Apja könyvkiadással foglalkozott, Foucault eredetileg orvosnak készült, de pályát kellett módosítania, mert nem tudta elviselni a vér látványát. Barátja, a vele szinte napra egyidős Armand Hyppolite Fizeau hatására választotta élethivatásának a fizikát, ketten együtt mérték meg fogaskerék segítségével a fény sebességét. Az eljárás során a fénysugár egy ferdén elhelyezett tükörről egy fogaskerék fogai között halad át, majd egy jóval távolabb elhelyezett másik tükörről vissza a fogaskerékre. Ha a fogaskerék fordulatszámát jól állítják be, ezen idő alatt egy fokot halad előre, és a fog miatt a fény nem látszik. A fordulatszám és a megtett távolság ismeretében kiszámítható a fény sebessége, amelyet durván 314 ezer km/s-nek találtak.

Foucault később tovább tökéletesítette a módszert: két tükröt használt, egyiket rögzítette, a másik egy forgóhengeren kapott helyet. A fénysugarat a forgó tükörre irányította, az onnan az álló tükörre, majd ismét a forgóra, végül a fényforrásra verődött vissza, de már más szögben. A távolságadatok és a forgássebesség ismeretében 1862-ben már pontosabban tudta kiszámítani a fény sebességét, amely 300 939 kilométernek adódott másodpercenként. (Ennél pontosabb adatot csak a múlt század húszas éveiben kapott Albert Michelson, mai ismereteink szerint a fény sebessége 299 792 km/s.) Eljárása segítségével vízben is megmérte a fény sebességét, és azt találta, hogy az kisebb, mint a levegőben. Ezzel egy évszázados vita végére tett pontot: a fizikusok Newton óta vitatkoztak azon, hogy a fény hullám természetű, avagy részecskékből áll. Az elmélet szerint a víz a hullámokat lelassítja, a részecskéket felgyorsítja, következésképp a fény hullám.

A francia fizikus nevét leggyakrabban ingakísérletével kapcsolatban emlegetik. A Föld forgását bizonyító látványos bemutatót először 1850-ben a párizsi csillagvizsgálóban végezte el, majd 1851-ben nyilvánosan megismételte a Pantheonban. A kupola közepén egy 67 méter hosszú acélszálra egy 28 kilogrammos vasgolyót függesztett, majd lengésbe hozta az ingát. A szabadon lengő inga tehetetlenségénél fogva változatlanul megtartotta lengési síkjának irányát, de a Föld tengelyforgása miatt elfordult alatta. Az inga aljára szerelt tű az alászórt homokba belerajzolta a lengés nyomvonalát, s a Földdel együtt mozgó szemlélő számára úgy tűnhetett, hogy az inga lassan irányt vált. A lengési sík körbefordulásának ideje függ a hely földrajzi szélességétől (az Egyenlítőn a lengési sík egyáltalán nem fordul el), Párizsban 31 óra és 47 perc volt. A kísérlet (amelyet Magyarországon 1880. augusztus 25-én a szombathelyi székesegyházban megismételtek) hatalmas feltűnést keltett. Azt ugyan már Pontoszi Hérakleidész óta gyanították, Kopernikusz és Galilei óta pedig tudták, hogy a Föld forog, de az első közvetlen és meggyőző bizonyítékot Foucault szolgáltatta.

Foucault neve a nagyközönség előtt nem annyira tudományos munkássága, mint inkább Umberto Eco A Foucault-inga című sikerkönyve nyomán ismert.

A Föld mozgását igazoló egyik további kísérletével – akaratán kívül – feltalálta a mára minden okostelefonba beszerelt giroszkópot is. A szerkezetben egy szimmetriatengelye körül forgatott, különleges csapágyazású korong forog nagy fordulatszámon. Forgás közben tengelye megtartja irányát, de a Föld forgása következtében az ég látszólagos mozgásával egyenlően látszik mozogni. A giroszkópot ma mérési és irányítási feladatok ellátására használják.

Foucault egy nagy felfedezést azonban elmulasztott: észrevette, hogy a napfény spektrumában sötét vonal van éppen ott, ahol a nátrium fényében világos. Ebből azonban nem vonta le a megfelelő következtetést, ezt csak néhány évvel később Gustav Kirchhoff német fizikus tette meg, megalapozva a spektroszkópia tudományát. Ő volt viszont az elsők egyike, aki az 1840-es években mikrofotográfiát készített. Többféle eszköz feltalálásával elősegítette az elektromos lámpa alkalmazását, csillagászati eszközöket tökéletesített, foglalkozott optikával, mechanikával és elektromágnesességgel is. Ő tanulmányozta először a nem lineáris vezetőkben keletkező áramokat, így ezeket róla nevezték el.

A francia tudós teljesen eseménytelen életet élt, egyedül a tudomány érdekelte. Talán túlságosan is: a megfeszített munka aláásta egészségét, és alig negyvenkilenc évesen, 1868. február 11-én meghalt Párizsban.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, kövesse a HVG Tech rovatának tudományos eredményeket is bemutató Facebook-oldalát.