Jean Bernard Léon Foucault

JEAN BERNARD LÉON FOUCAULT lebte in einer Zeit, in der sich Physik und Technik stürmisch entwickelten. M. FARADAY (1791-1867) entdeckte 1831 nach mehrjährigen Untersuchungen die elektromagnetische Induktion und fand das Induktionsgesetz. J. R. MAYER (1814-1878), J. P. JOULE (1818-1889) und H. v. HELMHOLTZ (1821-1894) leisteten entscheidende Beiträge zur Formulierung des allgemeinen Energieerhaltungssatzes. J. v. LIEBIG (1803-1873) entwickelte 1835 ein Verfahren zur Herstellung von versilberten Glasspiegeln. Die ersten Bahnstrecken wurden in Betrieb genommen. 1838 entstanden die ersten Fotografien auf Silberplatten (Daguerreotypien), benannt nach dem Franzosen L. J. M. DAGUERRE.

Leben und Wirken

JEAN BERNARD LÉON FOUCAULT wurde am 18. September 1819 in Paris geboren. Über sein Leben sind nur relativ wenige Einzelheiten bekannt. FOUCAULT absolvierte nach der schulischen Ausbildung zunächst ein Medizinstudium und wurde Arzt. Er wandte sich aber unter dem Einfluss des gleichaltrigen Physikers HIPPOLYTE FIZEAU (1819-1896) bald der Physik und der Astronomie zu und eignete sich physikalisches und astronomisches Wissen im Wesentlichen als Autodidakt an.

Seit 1855 war FOUCAULT Mitarbeiter der Pariser Sternwarte, ab 1862 Mitglied des Bureau des Longitudes. 1865 wurde er Mitglied der Pariser Académie des sciences. Darüber hinaus war er auch Mitglied der Berliner Akademie der Wissenschaften und der Londoner Royal Society.
FOUCAULT starb als geachteter Wissenschaftler am 11. Februar 1868 in Paris.

Wissenschaftliche Leistungen

JEAN BERNARD LÉON FOUCAULT war ein sehr vielseitiger Wissenschaftler, der auf unterschiedlichen Gebieten der Physik und der Astronomie Bedeutendes geleistet hat.
Zusammen mit H. FIZEAU führte FOUCAULT nach 1840 verschiedene optische Untersuchungen durch. So stellten die beiden Forscher z. B. im Jahr 1845 die erste brauchbare Daguerreotypie von der Sonne her und leisteten damit einen wichtigen Beitrag zur Astrofotografie.
1849 war FOUCAULT an den Messungen von FIZEAU zur Lichtgeschwindigkeit beteiligt, wobei es mittels der von FIZEAU entwickelten "Zahnradmethode" erstmals gelang, die Lichtgeschwindigkeit auf der Erde zu bestimmen.

1850 entwickelte FOUCAULT mit der "Drehspiegelmethode" ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit. Dabei fällt ein dünnes Lichtbündel auf einen schnell rotierenden Spiegel und wird um einen bestimmten Winkel abgelenkt. Daraus berechnete FOUCAULT die Lichtgeschwindigkeit. 1862 veröffentlichte er Ergebnisse seiner mehrjährigen Untersuchungen und schrieb:

"Schließlich fand sich die Geschwindigkeit des Lichts beträchtlich verringert. Nach den gewöhnlichen Daten wäre diese Geschwindigkeit 308 Millionen Meter in der Sekunde, während der neue Versuch mit dem rotierenden Spiegel, in runder Zahl 298 Millionen, gab. Man kann, wie mir scheint, sich so weit auf die Genauigkeit dieser Zahl verlassen, daß die Berichtigungen, welche sie etwa erleiden möchte, nicht über 500 000 m hinausgehen."
(Aus: L. FOUCAULT: Experimentelle Bestimmung der Geschwindigkeit des Lichts, 1863)

Wie genau der von FOUCAULT gemessene Wert von $298000\text{km/s}\pm 500\text{km/s}$ war, zeigt ein Vergleich: 1974 wurde die Lichtgeschwindigkeit zu 299 792, 492 km/s bestimmt. Das ist der Wert, der heute als gültiger Wert für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gilt.
1853 wies FOUCAULT mithilfe seiner Drehspiegelanordnung nach, dass sich Licht in Wasser langsamer ausbreitet als in Luft.

Eines der berühmtesten Experimente, die auf FOUCAULT zurückgehen, ist der nach ihm benannte Pendelversuch. FOUCAULT entwickelte 1850/1851 eine Experimentieranordnung zum unmittelbaren Nachweis der Rotation der Erde. Dazu befestigte er nach anfänglichen Versuchen in der Pariser Sternwarte im Jahr 1851 in der Kuppel des Pantheon in Paris ein 67 m langes Pendel mit einem 28 kg schweren Pendelkörper. Unter der Pendelspitze wurde auf dem Fußboden eine Markierung angebracht. Da ein Pendel seine Schwingungsebene im Raum beibehält, dreht sich infolge der Rotation der Erde die Markierung allmählich gegenüber der Pendelebene. Diese Drehung konnte man bereits nach wenigen Minuten beobachten. Am Pol beträgt sie in 24 Stunden 360° und damit in einer Minute 0,25°. Auf einer mittleren geographischen Breite von 50° (Berlin, Paris) sind es etwa 0,2° in jeder Minute. Diese Drehung ist ein direkter Beweis dafür, dass die Erde um ihre Achse rotiert. Ein solches Pendel, mit dem man die Erdrotation nachweisen kann, bezeichnet man als foucaultsches Pendel.

Daneben entwickelte FOUCAULT

• ein Gerät zur Untersuchung von Kreiselbewegungen (Gyroskop) und einen Vorläufer des Kreiselkompasses,
• einen Heliostat, d. h. ein Instrument zur bequemen Beobachtung der Sonne,
• verbesserte Uhrwerke zum Antrieb von Fernrohren,
• ein Verfahren zur Herstellung großer Hohlspiegel für astronomische Zwecke (Belegung einer polierten Glasoberfläche mit einer reflektierenden Silberschicht).

FOUCAULT entdeckte auch die elektrischen Wirbelströme in Metallen und beschäftigte sich mit Magnetismus und Wärmestrahlung. Er war mit seinen Arbeiten einer der vielseitigsten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts.