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Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 背景

サンズが研究者、教員として来た頃、カルテックの物理学のカリキュラムは非常に旧式なものであった。1、2年生が学ぶのは古典物理の一部分に過ぎず、量子力学に至ってはそれにはじめて接するのは大学院になってからという状況であった。サンズは、優秀な学生の学習意欲を失わせてしまいかねないそのようなカリキュラムの状態を危惧し、それを改善するための運動を始めた。物理学科はその提案を受け入れ、レイトン、サンズ、ビクター・ネーア(Victor Neher)の3人を改善担当に指名した。そこで3人は具体案を検討しはじめたが、サンズがファインマンに講義を担当してもらうことを思いついた。これをファインマンに打診したところ、1回限りという条件でファインマンは同意した。改善担当のチームはそのまま講座の担当チームとなり、最初の年度は学部1年生に、次の年度には2年生になった同じクラスが対象になり、週に2回の講義と演習、週に1回の実験が実施された。教員たちも講義を聴講し、ファインマンの話は録音されて黒板も写真に撮られた。講義が終わると、教員たちは録音を元に("ファインマン語”をふつうの言葉に翻訳して)テキストを作成し、印刷して講座を履修している学生に配布した。そのテキストの話が外部にも伝わり、手に入れたいという希望が多くなった。そのため、次年度の講座のテキストとしても使用することも考えて、本にして出版することが決まった。こうして生まれたのが「ファインマン物理学」である。ファインマンは、この本の序文の中で「この新しい入門講座の結果に自信がない」と述べた。しかし、講座の担当者の一人だったサンズや受講した人の証言によれば、結果はそれほど悪くはなかったようである。この講義は履修した学生たちの多くが脱落してしまったが、その代わりに3、4年生や大学院生が聴講するようになったため、講堂は常に満員であった。そのため、ファインマンは何が起きているのかわからなかったという逸話がある。しかし、サンズは、自分は当時の状況を正確に知る立場にいたと述べた上でこれを否定している。とにかく、ファインマン、レイトン、サンズの3人は序文や前書きの中で「講座には改良の余地がある」と述べている。この本はファインマンの講義のテープ起こしが元であるため、各章のまとめ、具体的な計算手順を示した例題、演習問題など一般的な物理の教科書が備えるべき要素が多く欠けており、講義の教科書や独習用としては採用しにくいといえる。しかし、読者はこの本でファインマンの目を通じて、物理の生き生きとしたイメージを知ることができるとして本書の評価は高く、副読本あるいは復習用に広く読まれている。また、ファインマンの知名度のため、この本は物理専攻ではない一般の人々にもよく知られている。初版出版後50年の時点で、少なくとも12の言語に翻訳され、英語版だけで150万部以上印刷された。マイケル・ゴッドリーブ(Michael Gottlieb)が運営する「ファインマン物理学」の情報交換サイトでは、読者が発見した誤植や誤脱の収集を行っており、2006年にはそれを元に改訂を行った"The Definitive and Extended Edition"が刊行された。しかし、誤脱の報告はその後も続いて膨大な量になってしった。そのため、出版社のアディソン・ウェズリー(en)は、コスト上の問題からすべての訂正を行うことができなくなってしまった。そこで、ゴットリーブたちは、訂正しやすくかつ電子書籍化も容易な電子組版システムの採用をカルテックに提案した。その提案は受け入れられ、2011年にLaTeXで組版を行った"The New Millennium Edition"がBasic Books(en)から刊行された。そして、2013年には、カルテックは"The New Millennium Edition"の3巻すべてを無料で閲覧可能なオンライン版「ファインマン物理学」として公開を開始した。閲覧環境に依存しない高品質なページを提供するためにHTML5、SVG、MathJaxなど、公開開始時の最高のWeb技術が使用されている。
Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 演習問題

「ファインマン物理学」に付随する演習問題は、長い間入手不可能であった。しかし、新たに編集した問題集であるExercises for the Feynman Lectures on Physicsが、2014年に出版された。日本語訳では旧版のExercises for the Feynman Lecturesを翻訳したものが解答付で各巻末に収録されている。
Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 派生版および関係のある本、CD
Subsection: Exercises for the Feynman Lectures

Exercises for the Feynman Lectures, 1965, Addison-Wesley, ISBN 2356487891 (絶版)1962年から1963年にかけて講座で使用された演習問題をまとめたもの。Exercises for the Feynman Lectures on Physics, 2014/8/5(予定), Basic Books, ISBN 0465060714
Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 派生版および関係のある本、CD
Subsection: Six Easy Pieces

Six Easy Pieces: Essentials of Physics Explained by Its Most Brilliant Teacher, 1994, Addison-Wesley, ISBN 02014082522011, Basic Books, ISBN 0465025277「ファインマン物理学」の中から比較的易しい6つの章(I-1、I-2、I-3、I-4、I-7、I-37)を収録したもの。
Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 派生版および関係のある本、CD
Subsection: Six Not So Easy Pieces

Six Not So Easy Pieces: Einstein's Relativity, Symmetry and Space-Time, 1998, Addison-Wesley,ISBN 02013284292011, Basic Books, ISBN 0465025269Six Easy Piecesより少し難しい6つの章(I-11、I-52、I-15、I-16、I-17、II-42)を収録したもの。
Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 派生版および関係のある本、CD
Subsection: Feynman's Lost Lecture

Feynman's Lost Lecture: The Motion of Planets Around the Sun, 1996, W. W. Norton & Company, ISBN 03930391882009, Kindle版1964年3月にファインマンが物理クラスの1年生に対して行った客演講義。その講義のノートは何年間も行方不明になっていたが後に発見された。
Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 派生版および関係のある本、CD
Subsection: The Feynman Lectures on Physics on CD

The Feynman Lectures on Physics on CD, 2003 - 2010, Basic Books講義の録音を収録したCD集全10セット。The Very Best of The Feynman Lecturesという抜粋版もある。講義の順番は「ファインマン物理学」と異なっているが対照表"correspondence between the books and the CDs"がWeb上にある。
Title: ファインマン物理学 (The Feynman Lectures on Physics)
Section: 派生版および関係のある本、CD
Subsection: Feynman's Tips on Physics

Feynman's Tips on Physics: Reflections, Advise, Insights, Practice, A Problem-Solving Supplement to the Feynman Lectures on Physics, 2005, Addison-Wesley, ISBN 0805390634ファインマン流物理がわかるコツ, 2007, 岩波書店, ISBN 4000059556ラルフ・レイトン(ロバート・レイトンの息子)とマイケル・ゴットリーブの共著。「ファインマン物理学」に収録されなかった4つの講義(問題の解法に関する講義が3つと慣性航法に関する講義が1つ)と「ファインマン物理学」の誕生に関するマシュー・サンズの回想、演習問題とその解答から成る。4つの講義については「ファインマン物理学」の序文でファインマンが言及している。演習問題は講座の演習の時間に使われたものの一部(I-4からI-20の75問)である。2005年に刊行された"Feynmann Lectures on Physics The Definitive and Extended Edition"はこのTips on Physicsが含まれた4冊セットになっている。Feynman's Tips on Physics: Reflections, Advise, Insights, Practice, A Problem-Solving Supplement to the Feynman Lectures on Physics (Revised Edition), 2013, Basic Books, ISBN 9780465027972ファインマン(1966年)、ロバート・レイトン(1986年)、フォクト(2009年)へのインタビューを追加した改訂版(カッコ内はインタビューの年)。
Title: ロード・ジム (Lord Jim)
Section: abstract

『ロード・ジム』（Lord Jim）は、ジョセフ・コンラッドの長編小説。雑誌『ブラックウッド』に1899年10月から1900年11月にかけて掲載された。1880年に起きた、メッカへの巡礼者たちを載せた船の沈没事故から構想し、そのとき船を見捨てて逃げたジムという船員を造形して、その生涯を描いた作品である。作品はジムの生涯を語り手のマーロウが語るという形式で進められる。マーロウは、コンラッドの代表作、短編『若さ（青春）』、中編『闇の奥』にも語り手として登場する。訳者柴田元幸は「世界文学全集」（河出書房新社）の解説で、作者には『若さ』から『ロード・ジム』までの3作をひとまとめにする構想があったと記している。池澤夏樹は、自選の世界文学全集（上記）に、本作品を選んだ理由を「卑怯者に栄光はあるか？これは最も現代的な古典であり名作である」と記している。
Title: ロード・ジム (Lord Jim)
Section: 主な日本語訳

ジョゼフ・コンラッド『ロード・ジム』柴田元幸訳、河出文庫（上記の新版）、2021年。ISBN 978-4-309-46728-3
Title: ロード・ジム (Lord Jim)
Section: 1965年のイギリス映画

脚色・製作・監督をリチャード・ブルックスが務めた。出演はピーター・オトゥールやジェームズ・メイソンなど。配給はコロンビア ピクチャーズ。スーパー・パナビジョン作品。日本では、伊丹十三や斎藤達雄が出演したことでも知られる。
Title: ロード・ジム (Lord Jim)
Section: 1965年のイギリス映画
Subsection: キャスト

TBS版：初回放送1971年3月29日『月曜ロードショー』NET版：初回放送1975年7月6日『日曜洋画劇場』
Title: ロード・ジム (Lord Jim)
Section: 1965年のイギリス映画
Subsection: 外部リンク

ロード・ジム - allcinemaロード・ジム - KINENOTELord Jim - IMDb（英語）Lord Jim - TCM Movie Database（英語）Lord Jim - Rotten Tomatoes（英語）Lord Jim - オールムービー（英語）Lord Jim - American Film Institute Catalog（英語）
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: abstract

フーコーの振り子（フーコーのふりこ、仏: Pendule de Foucault、英: Foucault pendulum）は、地球の自転現象を示す演示実験である。自転運動する物体上で、長い弦をもつ周期の長い振り子を長時間振動させると、次第に振動面が変化することが観察できる。1851年、フランスのレオン・フーコーが考案し、パリのパンテオンで公開実験を行った。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 概要

振り子を長時間振動させつづけると、その振動面が少しずつ回転する。例えば、北極点の真上に振り子を置いて振動させると、振り子は一定方向に振動を続けるが、振動面は24時間で地球の自転方向とは逆向きに360度回転する。これは振り子の振動面が支点を通る鉛直軸まわりの回転から影響を受けないために起こる。振り子の錘は外力を受けなければ、いつまでも直線運動を続ける。これは慣性の法則から明らかである。一方、振り子の錘は支点に向かって力を受けているが、これは振動面の面内に働く力であり振動面を変える効果はない。振動面の変化は、振り子上面からみて北半球の場合は右回り、南半球では左回りとなる。赤道上においては振動面の回転は発生しない。緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  において、フーコーの振り子の振動面の回転は1日あたり                              360                      ∘                          sin        ⁡        θ              {\displaystyle 360^{\circ }\sin \theta }  、1時間あたり                              15                      ∘                          sin        ⁡        θ              {\displaystyle 15^{\circ }\sin \theta }  となる（参照：#フーコーの正弦則）。この関係から逆算して、建物の中で振り子を振動させて、振動面の回転速度を観測すると、振り子のある地点の緯度と北半球か南半球かがわかる。一般にフーコーの振り子の振動面の回転を理解することは難しい。特に中緯度における振動面の回転現象の説明は困難である。例えば古生物学者で作家のスティーヴン・ジェイ・グールドはニューヨーク・タイムズへのインタビューに「（アメリカ国内に数多く展示されている）フーコーの振り子について、私はそれがどのような理屈なのか理解できていないし、ほとんどの訪問者も同じだと思う」と述べている。ターンテーブルの上で揺れる振り子をテーブル上の観測者の視点からは、振り子の振動面がテーブルと同じ角速度で回転して観測できることは、比較的容易に理解できる。しかし、前述のようにフーコーの振り子の振動面の回転は緯度への依存性があり、理解が難しい。例えば、東京を通る北緯35度で、減衰しない理想的な振り子を振動させたとき、振動面は1時間あたり8.6度、1日で206.5度回転する。つまり振り子の振動面は前日とは異なる位置になるが、夜空の星座の位置は24時間経過すると、ほぼ同じ位置に戻っている。この違いもフーコーの振り子を直感的に理解することを困難にさせる要因である。原理上、地球上で振動している振り子は、すべてフーコーの振り子といえる。しかし、振り子によって地球の自転を観察するためには、振り子を長時間振動させる必要があり、また錘の楕円運動など阻害要因を可能な限り除去する必要がある。振り子の振動において楕円運動が生じると、地球が自転していなくても振動面が徐々に回転する。このため、基本的に長い弦と質量の大きい錘が求められる。他方、フーコーの振り子の装置は通常大型となり、また振り子による地球の自転の観測は時間がかかる。このため、チャールズ・ホイートストンが1851年に発表した装置（#ホイートストンの装置を参照）をはじめとして、模型を使って簡易的に原理を説明する試みも多数発表されている。以下にターンテーブルを使った模型によるフーコーの振り子のデモンストレーションを撮影した動画を示す。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 理論
Subsection: 単振り子の等時性

弦の下端に錘を、上端を固定して吊るし、同一鉛直平面内で振動させたものを単振り子という。単振り子の弦の長さを                    l              {\displaystyle l}  、重力加速度を                    g              {\displaystyle g}  とすると、振り子の周期                    T              {\displaystyle T}  は、振幅が小さければ次式で表現できる。これは単振り子の周期は、錘の質量の大小に関わらず弦の長さのみで周期がきまることを示している。また振れ幅の大小も、単振り子の周期とは無関係であり、これを「単振り子の等時性」という。17世紀初めにガリレオ・ガリレイによって確立された。振り子の振動面の変化で地球の自転を目視するためには、振り子が長時間動作し、振動面の回転角度の変化が確認できる程度の振れ角が必要である。この条件を有利に働かせるために、弦の長さを長くする必要がある。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 理論
Subsection: フーコーの正弦則

「フーコーの正弦則」とは振り子の置かれた緯度と振動面の変化の関係式のことである。フーコーが1851年に「Démonstration physique du mouvement de rotation de la Terre au moyen du pendule（振り子による地球の回転運動の物理的実証）」と題して発表し、直後にジョゼフ・リウヴィルが証明方法を発表している。地球の北半球上の緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  に支点のある振り子が南北に振動していると考える。地球の半径を                    R              {\displaystyle R}  、地球の自転による角速度を                    ω              {\displaystyle \omega }  、振り子の振幅を                    r              {\displaystyle r}  とする。地球の中心点を原点とした座標系において、支点の直下での錘は自転により以下の速度で移動する。次に、振り子の錘が最も北にきたときの自転から受ける速度は以下の式になる。また、振り子の錘が最も南にきたときの点での自転から受ける速度は以下の式になる。つまり、振り子の錘は北側より南側に振れた点の方が速く移動していることになる。振り子の支点直下からみて、両点が地球の自転から受ける速度は以下になる。振り子の振動面が地球の自転の影響をうけて一周するとき、移動は円となりその円周は                    2        π        r              {\displaystyle 2\pi r}  、一周に要する時間を                              T                      r            o            t                                {\displaystyle T_{rot}}  とすると、上式をつかって以下のように表現できる。地球の自転は約24時間であり、                    ω        =        2        π                  /                24              {\displaystyle \omega =2\pi /24}  となるので、振り子の振動面が一周するのに必要な時間                              T                      r            o            t                                {\displaystyle T_{rot}}  は以下のようになる。式(2-1)を「フーコーの正弦則」と呼ぶ。また緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  での1時間あたりの振動面の回転角度                              α                      r            o            t                                {\displaystyle \alpha _{rot}}  は以下のようになるただし、厳密には恒星に対して地球の自転は23時間56分4秒 = 23.934時間である。従って、「フーコーの正弦則」についても、厳密にはこの値を用いる。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 理論
Subsection: 円錐を使った説明

フーコーの正弦則で示したように、フーコーの振り子の振動面の回転は緯度依存性がある。このため、極点上および赤道上以外の場所における振動面の回転については、もう一歩踏み込んだ解説が必要となる。この解説の一つとして「フーコーの正弦則」の説明に円錐を使った方法も用いられることがある。地球上の実験地点の緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  と同一緯度の線に沿って接し、地球の自転軸と共通の軸を持つ円錐を考える。円錐を展開すると側面は扇形となり、扇形の中心角                    α              {\displaystyle \alpha }  は扇形の弧の長さと扇形の半径の比に等しい。扇形の弧の長さは円錐底面の円周と等しい。また円錐の軸と円錐の母線（扇形の半径）のなす角は緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  に等しく、さらに円錐底面の円の半径と扇形の半径の比は                    sin        ⁡        θ              {\displaystyle \sin \theta }  と等しい。従って、扇形の中心角                    α              {\displaystyle \alpha }  との関係は以下の式となる。ここで緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  でのフーコー振り子の振動面を円錐を使って考える。振り子の振動面は、円錐の底面と側面の境界線を移動しながら、境界線と直交し常に頂点方向に振幅していると考えることができる。従って、地球が一回転したときの、緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  での振り子の振動面の回転量は、円錐側面の扇形の中心角                    2        π        sin        ⁡        θ              {\displaystyle 2\pi \sin \theta }  と等しくなる。これより振り子の振動面が一周するのに必要な時間                              T                      r            o            t                                {\displaystyle T_{rot}}  は、以下のようになる。つまり、振り子の観察者は円錐の上に立って地球の自転による移動をしていることと同等である。円錐の扇形の部分を平面展開した場合、振り子の振動面はすべて同じ方向となる。すなわちこれは、赤道における振り子の振動面の変化（変化なし）である。円錐によるフーコーの振り子の理解のためには、実際に円錐を作って試してみると理解が進む。厚紙を使って円錐をつくっても良いが、透明なプラスチックシートと地球儀を使うことも有効である。前述のようにターンテーブルによってフーコーの振り子を模擬する方法があるが、さらに改良して中緯度でのフーコーの振り子を模擬する方法も提案されている。地球儀にアクリルの円板を任意の中緯度に接するように取り付ける。さらに、円板の中央に振り子を支持するための治具を取り付ける。振り子を振動させて、地球儀を一周させると、アクリル円板はフーコーの正弦則とほぼ等しい回転を行う。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 理論
Subsection: コリオリの力による解説

コリオリの力を使ったフーコーの振り子のモデルを考える。緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  にある振り子の運動を考える。錘の質量を                    m              {\displaystyle m}  、弦の長さ                    l              {\displaystyle l}  、弦に働く張力を                    F              {\displaystyle F}  、地球の自転の角速度を                    ω              {\displaystyle \omega }  とする。また振り子の支点の真下に錘の質点がくる点を原点とした座標系を設定する。振り子の振動が弦の長さに比べて十分に小さく、振り子の錘の運動は                    x        y              {\displaystyle xy}  平面内の運動としてみなす。すなわち、座標系の原点回りの回転による遠心力と、                    z              {\displaystyle z}  軸成分を省略した錘の運動は以下の運動方程式となる。ここで第2項がコリオリの力となる。yを乗じた式(4-1)からxを乗じた式(4-2)と差をとり、張力を除いた式はこれを積分する。ただし錘が                    (        x        ,        y        ,        z        )        =        (        0        ,        0        ,        0        )              {\displaystyle (x,y,z)=(0,0,0)}  を通過すると仮定すると、積分定数は0となる。ここで                    x        y              {\displaystyle xy}  平面上に極座標                    (        r        ,        ϕ        )              {\displaystyle (r,\phi )}  をとり、                    x        =        r        cos        ⁡        ϕ        ,        y        =        r        sin        ⁡        ϕ              {\displaystyle x=r\cos \phi ,y=r\sin \phi }  を上式に代入すると以下の式を得る。                                                        ϕ              ˙                                            {\displaystyle {\dot {\phi }}}  は、自転による振り子の振動面の回転角速度であり、絶対値をみると「フーコーの正弦則」と一致する。また符号から北半球（                    θ        >        0              {\displaystyle \theta >0}  ）では時計回り、南半球（                    θ        <        0              {\displaystyle \theta <0}  ）では反時計回りに回転し、赤道上（                    θ        =        0              {\displaystyle \theta =0}  ）では回転しないことを示している。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 理論
Subsection: 楕円運動

振り子の振動において楕円運動が生じると、地球が自転していなくても振動面が徐々に回転する。この現象を球面振り子の楕円運動による面積効果と呼ぶ。ここで、振り子の弦の長さを                    l              {\displaystyle l}  、振り子の楕円軌道の長軸側の初期振幅を                              x                      0                                {\displaystyle x_{0}}  とする。面積効果による振り子の振動面の回転角速度                    Ω              {\displaystyle \Omega }  は以下の式で表現できる。これより式(4-3)を拡張し、振り子の楕円運動も含めた緯度                    θ              {\displaystyle \theta }  における振動面の角速度の式（フーコーの正弦則の拡張）は以下の通りとなる。弦長と振幅について                    l        ≫                  x                      0                                {\displaystyle l\gg x_{0}}  、すなわち弦長が振幅に対して十分長ければ振り子の楕円運動による面積効果は無視できるが、弦長が短い場合は補正が必要となる。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置

フーコーの振り子は、振動面の回転を観察するためには長時間振動が継続する必要があり、振動の減衰率は可能な限り低いことが望ましい。振り子の振動の減衰は、支持装置の機械的な摩擦抵抗と、弦と錘に作用する空気抵抗が主要因である。また支持装置の構造や空気抵抗、振り子の特性、振り子の起動などにより錘の軌道が楕円運動するため、これを抑制する仕組みも必要となる。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置
Subsection: 弦と錘

フーコーの振り子では、振動が長時間継続することが必要であり、基本的に長い弦と質量の大きい錘が求められる。振り子の空気抵抗は、投影面積と速度の2乗の積に比例する。弦は、同じ長さの弦であれば径が小さい方が良い。また振り子の振幅長が同一で比較すると、弦が長いほど平均速度が小さくなり、空気抵抗を減らすことができる。しかし、長い弦による空気抵抗は無視できない。錘は、比重の大きな材質を使い、断面積が小さく質量が大きくなるように設計する。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置
Subsection: 支持装置

支持装置は振り子の弦を固定する部分であり、任意の方向に振り子を振動させることが必要がある。また横振動を抑止し、長時間振動を続けるために、隙間なく1点で固定し、かつ機械的摩擦抵抗が小さいことが望まれる。振り子の弦の支持装置として「固定型」、「やじろべえ型」、「ナイフエッジ型」、「自在継手」などが考えられる。「固定型」による弦の支持は、弦を単純にボルトで締め付けたり、チャックで固定することで、弦の弾性変形より振り子を振動させる方法である。構造が単純で1点支持のため減衰が少ない。しかし、弦をボルト留めする場合、弦にボルトを通す穴が必要となり、この穴の隙間の影響による楕円運動の発生の可能性がある。また弦に直接曲げ力が働くため疲労破壊の可能性もある。「やじろべえ型」は振り子の弦をお椀型または円環型の器具に固定し、この器具を上向きの針で1点固定する方法である。しかし「やじろべえ型」では、振り子の振動面が回転すると針を支える構造体と干渉を起こす。このためフーコーの振り子には不向きな支持構造である。「ナイフエッジ」は弦の上端を三角柱の部材で固定し、この三角柱の角（ナイフエッジ）で、受け部材に載せて支持するものである。「ナイフエッジ」による支持装置は、機械的な摩擦抵抗が非常に小さいが、エッジや受け側の摩耗やそれらの間への塵の侵入などが問題となる。フーコーの振り子の場合は、振動面の回転方向へ働く抗力も減らす必要があるため、「ダブルナイフエッジ」を使用する。「ダブルナイフエッジ」とは、互いに向き合った2組のナイフエッジを直交させて中間リングで受けて、1点で回転中心になるようにしたものである。ヘイケ・カメルリング・オネスはフーコーの振り子の研究で博士号を取得しているが（後述）、使用したフーコーの振り子はダブルナイフエッジによる支持装置を採用している。ナイフエッジ側に板バネを取り付け、中間リングを両側から押し付けを調整できるようになっている。これを調整することにより、フーコーの振り子における楕円軌道の研究を行った。国立科学博物館のフーコーの振り子も、機械摩擦低減のため「ダブルナイフエッジ」による支持装置に採用している。これは1934年に設置されたが、ドイツの機械工学雑誌に掲載されたものを参考に、東京計器製作所（現：東京計器）が製作した。国際連合本部ビルにあるフーコーの振り子の支持装置は自在継手を採用している。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置
Subsection: 減衰防止装置

振り子の構造を工夫しても、振り子の振幅の減衰は避けることができない。科学館の展示などで、長時間にわたり振り子を動作させるためには、数時間おきに振り直す必要がある。この問題を回避するため、主に電磁石による減衰防止装置が設置されている場合がある。レオン・フーコーは、1855年に、フランスで初めて開催されたパリ万国博覧会の産業館において、フーコーの振り子の実験装置を用意した。ここで使用された振り子は、減衰に対し、電磁石によるブースト装置を加えたものであった。カリフォルニア科学アカデミーのフーコーの振り子には、弦の上端側（支持装置側）に電磁石を使った減衰防止装置が組み込まれている。これは、振り子の錘が振り下がり支点の真下に達するタイミング、すなわち床面に対して弦が垂直の状態になる直前のタイミングで電磁石を通電し、弦を微小量だけ上側に引っ張る。弦の上端側の片が電磁石に触れると通電が切れて、錘がわずかに落下することで加振する。乃村工藝社やソニーは、振り子の支点の真下の床面内に電磁石を設置する特許を出願している。これは床面内に振り子の錘の検出器があり、錘の通過に合わせて電磁石によって錘を吸引することで、振り子を加振する。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置
Subsection: シャロン環

「シャロン環（英: Charron ring）」とは振り子の楕円運動を防止するための正円のトーラス状の部品である。フランスの物理学者、シャロン（M. Charron）が1931年に発表した。シャロン環は、弦の支点の直下の位置に設置し、環の直径は振り子の最大振幅より若干小さいサイズにする。振り子の錘を振動させると、弦が環の内側に軽く当たり、振り子の運動の振幅方向以外の成分を打ち消すことができる。これによって振り子の楕円運動を防止できる。ただしシャロン環と弦が接触している間は、シャロン環と弦との接触点が支点となり、弦長が短くなる。このため厳密には振り子の振動周期が短くなる。また、シャロン環への衝突により振り子の振動の減衰がおきるため別途減衰防止の方法が必要となる。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置
Subsection: 観測装置

床面の振り子の可動域の円周上にピンやブロックを並べ、振り子の錘がこれらを倒すことで振動面の変位を示す方法が一般的である。1851年、レオン・フーコーがパンテオンで実験したとき、錘の下部には鉄筆状のものが取り付けられた。一方、床面の振り子の可動域の端に砂を盛った土手を設け、鉄筆がこの土手をかすめることで振り子の振動面の変位を示すようにした。日本の国立科学博物館にあるフーコーの振り子には、直径150cmの目盛盤があり、振動方向を検知する赤外センサとそれを表示する表示ランプが48組並んでおり、振動面の位置を表示できるようになっている。赤外線センサは発光部と受光部が1対になっており、錘の下の反射によって錘の通過を検知する。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置
Subsection: 起動装置

フーコーの振り子を始動させるとき、錘を支持点の真下を通るように錘を正確に振り下ろす必要がある。わずかでも横方向に初速度が生じると振り子の振動面に横揺れが生じ、楕円運動の原因となるためである。レオン・フーコーがパンテオンで公開実験したとき、振り子の錘をロープで固定し、実験開始時にこれをマッチで火をつけ、焼き切ることで始動していた。国立科学博物館のフーコーの振り子は電磁石による始動を行っている。これは錘の鉄輪を電磁石で吸引し、電磁石への電流を切ることで錘を振り下ろすものである。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: フーコーの振り子の小型化

フーコーの振り子の性質上、精度の高い実験を行うためには長い弦と大きい質量の錘が必要となり、結果として装置が大型になる。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: フーコーの振り子の小型化
Subsection: リチャード・クレインの振り子

アメリカの物理学者のH・リチャード・クレインは、1981年に弦の長さが70cmのフーコーの振り子を発表した。錘の下端に永久磁石を埋め込み、振り子の下側の床に固定された永久磁石と電磁石を設置した。錘の磁石を検知して位置を推定し、位置に応じて床の電磁石をオン・オフすることで錘の吸引と押出を行う。この磁石の作動にシャロン環を加えて楕円運動の発生を抑え、振動の減衰を防止した。クレインの設計したフーコーの振り子の弦の長さは70cm。地球の自転による振り子の振動面の回転の誤差は2%以内。クレインは自身の設計したフーコーの振り子を時計として自宅とオフィスの2ヶ所で使用し、約10年間の連続稼働を行った。クレインはさらに、同様の改良によって弦の長さが15cm（5.9インチ）でもフーコーの振り子として動作したと報告している。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: フーコーの振り子の小型化
Subsection: 日本の事例

和歌山県立粉河高等学校の教諭であった生地富雄により、弦の長さ：76cm、錘の質量：150gの小型の振り子での試作実験が、1963年に報告されている。楕円運動の対策としてシャロン環を使用。振動の減衰対策として振り子の支点の直下に電磁石を置いて、錘を電磁石で吸引する方法をとった。振幅9cmで実験したところフーコーの正弦則から求めた理論値に対して誤差5.3%以内の結果が得られたと報告している。この研究に対して日本学生科学賞地学クラブ総理大臣賞が送られている。福島県教育センターの渡辺専一は、小型の振り子として錘の先端に発光体を取り付け、床面に凹面鏡を置く構成を発表した。振り子が振動すると光が凹面鏡に反射し、振幅が増幅されて天井に投影できる。渡辺によれば一般的な天井高のある部屋で実験が可能で、弦の長さが1.7から1.8mの振り子でも振動面の回転が観測できるとしている。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 装置メーカー

フーコーの振り子は世界各国の博物館、科学館、大学などの展示ディスプレイとして数多く設置されている。世界で100以上の導入実績があるのはカリフォルニア科学アカデミーの装置部門、およびその後継としてカリフォルニア科学アカデミーで装置製造に従事していたキャリー・ポンキオーネ（Cary Ponchione）が設立したAcademy Pendulum Salesである。Academy Pendulum Salesでは、錘や電磁石ブースターなどをセットにした振り子キットを製造販売している。日本では、葛飾区郷土と天文の博物館、姫路科学館などに導入した実績がある。日本では、乃村工藝社や木村製作所が展示ディスプレイ用途のフーコーの振り子を扱っている。また理科実験の目的で島津理科などから小型のフーコーの振り子が市販されている。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 歴史
Subsection: 前史

紀元前4世紀のプラトンやアリストテレスは地球は宇宙の中心にあるという信念をもち、プトレマイオスが天動説として体系化した。ローマカトリック教会は聖書の解釈にプトレマイオスの天動説を利用した。ニコラウス・コペルニクスはプトレマイオスの「アルマゲスト」を丹念に読み込み、自ら天体観測も行い、その修正を試みた。1540年、コペルニクスは自身の死を前に「天体の回転について」を出版し、その中で地球が他の惑星と同様に太陽の周りを公転するモデルを示した。しかし、ローマカトリック教会は、地球が動いているというコペルニクスの説は聖書の解釈と相容れないと判断した。ガリレオ・ガリレイは自身で望遠鏡をつくり、天体観測を行った。ガリレオは木星を周回する衛星を発見し、その運行を記録した。木星を周回する衛星の発見は、ガリレオに太陽中心の地動説を確信へと導いた。ガリレオはローマに呼び出され裁判にかけられることになったが、ガリレオは論破できると考えていた。ガリレオは地動説を示す証拠として、海の潮汐現象を考えていた。しかし、1633年に有罪の判決を受けた。判決の内容は、地動説の破棄と自宅への幽閉などであった。一方、ガリレオは単振り子の周期が錘の質量の大小によらず弦の長さに依存する「振り子の等時性」を発見していた。またガリレオの助手であったヴィンチェンツォ・ヴィヴィアーニは「単振り子の振動は、最初の垂直面から必ず同じ方向へずれていく」現象を1660年か1661年には記録していた。ルネ・デカルトはガリレオの地動説を支持しつつも、教会からの異端審問を恐れ、オランダで隠遁生活を送っていた。デカルトは、大砲から放たれた砲弾の落下を観測すれば、地球の自転が証明できるはずだと考えた。デカルトは、文通で数学や哲学の議論を深めていたフランスの修道士のマラン・メルセンヌに大砲による実験を依頼した。1638年の春、メルセンヌは助手と2人で大砲を使った実験に取り組んだ。大砲を垂直に向けて真上に砲弾を打ち上げた。1発目は行方不明。2発目は西に600mの地点に、3発目は東に600mの地点にそれぞれ着地。自分たちの頭上に砲弾が落ちてくる可能性がでてきたため、実験は中止となった。アイザック・ニュートンは「落下するりんご」の話でシンボリックに語られる万有引力の発見で知られるが、またニュートンは地球の自転の証明に重力が使えるのではないかとも考えていた。1679年、ニュートンは「物体の落下は地球の自転（と慣性の法則）のために、落下地点が必ず東にずれるはずだ」というアイデアをロンドンの王立協会に手紙で送付した。ニュートン自身は実験を行わなかったが、ロバート・フックが提案に従って物体の落下実験を行った。フックの実験では「南東へのわずかなずれ」を観察したが、実験ごとの測定値のずれが大きく、地球の自転の証明とはならなかった。地動説の決定的な証拠として年周視差の検出が考えられた。イギリスの天文学者のジェームズ・ブラッドリーは年周視差の検出を目的とし、1725年頃よりりゅう座ガンマ星の観測を始めた。この観測で年周視差の予想とは異なる観測結果を得た。ブラッドリーは熟考の末、観測結果から年周光行差を発見した。この光行差の予期せぬ発見は、地動説の証明となった。自由落下のずれによる地球の自転の証明は、ドイツのヨハン・ベンツェンベルクとフェルディナント・ライヒによってそれぞれ独立に観測された。ヨハン・ベンツェンベルクは1802年からハンブルクの聖ミハエル教会、その後、ルール地方の石炭鉱山の竪坑において実験を行い、理論値より誤差を含むが明確な東側へのずれを観測し、1804年に論文を発表した。フェルディナント・ライヒは、フライベルク近郊の鉱山の竪坑で実験を行い、ほぼ理論通りの実験結果を得て、1831年に論文を発表している。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 歴史
Subsection: フーコーの着想

1819年、パリに生まれたレオン・フーコーは医者を志し医学校に通っていたが、次第にルイ・ダゲールの写真技術「ダゲレオタイプ」に強い関心を持つようになった。やはり元医学生であったアルマン・フィゾーと協力してダゲレオタイプの改良を行った。1845年にはフーコーとフィゾーは鮮明な太陽の写真撮影に成功した。その後、光の速度の測定を2人で始めるが、装置の方針を巡って喧嘩別れとなり、フーコーは単独で研究を続けることになった。フーコーは理論家というより、自らの手で実験装置を作っていた技術者であった。フーコーは、望遠鏡の制御に使用する振り子時計の改良を行っていた。このとき、たまたま旋盤のチャックに装着されていた金属棒を振動させて、旋盤をゆっくり回しても振動面が変化しないことを見つけた。次に、フーコーはピアノ線に錘をつけた振り子をボール盤の台に取り付け、台をゆっくり回転させた。やはり、振り子の振動面は変化しないことを確認した。フーコーは、旋盤やボール盤の回転台を自転する地球に置き換えれば、自転の影響で振り子の振動面の変化が観測できるはずだと考えた。ただし振り子の位置は平面上でなく球面上にあり、振り子が極点から赤道の間のどの位置にくるかによって振動面の運動は変化することに気がついた。この関係について「フーコーの正弦則」と呼ぶが、フーコーは力学理論の素養なしに、直感的に導き出した。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 歴史
Subsection: 最初の実験

フーコーは本物の振り子を使って、正弦則を目で確認できないかと考えた。長さ2mの鋼鉄製ワイヤーの一端を自宅の地下室の天井からつり下げ、しかも、ねじれることがないように工夫した。錘として5kgの真鍮製のものが取り付けられた。振り子がなんの干渉も受けずにあらゆる方向に揺れることができるようになるまで、およそ1ヶ月の試行錯誤が必要であった。1851年1月3日、実験を開始したがすぐにワイヤーが切れた。数日後、再び実験を行った。フーコーは、実験開始から1時間後には「目に見えて位置の変化が起こる」こと、「振り子は天球の日周運動と同じ向きに回転する」ことを観察した。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 歴史
Subsection: パリ天文台での実験

フーコーは、パリ天文台の台長であったフランソワ・アラゴに公開実験を申し出た。アラゴは申し出を受けいれ、フーコーはただちに準備に取りかかった。実験場所はパリ天文台の中央ホールである「子午線ホール」となった。錘は自宅での実験と同じもの（5kg）を、弦は長さ11mのワイヤーに変更した。フーコーはパリ在住の科学者に以下の内容の招待状を送った。1851年2月3日、多くの科学者たちがパリ天文台に集まり、実験に立ち会った。またフーコーは同日、科学アカデミーに対して、自宅の地下室で行った実験の結果と地球の自転の証明に関する論文を報告した。この中で「フーコーの正弦則」を使い、振り子のある緯度と振り子の振動面の関係について明らかにした。フーコーの実験は驚きをもって迎えられた一方で、招かれた科学者たちには「フーコーの正弦則」に目新しい点は無いという考え方が多数派であった。例えば、1851年3月16日、ジョヴァンニ・プラーナは「（フーコーの正弦則は）1837年にシメオン・ドニ・ポアソンが発表した論文「投射物の運動について」において、「（フーコーの振り子の現象は）すでに予測された範囲である」との論文を投稿した。ポアソンは大砲から打ち出された弾は、地球の自転により、わずかに横にずれるはずだと考え理論式を構築していた。またポワソンは地球の自転が振り子にも影響を及ぼすが、観察することは困難だと考えていた。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 歴史
Subsection: パンテオンでの公開実験

フランスの大統領であったルイ・ナポレオン（のちに皇帝ナポレオン3世）はパリ天文台でのフーコーの実験を耳にし、パンテオンでの公開実験を命じた。フーコーは、新たに振り子を準備し、錘は真鍮製で28kg、直径38cmの球体のものを作らせた。弦は、パンテオンのホールの天井の高さに合わせて、長さ67mのものを用意した。また錘の下部には鉄筆状のものが取り付けられた。この工夫により、振り子の可動域の端に砂を盛った土手を設け、鉄筆が土手をかすめることで振り子の位置の変位を示すようにした。1851年3月27日、ルイ・ナポレオンの臨席のもと、パリ市民の前で、パンテオンでの公開実験が行われた。振り子の実験は完璧ではなく、時間経過すると軌道が8の字運動になり振幅も減衰を始めたが、数時間経過すると、目に見えて振動面が変化が観察できた。ルイ・ナポレオンは実験に満足し、1854年にフーコーをパリ天文台付きの物理学者に任命した。その後、パンテオンでの実験は毎週木曜日に実施された。しかし、1851年12月1日、ルイ・ナポレオンは「パンテオンでの実験をただちに終了し、パンテオンを教会としての役目に戻せ」という大統領令を出し、公開実験は終了した。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 歴史
Subsection: 各地での再現実験

1851年5月8日、ランスのノートルダム大聖堂で振り子の実験が行われた。イタリアでは、アンジェロ・セッキがローマの聖イグナチオ教会のドームで振り子の実験を行った。また同じ年に、イギリスのオックスフォード大学ラドクリフ・カメラ、ドイツのケルン大聖堂、ジュネーヴ、ダブリン、ニューヨークでも実験が行われた。1851年の9月から10月にかけて、南半球のリオデジャネイロで再現実験が行われた。振り子は弦の長さが4.37m、錘の質量が10.5kgで約2ヶ月間行われた。この実験結果はフランス科学アカデミーに報告された。1855年、フランスで初めて開催されたパリ万国博覧会の産業館において、フーコーの振り子の実験が行われた。この振り子はフーコー自身が準備し、新たに振り子の振動の減衰に対して、電磁石によるブースト装置を加えたものであった。
Title: フーコーの振り子 (Foucault's Pendulum)
Section: 歴史
Subsection: 50年記念実験

1902年、天文学者のカミーユ・フラマリオンは、最初のフーコーの振り子の実験から半世紀を記念し、フランス天文学協会に対して再びパンテオンでの公開実験を提案した。フランス天文学協会の会長はアンリ・ポアンカレであり、フラマリオンの提案に同意した。1902年10月22日、パリのパンテオンに作曲家のカミーユ・サン＝サーンス、彫刻家のオーギュスト・ロダン、同じく彫刻家で自由の女神像を製作したフレデリク・バルトルディなどの招待客を含め、観衆が2000人以上集まった。午後2時、公共教育大臣のジョセフ・ショーミエが錘を固定しているロープを火で焼き切って、実験を開始した。そして、フラマリオンが以下のようにスピーチを行った。