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トルマリン研究の歴史

Index

初めて「電気石」が書物に書かれたのはいつ頃か?

実在した書物において「電気石」としての記述が初めてなされたのは、 モットレー(Mottelay)の小説の中で(1)John George Schmidtによって 1707年に書かれた「眠られぬ夜の奇妙な空想」における焦電現象に関するものだったと されている。ただし、内容としては焦電現象を正しく捉えておらず、単なる熱現象としか 見ていない。

学術誌においては、ルメリーが1717年にフランスの科学アカデミー Memories de l'Academie des Science に世界で最初に発表したとされている。(2)
ただし、内容としては前述のJohn George Schmidtのものと同様のものであり、電気石が 物質を引き付ける理由が焦電現象によるものとの理解には達していない。


[参考文献]
トルマリンの焦電気・圧電気の研究歴史の資料は非常に少なく、唯一非常に深く歴史を追って 記述されている下記の文献を参考としました。内容的には全面的に引用しております。

「18世紀19世紀の焦電気と圧電気の歴史」(依田聖 JUKI(株)) (入手:電気学会)
(1)Mottelay,P.F.,1922,Bibliographical history of electricity & magnetism, Charles Griffin & Company Ltd.,London,p.152
(2)Mottelay,P.F.,1922,Bibliographical history of electricity & magnetism, Charles Griffin & Company Ltd.,London,p.153

電気的特性(焦電現象)が認識されたのはいつ頃か?

初めて見出されたトルマリンの電気的特性は焦電現象であり、焦電現象の学術誌での記述は、 エピナスの1756年のベルリンのアカデミーへの報告だったとされている(3)。 つまり、この頃から熱現象と焦電現象との関係が明らかになってきた。


[参考文献]
トルマリンの焦電気・圧電気の研究歴史の資料は非常に少なく、唯一非常に深く歴史を追って記述されている 下記の文献を参考としました。内容的には全面的に引用しております。

「18世紀19世紀の焦電気と圧電気の歴史」(依田聖 JUKI(株)) (入手:電気学会)
(3)Lang,S.B.,1974, Sourcebook of Pyroelectricity, Gordon and Breach Science Publishers,p102

焦電気の定量計測に至るまで

熱現象と電気現象(焦電現象)との関係が明確になったのは、1750〜1770年にかけての ノヤ(Noya)、ウイルスン(Wilson)、カントン(Canton)の実験によってである。(4)
その後、アユイ(Hauy)が1801年に結晶の分類を体系化した結晶学の本(5)を完成し、 ある種の結晶が焦電現象を持つことを関係付けた。(6)

ベクレル(Becquerel)やフォーベス(Forbes)、ハンケル(Hankel)は電位計を 工夫し、焦電現象における電荷の計測を行った。(7)特にベクレルは電位計により 1828年に温度変化による電荷の発生を確認した。フォーベスは1836年にクーロンの捩り電位計を 改良しベクレルの実験を検証した。ハンケルは焦電気に関する多くの論文を書き、1848年には 電位計を使用した実験を行っている。

こうして、電位計によって焦電現象による電荷の計測は行われてきたが、この時点でも温度との 関係式はまだ求められていない。


[参考文献]
トルマリンの焦電気・圧電気の研究歴史の資料は非常に少なく、唯一非常に深く歴史を追って記述されている 下記の文献を参考としました。内容的には全面的に引用しております。

「18世紀19世紀の焦電気と圧電気の歴史」(依田聖 JUKI(株)) (入手:電気学会)
(4)Lang,S.B.,1974, Sourcebook of Pyroelectricity, Gordon and Breach Science Publishers,pp106-116
(5)Haüy,R.J.,1801,Traite de Mineralogie
(6)Lang,S.B.,1974, Sourcebook of Pyroelectricity, Gordon and Breach Science Publishers,p116-117
(7)Lang,S.B.,1974, Sourcebook of Pyroelectricity, Gordon and Breach Science Publishers,p119-123

焦電現象の数式化

焦電現象の数式化については、W.トムソンが試みている。 「熱の動的理論」の中での逆焦電現象の予知に先立って(8)行われたが、 しかし、関係式内のパラメータとして電荷が含まれておらず、熱現象と電気現象を 関係付けることは出来なかった。

その後、リーケ(Riecke)によって1885年に電荷に関する関係式を導入することにより、 焦電現象の数式化に至った。(9)


[参考文献]
トルマリンの焦電気・圧電気の研究歴史の資料は非常に少なく、唯一非常に深く歴史を追って記述されている 下記の文献を参考としました。内容的には全面的に引用しております。

「18世紀19世紀の焦電気と圧電気の歴史」(依田聖 JUKI(株)) (入手:電気学会)
(8)Thomson,W.,Math.Phys.Papers l ,p.291-316
(9)Riecke,E.,1885,Nachr.Ges.d.Wiss.Gott.,ss405-440

圧電現象の発見

圧電現象は、1880年、キュリー兄弟(Pierre Curie及びJacque Curie)によって、焦電現象の 実験中に発見された。(10)
但し、それ以前に全く圧電現象について関心が払われていなかったということではなく、 キャディの著作の中では「アユイとベクレルがクーロンの予言に基づき、圧力を かけた時ある種の結晶に電気的な効果を示す実験をした」(11)とされており、 実際に1823年にベクレルは圧電気の実験に関する論文(12)を発表している。


[参考文献]
トルマリンの焦電気・圧電気の研究歴史の資料は非常に少なく、唯一非常に深く歴史を追って記述されている 下記の文献を参考としました。内容的には全面的に引用しております。

「18世紀19世紀の焦電気と圧電気の歴史」(依田聖 JUKI(株)) (入手:電気学会)
(10)Curie,J.et P.,1880, Bull.soc.min. de France, T.3.pp.90-93 ; Comp.Rend.,T.91,pp294-295
(11)Cady,W.G.,1946,Piezoelectricity,Dover Pub.Inc.,p.177
(12)Becquerel,A.C.,1823,Ann..Chim.Phy.T.22
 
文・イオントレーディング店長 根本政春
(1996年 有限会社ユニバーサル企画入社)
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