新種の光線について（速報版）
新種の光線について(速報版)
1. 大きなRuhmkorffの放電をHittorf真空管、または十分に真空にしたLenard、Crookesなどの装置に通し、薄い黒いボール紙のかなりぴったりしたシースで管を覆うと、放電はより大きくなる。そして、完全に暗くした部屋で、シアン化バリウムを塗った紙製のスクリーンを装置の近くに置くと、スクリーンの塗った側と反対側のどちらが放電装置に向いていても、放電のたびに明るく光って蛍光を発するのが見える。装置から2mほど離れても蛍光が目立つ。
蛍光の原因は放電器にあり、ラインの他の部分にはない、と納得するのは簡単だ。
2. この現象は、太陽光やアーク灯などの可視光線や紫外線を通さない黒い厚紙のスリーブを、生き生きとした蛍光を発する薬剤が通過することにまず驚かされるので、他の物体にもこの性質があるかどうかをまず検証してみることにする。
私たちはすぐに、すべての身体が同じものに対して透過性を持っているが、その程度は非常に異なっていることを発見する。いくつか例を挙げる。1000ページほどの製本された本の裏側で、蛍光板がまだはっきりと光っているのを見たが、印刷用インクには目立った障害はなかった[1]。また、ダブルホイストパックの裏側にも蛍光が現れた。装置[2]とスクリーンの間に1枚のカードを挟むと、ほとんど目には見えない。- 錫箔1枚でもほとんど目立たず、何枚も重ねて初めてその影が画面にくっきりと映し出されるのである。- 厚い木のブロックならまだしも、厚さ2〜3cmのモミの木の板はほとんど吸収しない。- 約15mmの厚さのアルミニウムの層を設けると、効果はかなり弱まるが、蛍光を完全に消すことはできない。- 厚さ数センチの硬質ゴムの板は、今でも光線[2]を通している。- 同じ厚さのガラス板でも、鉛が含まれているもの(フリントガラス)とそうでないものでは挙動が異なり、前者は透過性が非常に低い。- 放電装置と画面の間に手をかざすと、手の骨の影がほんの少し濃く映っているのがわかると思う。- 水や二硫化炭素など、さまざまな液体をマイカ容器で調べると、非常に透過性が高いことがわかる。- 水素が空気よりはるかに透過性が高いということは、私にはわからなかった。- 銅、銀、鉛、金、プラチナなどのプレートの裏側では、やはり蛍光がはっきり見えるが、プレートの厚みがあまりない場合に限られる。0.2mm厚のプラチナはまだ透過性があり、銀や銅の板はすでに強くなっていることがある。1.5mm厚の鉛は不浸透性と同じであるため、この性質を利用してよく使われた。- 断面が正方形の木製の棒(20×20mm)の片面を鉛の塗料で白く塗ったもので、装置とスクリーンの間の持ち方によって、X線が塗った面と平行に通過するときはほとんど効果がなく、塗料を通過しなければならないときは暗い影を作るという異なる挙動をする。- 金属と同様の系列で、固体または溶液中の塩を、その透過性に関して並べることができる。
3. 以上の実験結果などから、同じ層厚と仮定した場合の各種物質の透過性は、本質的にその密度によって決まるという結論に達する。少なくともこれほど顕著な特性は他にない。
しかし、以下の実験により、密度だけが決定的な要因ではないことが証明された。ガラス、アルミニウム、方解石、石英のほぼ同じ厚さの板の透過性を調べたところ、これらの物質の密度はほぼ同じであったが、方解石の透過性は他の物質よりもかなり低く、他の物質同士は全く同じ挙動を示すことが明らかになった。特にガラスと比較して、方解石(下記ページ4参照)の蛍光が特に強いとは感じなかった。
4. 厚みが増すと、すべてのボディは透過性が低下する。透過率と層の厚さの関係を調べるために、写真板の一部を徐々に枚数を増やしたティンホイル層で覆った写真を撮った(下記4ページ参照)ので、適当な光度計があれば測光する予定である。
5. プラチナ、鉛、亜鉛、アルミニウムの板を、どれもほぼ同じように透過しているように見えるほどの厚さに延ばしている。次の表は、測定された厚さ(mm)、白金板との相対的な厚さ、および密度を示している。
厚み方向 厚み 密度
Pt. 0.018 mm 1 21.5
Pb. 0.05 " 3 11.3
Zn. 0.10 " 6 7.1
アルミ 3.5 " 200 2.6
これらの値から、厚さと密度の積が同じであれば、異なる金属の透磁率は決して同じではないことがわかる。製品の減少よりも透過率の増加の方がはるかに大きい。
6. X線の効果は、白金酸バリウムの蛍光だけではない。まず、蛍光を発する物としては、蛍光体と呼ばれるカルシウム化合物、それからウランガラス、普通のガラス、石灰華、岩塩などがあることを述べておかなければならない。
特に重要なのは、写真乾板がX線に感光することが証明された点である。また、蛍光板の上で目を凝らして観察した重要な現象は、可能な限り写真に記録して管理した。
木や紙、錫箔などの薄い層をほとんど通さない光線の特性は、照明のある部屋でカセットや紙封筒に写真版を入れて撮影する際に大きな威力を発揮する。一方、この特性は、未現像のプレートを通常の段ボールカバーや紙包みに保護するだけでは、放電器の近くに長期間放置できないことも意味する。
写真版の銀塩に対する化学的効果が、X線によって直接発揮されるのかどうか、まだ疑問が残る。この効果は、上記のようにガラス板で発生する蛍光灯の光、あるいはゼラチン層で発生する蛍光灯の光に由来している可能性がある。ちなみに、"フィルム "はガラス板と同じように使うことができるのである。
しかし、蛍光現象によってX線が変質することが証明された以上、この性質が存在することは十分に考えられるし、目立つX線がすべてそのまま体外に出るわけではないことも確かである。
目の網膜は我々の光線に鈍感で、放電装置に近づけた目は何も気づかない。経験上、目の中の媒体は光線に対して十分に透過性があるはずだが。
7. 私は、比較的厚みのあるさまざまな物体の透過性を認識した後、X線がプリズムを通過するとき、プリズムの中で偏向されるかどうかにかかわらず、どのような挙動を示すかを急いで調べた。屈折率約30°の雲母プリズムに水と二硫化炭素を入れて実験したところ、蛍光板上でも写真板上でも偏向は見られなかった。比較のため、同じ条件で光線の偏向を観察したところ、偏向していない像からプレート上の像が約10mmまたは約20mm離れていることが確認された。- 硬質ゴム製のプリズムと、同じく屈折角30°のアルミニウム製プリズムを用いると、写真版上に、おそらく偏向を認識できるような像が得られた。しかし、この問題は非常に不確かであり、偏向が存在するとしても、いずれにしても非常に小さいので、前述の物質におけるX線の屈折指数は、せいぜい1.05程度であろう。蛍光板では、この場合も偏向は観察できていない。
高密度の金属でできたプリズムを使った実験では、透過率が低く、その結果、透過光の強度が低いため、これまで信頼できる結果は得られていない。
このような現状と、X線がある媒体から別の媒体に移るときに屈折するかどうかという問題の重要性を考えると、プリズムを使う以外の方法で、この問題をまだ研究できることは非常に喜ばしいことである。粉体の場合、十分な膜厚があれば、入射光はわずかに透過し、屈折と反射の結果散乱する。もし、粉体がコヒーレント物質と同様にX線を透過することが証明されれば(同じ質量と仮定)、屈折も正反射も顕著な程度に存在しないことが証明されることになる。実験は、岩塩の微粉末、電解で得た銀の微粉末、化学調査によく使われる亜鉛の粉で行った。いずれの場合も、蛍光板で観察しても写真板で観察しても、粉末とまとまった物質の透過性に差はない。
レンズでX線を集光できないことは、これまでの話から明らかで、大きな硬質ゴムレンズやガラスレンズは効果がないことが判明した [6] 。丸い棒の影像は中央が端より暗く、管の材質より透過性の高い物質で満たされた管の影像は中央が端より明るくなる。
8. X線の反射の問題は、前項の実験によって、調べたどの物質にも顕著な規則的反射が起こらないという意味で、解決されたとみなされる。ここでは省略するが、他の実験でも同じ結果が得られている。
しかし、一見すると逆のことを示すような観察があることを指摘しておきたい。黒い紙で光線から保護した写真版を、ガラス面を放電装置に向けてX線を照射し、感光層には白金、鉛、亜鉛、アルミニウムの素板を星型に並べ、一部を除いて自由にしておいた。現像したネガでは、プラチナ、鉛、特に亜鉛の下の黒化が他の場所より強く、アルミニウムは全く効果がないことがはっきりわかる。そこで、紫外線は通さないがX線は非常によく通すアルミニウムの薄板を感光層と金属板の間に挟み、2回目の実験を行った。今回も基本的に同じ結果が得られたので、X線が金属に反射していることが証明されたわけである。
この事実と、粉体もまとまった体と同じように透過性があること、さらに、最後に述べた実験のように、X線が通過すると表面が粗い体も磨かれた体と同じように振る舞うことを合わせると、すでに述べたように、規則的な反射は起こらないものの、体がX線に対して、曇天が光に対して行うのと同様の振る舞いをするという結論に達する。
ある媒質から別の媒質への移行時に屈折が起こることを証明できなかったので、X線はすべての体内、すなわちどこにでも存在し、その中に体細胞が埋め込まれている媒質の中を同じ速度で動いているかのように思われる。後者はX線の伝播の障害となり、一般に、問題の物体が高密度であればあるほど、さらに大きな障害となる。
9. 例えば、同じ厚さの方解石でも、斧の方向に照射した場合と、斧に垂直に照射した場合とでは、透過性が異なるということが考えられる。しかし、方解石や石英を使った実験では、否定的な結果が出ている。
10. よく知られているように、レナードは、薄いアルミニウム板によって透過したヒトルフ陰極線に関する彼の美しい実験の中で、これらの光線はエーテル中のプロセスであり、すべての体内で拡散しているという結論に達した。私たちの光線についても、同じようなことが言えるようになった。
レナードは最後の仕事で、陰極線に対するさまざまな物体の吸収能力を測定し、特に大気圧の空気に対しては、放電装置に含まれるガスの希釈度によって、1cmあたり4.10、3.40、3.10と同じであることを見いだした。スパークギャップから推定される放電電圧から判断すると、私の実験ではほとんどがほぼ等しい希釈率で、まれにそれより小さい希釈率や大きい希釈率に対応することがあった。Lで成功した。ウェーバーの測光器(これ以上のものはない)を使って、放電装置から約100mmと200mmの距離で、大気中のスクリーンの蛍光灯の強度を比較したところ、3つの実験から、放電装置からの距離の2乗に反比例することが分かった。そのため、空気は陰極線よりも通過したX線を保持する割合がはるかに小さい。この結果[8]は、放電装置から2m離れても蛍光灯の光が知覚できるという前述の観察とも完全に一致する。
一般に、他の物体は空気と同じような挙動を示し、陰極線よりもX線に対して透過性が高い。
11. 陰極線とX線の挙動におけるもう一つの顕著な違いは、多くの努力にもかかわらず、非常に強い磁場においてさえ、磁石によるX線の偏向を得ることに成功しなかったという事実にある。
しかし、磁石による偏向性は、これまで陰極線の特徴として考えられてきた。確かにヘルツとレナードによって、「燐光の発生、吸収性、磁石による偏向性」によって互いに異なるタイプの陰極線があることが観察されているが、それでも彼らが調べたすべてのケースでかなりの偏向性が観察されており、私はこの特徴が説得力なく捨てられるとは思っていない。
12. この目的のために特別に行われた実験によると、放電装置の壁面で最も強く蛍光を発する点が、四方に伝播するX線の主要な発生点と見なされることは確かである。そのため、さまざまな研究者によると、陰極線がガラス壁に当たったところからX線が放射される。磁石で陰極線を放電装置内で偏向させると、X線はまた別の場所、つまり陰極線の終点から放射されることがわかる。
このため、偏向できないX線は、単にガラス壁を通したり反射したりしただけの変化しない陰極線というわけにもいかない。レナードによれば、放電容器の外側のガラスの密度が大きいことが、たわみやすさの大きな違いの原因にはなりえない。
そこで私は、X線は陰極線と同一ではなく、陰極線が放電装置のガラス壁で発生したものであるという結論に達した。
13. この生成は、ガラスだけでなく、この金属の中でも行われていることが、2mm厚のアルミ板で封をした装置で観察できた。その他の物質については、後ほど検討する。
14. 放電装置の壁から発せられる薬剤に「光線」という名称を使う正当性は、放電装置と蛍光板(または写真板)の間に多かれ少なかれ浸透性の物体を置いたときに現れる、極めて規則的な影の形成に一部由来している。
私はこれまで多くの影像を観察し、場合によっては撮影してきたが、その創造は時に特別な魅力を持つ。例えば、放電装置と写真板を設置した部屋を隔てるドアの横顔の影、手の骨の影、木の糸巻きに隠された針金の影、箱に入った重りのセット、磁針が完全に金属で覆われたバスポール、X線によって不均質さが目立つ金属片などの写真である。
さらに、X線が直線的に伝播していることを証明するものとして、放電装置を黒い紙で包んで撮影できた穴の写真がある。
15. X線の干渉現象についていろいろと調べてみたが、残念ながら、強度が低いためか、成功しなかった。
16. 静電気力がX線に何らかの影響を与えるかどうかを調べる実験が開始されたが、まだ完了していない。
17. 陰極線ではありえないX線の正体は何かといえば、その生き生きとした蛍光や化学作用から、最初は紫外線を思い浮かべるかもしれない。しかし、すぐに大きな疑問が湧いてくる。もし、X線が紫外線[10]であるとすれば、この光は次のような性質を持たなければならない。
空気中から水、二硫化炭素、アルミニウム、岩塩、ガラス、亜鉛などの中を通過する際に、顕著な屈折を起こすことがないこと。
顕著に規則正しく反映させることができないこと。
通常の方法では偏光させることができないこと。
その吸収は、物体の密度ほどには他の性質に影響されないということである。
つまり、この紫外線は、これまで知られていた超赤外線、可視光線、紫外線とは全く異なる挙動を示すと考えなければならないのだ。
これでは決められないと、別の説明を探した。
新しい光線と光線の間には何らかの関係があるようで、少なくとも両方の光線で発生する影の形成、蛍光、化学作用はそれを示している。さて、光の横振動とは別に、エーテルには縦振動も起こりうることが長い間知られており、様々な物理学者の意見では、必ず起こることである。しかし、その存在はまだ証明されておらず、その性質も実験的に解明されていない。
新しい光線は、エーテルの縦振動に帰すべきではないのか?
しかし、この説明には、まだまだ実証が必要であることは十分承知している。
Würzburg, Physikal. 大学内の研究所。1895年12月
ヴュルツブルクの大学・美術学校Stahel'sche k.より発行
脚注
編集- ↑ 人体の透過率とは、人体の背後にある蛍光スクリーンの明るさと、同じ条件で人体を介さずに蛍光スクリーンが示す明るさの比を意味する
- ↑ 2.0 2.1 簡潔にするために、「光線」という言葉を使い、他と区別するために「X線」という名称を使いたいと思う 後述のpag.9参照
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