. Il rendit sensible par un pendule libre oscillant dans
l'espace, le mouvement et la rotation de la Terre ;
fit plusieurs découvertes relatives au daguerréotype, à
la photographie, à la lumière électrique, et mesura
la vitesse de la lumière. En 1857, Foucault proposa de remplacer
l'alliage des miroirs des télescopes par du verre argenté,
et ainsi contribua à perfectionner la construction de ces instruments.
Il obtint pour ces divers travaux la grande médaille décernée
par la Société royale de Londres. Une partie de ses Mémoires
ont été insérés dans les Comptes rendus
de l'Académie des sciences.
Valeur
de la vitesse de la lumière. |
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Les premiers travaux scientifiques
de Foucault, faits en 1845, furent des expériences concluantes sur
le phénomène des interférences; elles obtinrent l'approbation
de l'Académie des Sciences.
Wheatstone
avait inventé en 1834 un miroir tournant qu'Arago
avait modifié en 1838; avec ce miroir tournant, Foucault et Fizeau
trouvèrent, séparément, que la vitesse de la lumière
est plus petite dans l'eau que dans l'air. C'est le même jour, le
6 mai 1850, qu'ils communiquèrent leur découverte à
l'Académie des Sciences. Dès lors, on préféra
la théorie des ondes, posée par Descartes
et expliquée par T. Young et Fresnel,
à celle de l'émission, donnée par Newton,
parce que la propriété précédente est conforme
à la théorie des ondes.
Foucault a poursuivi ces recherches et les
a appliquées à la détermination de la vitesse de la
lumière. En 1849, il a ainsi trouvé que celle-ci est de 315
000 km par seconde, en opérant avec une roue dentée entre
deux stations très voisines, Suresnes et Montmartre. Puis, après
avoir imaginé en 1862 une disposition pour rendre le miroir tournant
de Wheatstone-Arago applicable à l'évaluation de très
petites fractions de seconde, il parvint à déterminer pour
la vitesse de la lumière une valeur plus petite, admise par Le
Verrier, de 298 000 km par seconde.
D'autres
physiciens ont abordé à sa suite ces questions. Perfectionnant
la méthode de Fizeau et opérant sur une longue distance,
Cornu,
de 1872 à 1874, a ainsi obtenu 300 400 km par seconde pour cette
vitesse. De 1880 à 1882, par la même méthode que Foucault
et en opérant sur une plus grande distance,
Newcomb
a trouvé que la lumière parcourt 299 860 km en une seconde.
Preuves
de la rotation diurne de la Terre.
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L'expérience que Foucault
fit en janvier 1851, pour démontrer le mouvement diurne de la Terre
autour de son axe, a rendu son nom populaire. II établit sous la
coupole du Panthéon
un fil d'acier long de 67 m, suspendu par un bout à la voûte,
terminé à l'autre par une boule pesant 28 kg. Le mode de
suspension était tel que le plan d'oscillation ne pouvait pas ^tre
modifié. La boule était terminée à sa partie
inférieure par une pointe qui effleurait deux monticules de sable
très fin, disposés perpendiculairement au plan d'oscillation
aux deux positions extrêmes que le pendule pouvait atteindre. A mesure
que le pendule se mouvait, la pointe détruisait les arêtes
des deux monticules. Comme la position du plan d'oscillation du pendule
est invariable, il résulte de cette expérience que la Terre
tourne en sens inverse du mouvement apparent de ce plan. Si l'expérience
était faite au pôle, ce plan paraîtrait effectuer un
tour complet en un jour sidéral. Le résultat auquel Foucault
parvint est contenu dans les équations du mouvement du pendule établies
par Poisson; la force perpendiculaire au plan
d'oscillation à laquelle ce résultat est dû avait été
regardée par celui-ci comme étant trop petite pour exercer
une influence sensible.
Un an après cette première
preuve du mouvement diurne de la Terre, Foucault, à qui Poinsot
en avait demandé une démonstration plus frappante encore
pour les sens, présenta à l'Académie des Sciences
l'appareil qu'il venait d'inventer et qu'il nommait gyroscope. En principe,
le gyroscope est formé d'un tore soustrait à l'influence
du mouvement diurne de la Terre par une suspension particulière
et grâce à un mouvement très rapide de rotation, de
sorte que l'axe autour duquel le tore tourne resterait fixe si la Terre
ne tournait pas autour de son axe. Parmi les autres applications que Foucault
a données du gyroscope, citons la détermination du plan méridien
et de la latitude d'un lieu, sans le secours d'aucune observation astronomique. |
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