Fransız fizik bilgini Leon Foucault, ışık hızını ölçmek ve Yer’in ekseni çevresindeki dönme hareketini kanıtlamak amacıyla yaptığı deneysel çalışmalarıyla tanınır. Bu yazıda Leon Foucault kimdir, hayatı ve yaptığı çalışmalardan bahsedeceğiz.
Leon Foucault Kimdir?
Jean Bernard Leon Foucault 18 Eylül 1819’da Fransa’nın başkenti Paris’te doğdu. Tıp eğitimi alırken sağlık sorunları sebebi ile okuldan ayrılmak zorunda kaldı. Kendi geliştirdiği düzeneklerle fizik deneylerine başladı.
Bir süre Fizeau ile birlikte çalışarak, Daguerre’in fotoğraf tekniğini astronomi gözlemlerine uyguladılar. 1845’te bir derginin bilim köşesi yazarı oldu. Hiçbir öğretim ya da araştırma kurumuna bağlanmaksızın deneylerini yıllarca evinin laboratuvarında sürdürdü. Foucault, 1853’te İmparator III. Napoleon tarafından “fizik doktoru” unvanıyla Paris Gözlemevi‘ne atandı.
Foucault, Fizik öğrenimi görmemesine karşın 19. yüzyılın en usta deneysel fizikçilerinden biriydi. 1851’de Legion d’honneur unvanını almıştır. 1855 yılında Londra’daki Royal Society’nin Copley madalyasını aldı. 1864’te bu kurumun üyeliğine, ertesi yıl Fransız Bilimler Akademisi’ne seçilmiştir.
Faucault’un Yaptığı Çalışmalar
Foucault’nun en önemli çalışmaları, ışık hızının ölçümüne ve Yer’in ekseni çevresindeki dönme hareketinin deney yoluyla kanıtlanmasına ilişkindir.
Işık Hızının Ölçümü
Foucault ve Fizeau ışığın dalga titreşimleri biçiminde yayıldığını öne süren kuramı Arago’nun önerisiyle test etmek istediler. Bu amaçla ışığın değişik ortamlardaki hızını ölçmek için döner dişli çarkla deneylere başladılar. Daha sonra bu çalışmaları yalnız sürdürdüler.
1849’da Fizeau ışık hızını belirledi. Bir yıl sonra Foucault döner ayna yöntemiyle ışığın havada sudakine oranla daha hızlı yayıldığını belirledi. Böylece dalga kuramını destekleyen en güçlü kanıtlardan birini sağladı.
Işık hızına ilişkin deneylerini sürdüren Foucault ilk kez 1834’te Wheatstone’ın tasarladığı döner ayna düzeneğini geliştirerek çok sağlıklı sonuçlar almayı başardı. 1862’de, küçük bir hacim içine yerleştirdiği beş içbükey aynadan oluşan bu düzenekle, ışığın havada yayılma hızını %1 duyarlıkla 298.000 km/sn olarak belirledi.
Sarkaç Deneyi
Gene de Foucault’nun adı, daha çok ünlü sarkaç deneyiyle birlikte anılmaktadır. Açısal momentin korunumu nedeniyle, bir sarkacın salınım düzleminin sabit kalma eğiliminde olduğu öteden beri biliniyordu.
Foucault, büyük bir sarkaç salınımını sürdürürken, sarkacın salınım düzleminin sabit kalacağını, Yer’in ise sarkacın altında dönmesini sürdüreceğini düşündü. Sarkaç Kuzey Kutbu’na yerleştirilirse, salınım düzleminin Yer’e göre konumu 24 saatte başlangıç durumuna gelecekti. Güneye doğru inildikçe bu süre uzayacak ve ekvatorda sonsuza ulaşarak düzlemin konumu değişmez olacaktı.
Buna karşılık, ekvatordan güneye doğru sarkaç düzleminin Yer’e göre konumu bu kez ters yönde yeniden dönmeye başlayacaktı. Ve dönme periyodu küçülerek Güney Kutbu’nda bir kez daha 24 saati bulacaktı.
Bu ünlü deney 1851’de, Paris’teki Pantheon’un damından sallandırılan büyük bir sarkaçla yapılmıştır. Yer’in açısal hızına ve Paris’in enlemine dayanarak Foucault’nun hesapladığı hıza eşit bir hızla dönüyormuş gibi gözüken sarkaç düzlemi, Yer’in dönme hareketinin ilk deneysel kanıtıydı.
1852’de, ağır bir döner tekerlekten oluşan ve dönme düzlemi tıpkı sarkacın salınım düzlemi gibi sabit kalan cayroskopu tasarladı. Foucault’nun deneyleri, daha önce Coriolis’in kuramsal olarak tanımladığı döner sistemlerdeki hareketin daha iyi anlaşılmasına da yardımcı oldu.
Foucault elektromanyetizmayla da ilgilenmiştir. Kuvvetli manyetik alan içinde hareket eden metal levhalardaki indükleme akımlarını (“Foucault akımları”) tanımladı.
Yazı Önerisi: James Clerk Maxwell kimdir? Hayatı ve çalışmaları
Ayrıca gümüşle kaplanmış cam aynalar kullanarak teleskopların yansıtma gücünü artırdı. Foucault, yöntemlerinin ustalığı ve ölçümlerinin duyarlılığıyla deneysel fiziğin önemli kişilerinden biridir.
Leon Foucault 11 Şubat 1868’de doğduğu şehir olan Paris’te öldü.