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傾いた面を持つ半面像結晶の分極電気について

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傾いた面を持つ半面像結晶の分極電気について

ジャック・キューリーおよびピエール・キューリーによるノート(紹介者:デサン)1880年]

A.
前々回の会合で、我々はアカデミーに対して、傾いた面を持つ半面像結晶の分極電気発生の 新しい様式に関する記述を提出した。我々が示した事は、これまでの既知の場合全てで、温度変化 で生ずる効果の向きと、圧力の変化で生ずる向きとの間には、一定の関係があること、この現象を 一般的に言うと、支配している力は何であれ、傾いた面を持つ半面像結晶が収縮する度に、或る向き の電気分極が、膨張する度に、反対向きの電気分極が形成される。

さてここで、実験した全ての非電導性物質では、この向きは、半面像晶の切子面の位置と関連して いることを示そう。このためには、結晶形の特徴、電極の位置の観点から、熱電性結晶を概観して みよう。以下に列記した大部分の結果は、長期間に色々な人々によって求められたもので、我々が 求めたものではないが、これを見返すことは、既知の事実の中で、改めて一致点を見出すと言う点 で必要である。

B.
立方晶系――この系に属する傾いた面を持つ半面像結晶は、立方体の4つの3回対称軸という 4つの半面像晶軸を持つ。これらの軸は、同時に電気分極軸でもある。

ブレンド(フリーデル)――半面像晶形は四面体である。小さな四面体を用いて、我々は,圧縮時に 現れる正極が、ほぼ頂点に位置し、負極はほぼ基底面に位置する事を見出した。

ナトリウムの塩素酸塩――ブレンドの所で述べた事が、そのまま当てはまる。

ヘルバイト――同上。この鉱物については、単に基底面からの、加熱作用だけしか実験できな かった。結晶はすでに脈石内でひび割れしているので、加圧は不可能であった。

六方晶系。トルマリン――主軸は、半面像晶軸と共に、電気分極軸である。その一端は半円より 低い押し下げ形の菱面体(b1)で、他端は、尖った菱面体(e1)で終わっている。圧縮した時の 正極は、頂点側(e1)に現れる(Hauy)。

石英――傾いた面を持つ半面像晶の形状はジ-トリ面像晶(ditriedre)である。ここには、六方晶 プリズムの稜から、反対側の稜に至る、水平向きの3本の半面像晶軸がある。もし ジ-トリ面像晶を水平面で切ったとすると、切断面は正三角形になる。正三角形中の3本ある高さは、 分極電気の方向、従って、半面像晶軸方向となる。圧縮時に現れる正極は、3角形の頂点側に、又、 圧縮時に現れる負極は底面側に来る(フリーデル)。

斜方晶系.トパーズ(フリーデル)―― 垂直軸は、半面像晶軸、即ち分極電気軸である。 一つの結晶は、その一つの先端で、非常に顕著に発達した切子面、e1及びa1(時には半面像晶) を示した。一方、他端では、このような事は認められなかった。更に、後者の先端は、光沢があって、 輝いていたのに対して、前者のそれは、ざらざらしていて、輝きに欠けていた。我々は、圧縮で正極 が出る所は、切子面でe1及びa1が最も顕著に出ている先端付近であることを確認した。しかし、現象 の向きを確かめるためには、この実験を、本当の半面像晶で繰り返す必要があるが、残念ながら、 そのような結晶はまれである。

カラミン――垂直軸が、半面像晶軸と分極電気軸である。先端の一つが基底面、pで、その半面像晶 の切子面は、e1及びa1で形成される。もう一つの先端は、尖った八面体、e3で形成されており、 圧縮時に現れる正極は、後者の頂点近くに位置する(Hauy)。

ロッシェル塩――最も普通に見られる半面像晶の形は、四面体、b1/2である。分極電気軸は、 この四面体の頂点から、基底面に向かっている。従って、これらの軸は、如何なる結晶軸とも一致 していない。これらの正確な方向については、我々はまだ決定していない。四面体は不規則で、 理論からの推定も不可能であり、それを実験的に求めることは、隣の方向にも出現してくる電気量 を、非常に丹念に測定する一連の実験が必要である。更に、

これは、我々が関心を持っている問題にとって、重要性が無い。軸は四面体の頂点から、基底面内 の一点に向かっている事が分かっていれば、十分である。

単斜斜方晶系。右旋回酒石酸――水平軸が半面像晶軸であり、分極電気軸でもある。e1面は先端に 位置し、それ以外には無い。圧縮時に現れる正極は、半面像晶の切子面のある側に形成される。

砂糖――酒石酸のところで述べた事が、そのまま当てはまる。

擬立方晶物質、方硼石――4面体の面を持つ立方12面体をとる。分極電気軸は、立方体の4つの3回 対称軸である。圧縮時の正極は、4面体の基底面に生ずる(Hauy)

C.
これらの結果を比較してみると、方硼石という例外はあるものの、実験した全ての物質で、 圧縮時の正極は、半面晶像の切子面――これは最も鋭い角度を形成しているもの――を持つ分極 電気軸の先端に現れる事がわかる。方硼石は例外で、反対に、上記事実に対して、興味深い事実を 示している。結局Mallardは、この物質の光学的性質を研究して、

この物資は、結晶学的には立方晶の対称性を持っているものの、実際には12個のピラミッドが並置 され、複雑に絡み合っている事を示した。これらのピラミッドは、半面像晶の6個の斜方柱からなり、 その半面像晶軸は、立方体の稜に平行である(1)。

ここではこの分類を、これ以上詳しく説明しないが、 一つ注意しておきたいことは、擬立方体の 3回軸のそれぞれ半分には、3個のピラミッドが並置されていることである。擬4面体の切子面の ある側、即ち、3個のピラミッドの半面像晶軸で修飾された先端は、3回軸の所に位置する。 4面体の切子面の無い側は、3個の別々なピラミッドの半面像晶で修飾されていない先端であるが、 3回軸の所に位置する。4面体切子面を持つ3回軸の先端は、圧縮時、負極になる側であり、真の 半面像晶の修飾された先端に相応する。

D.
従って、これまでに得られた全ての事実は、一致して以下の事を示している。 取り上げた非電導性で、傾いた面を持つ半面像晶の全ての物質では、半面像晶切子面の位置と、 分極電気の方向とには、同じ関係がある。

半面像晶切子面――それは軸の組み合わせで最も鋭い角度を形成しているもの――で 終わる電気分極軸の先端は、圧縮によって正に、膨張によって負に帯電する。半面像晶切子面を 持たないもう一方の先端――基底面で形成されているか、もしくは、軸の組合せで最も鈍い角度を 形成している半面像晶切子面から形成されているもの――は、圧縮によって負に、膨張によって正 に帯電する。

実験の物理的意味を実感するために、ありふれた表現で、簡単にまとめると、以下のように なろう:半面像晶の最も鋭い先端は、圧縮時に正極に相当し、最も鈍い先端は、圧縮時に負極に 相当する。

[注釈]
(1)Mallard:Ann des Mines 〔年不明〕

[論文名]
Sur l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées. Note de MM.JACQUES et PIERRE CURIE, présentée par M . Desains.
[掲載誌]
Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences,91(1880) 383
[所蔵]
The British Library
[訳]
科学技術振興事業団
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