我们每个人现在都知道地球每天由西向东自转，每24小时自转一圈。可是我们怎么才能用最直观的方式来观察地球的自转呢？似乎很难，虽然可以通过日月星辰的运行来感知，但是由于日月星辰的变化比较缓慢，不能在短时间内感知地球的转动。有没有一种更加直接的方法来观察地球的自转呢？有人发明了一种装置，让所有人都能非常清楚地观察到地球的自转，这个人就是法国物理学家傅科，这个装置就是以傅科的名字命名的傅科摆。
让·伯纳德·列昂·傅科
让·伯纳德·列昂·傅科于1819年出生在法国巴黎，他的父亲是一个出版商。傅科自幼体弱多病，因此没有像其他孩子一样去上学，而只是在家里接受了启蒙教育。然而就是这样，傅科还是通过了中学毕业考试，并顺利上了医科学校。不过傅科可能有晕血症，所有他并没有从事临床医学，而是学习了影像医学。毕业后傅科在一家医科学校找了份教授临床显微镜学的工作。但是很明显的，临床并不适合他，同时又出于对科学实验的爱好，傅科决定放弃医学，专门从事物理实验工作。
1839年，达盖尔发明了照相术，这个发明吸引了傅科，他也开始研究照相术，并很快就发表了关于"达盖尔照相术"改进方面的论文。1845年，傅科和斐索合作，将"达盖尔照相术"应用于天文照相，拍摄了太阳的达盖尔式照片。当时拍摄达盖尔式照片，需要很长的曝光时间，这就需要拍摄恒星的时候，望远镜必须长时间指向同一天体。因此在地球上拍摄恒星的达盖尔照片，必须不断调整望远镜的方向，使其始终对准同一天体。为了调节望远镜的轨迹，傅科做了摆的实验。在实验过程中，傅科联想到用实验来演示地球的自转，这就是著名的傅科摆的来历。
傅科摆原理动图
傅科摆的实验一共在四个地方进行。第一个地方就是傅科家的地下室，傅科用一根细线连接一个5KG的铜球。当铜球自由摆动时，傅科观察到摆动平面在天球周日运动方向上旋转，这实质上就是用实验把地球自转的事实表现了出来。但是要研究摆动平面旋转的规律，必须提高实验的精度。在阿拉果的支持下，傅科在巴黎天文台的大楼上重复了这个实验。这次摆长增加到了11m。1851年，傅科向法国科学院报告了他的发现和成果：摆动平面旋转的角度与纬度的正弦成正比。随后，傅科又在拿破仑三世的资助下，在伟人祠第三次进行了这个实验，这次的摆长增加到了67m，摆也换成了28kg的铜球。后来到了1855年，在巴黎世博会上，傅科第四次表演了他的实验。
傅科第三次实验时用的长达67m长的摆线
在光的本性问题上，一直存在着微粒说和波动说两种理论。由于牛顿本人支持微粒说，因此微粒说在18世纪统治着物理界。但是到了19世纪初，托马斯·杨做了著名的干涉实验，并用波动理论解释了薄膜的颜色和牛顿环等光学现象。波动学说又开始流行起来。但是当解释光在不同媒介中的传播速度时，波动学说和微粒学说得出了截然不同的结论：微粒说认为光在光密媒质中传播速度快，而波动学说的结论则正好相反。这时候，如果能够测量光的速度的话，就可以为这种争论画上句号了。但是实验室方法测量光速实在太难了。1838年，阿拉果受惠斯通的旋转镜测量电传播速度的启发，设计了一个"波动说的判决性实验"，实验设计思想很巧妙，但是在当时并没有得到实现。
傅科和斐索注意到了阿拉果的实验，他们针对实验存在的困难进行研究，探索其中解决的方法。1850年，傅科公布了他的研究结果：光在空气中比在水中传播得更快。傅科实验的思想和方法是：如图中所示，a为光源，L为会聚透镜，m为旋转平面镜，M为固定凹面镜。它可使m反射的光线沿原路返回，g为一平板玻璃.它可使观察者在O点观察光源的像。如果平面镜不动，则经反射回来的光线仍然在a点成像，若镜子沿如图所示方向旋转，则反射回来的光线在a'点成像。在m和M之间放一水槽，若光在水中的传播速度小于空气中的传播速度，则反射回来的像a"应离开a有较大距离，实验结果正好同这一结果一致，说明波动说的结论--较密介质中光的传播速度较小是正确的。这一实验结果有力地支持了光的波动说，对波动说的确立起了重要作用，因而人们称这一实验为波动说的判决性实验。
波动说的判决性实验
1862年，傅科又对他的实验装置进行了改进，用改进的装置测量光在空气中的传播速度。他得到的结果是c=2.98×10^8m/s，这个结果在当时是最精确的结果，傅科测定光速的实验方法对物理学发展有着重大的影响。后来人们对于光速的测量大多数都基于傅科的方法，其中最著名的就是迈克尔逊关于光速测定实验，就是以这一思想为基础设计的。
1867年，傅科患上了脑病。在患病期间，他还精心安排并主持"科学家朋友"小组的活动，他们每星期四在傅科的家中聚会，讨论科学问题。在患病7个月后，傅科于1868年在巴黎去世，享年49岁。傅科作为一位实验科学家受到人们的尊重，他一生在科学和技术上的贡献，使他获得了很多荣誉。
预告一下，下期人物：丁达尔
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