月刊ポピュラーサイエンス/第49巻/1896年5月号/X線に関する最近の業績


X線に関する最近の業績 
いわゆるレントゲン線が専門家と同様に非科学的な人々の間にもたらしている一般的な興味は、現在知られている限りでは、人類に対する実際の価値よりももっと拡大した取り扱いを正当化するように思われる。以下は、より著名な物理学者の発表した声明から抜粋したものである。多かれ少なかれ暫定的なものであり、現在行われているすべての研究は必然的にそうならざるを得ないが、実験がどのような線で進んでいるかを示すものとして興味深いし、おそらくこの不思議なエネルギー形態の将来について何らかの示唆を与えてくれるものであろう。

パリ科学アカデミーで読まれた論文の中で、ジャン・ペランは次のように述べている。「陰極線の性質を説明するために、二つの仮説が提唱されている。ある物理学者はゴールドスタイン、ヘルツ、レナードとともに、この現象は光と同じくエーテルの振動によるもの、あるいは波長の短い光であると考える。このような波が直線的な経路を持ち、燐光を励起し、写真板に影響を与えることは容易に理解される。また、クルックスやJ・J・トンプソンと同様に、これらの光線は負に帯電し、大きな速度で運動する物質によって形成されると考える者もおり、この仮説によれば、その力学的特性や、磁場中で曲がる様子は容易に説明することができる。"とある。著者が行った一連の実験は、1月30日付の『ネイチャー』に掲載されているが、次のような結論に達している。「これらの結果は全体として、陰極線を紫外線とみなす理論とは容易に整合することができないように思われる。一方、陰極線を物質放射と見なす理論にはよく合っており、その理論は次のように説明できる。陰極の近傍では、電界が十分に強いので、残留ガスの分子の一部が粉々に(イオンに)なる。その電荷と質量(10万クーロンに対して1価の割合で)は容易に測定できる。正イオンは反対方向に動き、磁石に反応する拡散ブラシを形成するが、正しい意味での放射線ではない"。

ニコラ・テスラは、最近の電気評論の中で、これらの光線が物質的な放射であるという見方を裏付けるかのように、次のような実験について述べている。消耗した電球を破壊コイルの端子に取り付けると、小さな流れが観察され、しばしば電球の側面を突き破って細かい穴ができる。「さて、驚くべきことは、外気とつながっているにもかかわらず、穴が非常に小さい限り、空気が電球の中に突入することができないことである。しかし、崩れることはなく、むしろ膨らんで、大気圧よりも大きな圧力が内部からかかっていることが分かる。この穴が大きくなって、目で見て区別がつくようになることもよくある。球根から物質が排出されるにつれて希薄化が進み、ストリーマは次第に弱くなる、するとガラスは再び閉じ、開口部を密閉する」。彼は、単一端子の電球を使用することにより、40フィートの距離で強力な画像を生成することを報告しており、これは実質的に任意の電位を使用することを可能にするものである。

L.ブノワとD.ハームゼソンによるいくつかの重要な実験の説明が、Comptes Bendusに掲載されている。彼らは、強力なコイルによって刺激されたクルックス管の光線を、管から約20センチメートルの距離にあるハームゼソン電顕の金箔に作用させ、正と負の電気を交互に帯電させたのである。管を閉じている円盤状の誘電体によって絶縁されているため、数ヶ月間電荷を完全に保持することができる。X線は直ちに完全に放電し、電荷がマイナスの場合はプラスの場合よりも速く放電する。「このようにして、「我々は、これらの光線の研究に適用できる新しい調査方法を手に入れ、光線の本当の性質に関する重要な情報を得ることができる」と彼らは言う。研究すべきプレートを所定の位置に置き、電気顕微鏡を発散角40度まで充電し、キープ管を交換し、クルックス管を作動させると、次のようなことが観察された。

「1.黒い紙(16枚の葉を挟んだもの)。金箔は数秒後に完全に崩壊し、再び上昇することはない。2. 真鍮の板(厚さ10分の2ミリ)。金箔の発散に変化はない。3. アルミニウムの板(10分の1ミリ)。アルミニウムの板を1ミリまで、あるいはそれ以上の厚さにしても同じ結果で、クルックス管は30センチまで取り外すことができた。簡単に通過できる物質は、叩いた葉の中の銀、金属溶液に浸した紙の葉、加硫繊維、ゼラチン、セルロイド、エボナイトなどである。真鍮、亜鉛、ガラス、素焼きの磁器(3ミリ)などは、少なくともこの厚さでは透過しない。その後、他の研究者からも同様の結果が発表されています」。

G.ジャウマンの論文で、「Longitudinal Light」というタイトルで、Natureに記載されています。「この論文は、1888年にジャウマンが発表した放電の法則に基づいており、それによると、陰極の表面に直角に衝突する電線は、その表面の電荷の消滅を促進する。したがって、光の振動は、伝搬する方向に成分を持たなければならない、つまり、横波だけでなく縦波も含まなければならない、と筆者は主張する。そうすると、純粋に横波の振動しか認めないマクスウェルの電磁方程式が、どうやってこの結論と一致させるかが問題になる。ジャウマンは簡単な答えを与えている。媒質の比誘電率や透磁率が振動そのものに影響されることを認めよう。そうすると、これらの「定数」は可変となり、それを方程式に導入すると、すぐに縦振動が可能であることがわかる。光のペンシルは、その中心線に沿って横方向に振動し、外縁に向かうにつれて縦方向の振動が大きくなっていく。著者は、この理論が多くの放電現象を自然かつ簡単に説明できると主張している。

リバプールのユニバーシティ・カレッジのオリバー・ロッジ教授は、この新しい光線はエーテル中の縦波であるという見方を採用したい気がする、もしそうなら、この発見は光、音、電気と同じくらい大きな物理学の一部門を開くことになるだろう、と述べたと報じられている。レントゲン教授が大喜びで発見した光線を「陽極線」と呼ぶのは、それがレナード博士が以前に発見したものと同じかどうかは別として、最近の王立協会の会合でA・W・ポーター氏が述べたことが示唆するところである。それは確かに陰極からではなく、ある対向する表面、つまり実際の陽極であるかもしれない表面、そして常に陽極の性質を持つ表面から出発しているのである。このような表面の各点から光線はあらゆる方向に発せられます。このことは、光線がスリット、穴、ワイヤーに落とす影によって証明されています」。

S.P.トンプソン教授は、X線に適用される陽極という用語に異論を唱えている。ロッジ教授が言うように、X線が陰極と反対側の点から出発するから陽極と呼ぶというのは全く正しいのだろうか?カソード放電が向けられている表面は、それによってアノードと共通の特性を獲得することは事実かもしれませんが、それは実際のアノードではありません...したがって、私はアンチカソードという言葉が、それらを記述する上でより正しい用語であることを提案します"。

ロンドン大学カレッジのA.W.ポーター教授は、ネイチャー誌への手紙の中で次のように述べています：「前号のComptes Rendusの研究説明の中で、デ・ヘーン氏は『X線がカソードではなくアノードから出ることを決定的に証明した』と述べていますね。私がX線に関する実験を通して使ってきた電球について、これが間違いなく正しいことを私が証明したことを指摘してもよいでしょうか。この電球は、負極が凹んでいて、負極の流れが電球の中心近くに置かれた白金の円盤である陽極の一点に集中するようになっているものである。測定位置に置かれた錫箔の一連の同心円のX線写真の異なる部分の位置を測定することによって、私はアクチニック光線が陽極ディスクから発散することを示した。"

ペルージャのサルヴィオーニ教授が、この放射線が目を助け、光線が透過するすべての物体を透視できるようにする方法を発見したとローマから発表され、閉じた空間の中身が明らかにされた。

サルビオーニ教授がこの装置について述べているところから、彼が新しい発見をしたわけではないこと、また観察者が実際に物体を見るというのは全く正しくないことがわかるだろう。観察者は、燐光スクリーンの影を見るだけである。蛍光灯の光は普通の光と同じように網膜に作用し、X線とは全く区別される。実際に見えるのは、物体の影絵である。

この装置は非常に簡単で、サルビオーニ教授が次のように説明している。「このクリプトスコープは、高さ8センチほどの小さなボール紙の筒でできている。一端は黒い紙で閉じられ、その上に魚の糊と硫化カルシウムが塗られている。この物質はレントゲン線の作用で非常に燐光を発することがわかった。厚紙の筒の中のもう一方の端、つまり目が置かれたところにレンズが固定されており、燐光紙の像が鮮明に映し出される。このクリプトスコープを覗くと、明るい部屋でも、段ボール、木、アルミニウムの箱に入った金属体の形と位置、そして肉体の中を見ることができるのだ」。この実験はその後、多くの研究者によって繰り返され、完全に成功した。あるケースでは、観察者は自分の手の骨を調べた。

ギュスターヴ・ル・ボンは『科学雑誌』の中で、X線に関する実験の結果をまとめて、「あらゆる方法で変化させたこれらの実験は、基本的なものである」と述べている。この実験によって、不透明板の厚さはルミエール・ノワールの通過には全く重要でないことが分かった。また、『ルミエール・ノワール』は普通の光を支配する法則とは別の法則で伝播することも示している。. . この光は、電流として伝播する放射に変換することができる。しかし、この光は、通常の電流が生じない効果をもたらすので、電気放射ではない。このエネルギーは、光の特性の一部しか持たず、光の伝播の法則に従わないので、光でもなく、電気でもないのです。ルミエール・ノワール」は、我々がすでに知っているこれらのいくつかの力に加えられた新しい力であると考えなければならない。"

ブライツウッド卿はネイチャーへの手紙の中で、3フィートのプレート128枚からなるウィムシュアスト電気機械で、約1馬力半のモーターで駆動する次のような実験を説明している。「電気機械の極の間に、スクリーンとして厚い鉛の板を直立させ、地面に接続し、2つの極は絶縁されていた。カメラ用暗幕に感光性乾板を入れ、被写体である金属(穴のあいた鉄製ワッシャー)を入れ、暗幕から地面に出した電線でつないだ。全体を4つ折りの黒いビロードの集束布で包み、ある場合には負極とリード・スクリーンの間に、またある場合には正極とリード・スクリーンの間に置き、スライドの面は放電線に対して垂直になるようにした。いずれの場合も、約20分の露光で良好な強度のネガが得られた。実験中、機械は無音のブラシ放電をするようにした」。他の何人かの物理学者は、クルックス管の助けを借りずに、電流や単純な太陽光、蛍光スクリーンを使って、非常に長い露光の後、影絵を得たと報告しています。アンリ・ベクレル(Henri Becquerel)は、次のような興味深い実験を語っています。「写真版を厚い紙の二つ折りにして、一日太陽にさらしておいても版が陰にならないようにする。この紙の外側に燐光体の板を置き、全体を数時間太陽の直射日光に当てる。現像すると、燐光体のシルエットが黒く浮き出ているのがわかる。燐光体と紙の間に硬貨を挟むと、その像が写ります。化学作用の可能性を排除するために、薄いガラス板を挟むこともできる"。

タングステン酸カルシウム(適切に結晶化されたもの)はレントゲン線により、プラチノシアン化物をはるかに超えるすばらしい蛍光を発することがエジソン氏により発表されている。

X線については、J.W.ギフォード氏によって、かなり独創的な説明がなされている。クルックス管を振動する音叉にたとえて、単純なAの音を出すと、Aのバイオリンの弦はAだけでなくそのオクターブ、さらにそのオクターブの5倍、その他多数の倍音や高調波が急速に減少し、理論的には限界がないように思われる振動をするようになるという。クルックス管から出る長周期の波は、木や紙や人体をさほど抵抗なく通過するが、密度の高い金属には吸収されたり反射されたりする。しかし、その振動を取り込むことのできる物体がこの長い光線の経路にあると、バイオリンの弦のように振動させることができ、同じように、それまで存在しなかった倍音を発生させるかもしれない。この倍音には、物体そのものを発光させるような短い波も含まれるかもしれない。もしそうなら、問題の光波は、それにさらされた写真板を暗くするのにはっきりと役立ってはいるが、それでも、光波の起源となった電気波が容易に通過できる障害物を通過していないし、通過することもできないのである。

コロンビア大学のオグデン・N・ルード教授は、ごく最近、この「光線」の反射に関するいくつかの重要な研究結果をサイエンス誌に発表した。使用された鏡は、普通のプラチナ箔の新しいシートであった。この感光板は、厚さ0〜17ミリの2枚のアルミニウム板とドロースライドで覆われ、全体が鉄線の網で固定された普通のプレートホルダーに収められている。「10時間の露光の後、反射光にさらされたプレートの垂直な帯に、網の良い像ができていることがわかった。この像にはさまざまな変形があり、網を表す縦の線が全体として最も明瞭であったが、場所によっては横の線が優勢で、両者が等しく明瞭な箇所もいくつかあった。これらの事実と変形の特徴から、レントゲン光線は金属表面からの反射の際に通常の光と同じように振る舞うという結論が非常に強く導かれる」。反射された光線の割合を確認するために、さらなる実験が行われた。その結果、プラチナ箔は45度の角度で入射したX線のうち、200分の1を反射することが分かった。G.ビセンティーニ教授とG.パッチャー博士は、ヴェネト州立科学アカデミーで読んだ論文の中で、放物線状の真鍮の鏡から不規則な屈折の明確な証拠を発見したことを報告している。

外科手術におけるこれらの光線の価値については、現在のところ肯定的な結論を保証するのに十分なデータはほとんどない。しかし，1896年3月のAmerican Journal of the Medical SciencesにThe Clinical Application of the Röntgen Raysと題する最も詳細で豊富な図解入りの論文が掲載されている。この論文は、この分野の研究者が受けた最も優れた説明であり、もしこの写真を信じることができるならば、この新しい薬剤は、それ以上のものはないにしても、少なくとも診断の大きな助けとなることが約束されている。

ブグネとゴスカールは、この光線の興味深い商業的応用をComptes Rendus誌に発表しています。「アカデミーに提出した証明書には、本物のダイヤモンドと模造品(ルースとセット)のシルエットが並んでいる。長時間露光すると、本物のダイヤモンドのシルエットはすぐに消えてしまいますが、偽ダイヤモンドは不透明な物質のように振る舞い続けます。同じ方法で、天然のジェットとその模造鉱物を見分けることができた」。

2月13日の王立協会の会合で、ケルビン卿とJ・J・トンプソン教授がレントゲン線に関する論文を読み上げました。多くの興味深い点が明らかにされたものの、基本的な点については権威者の間でまだかなりの意見の相違があり、非常に貴重な実験的研究が行われたものの、この新しい(?)エネルギーの起源と特性についての最終的な説明にはまだほど遠いことが、その後の討論で一般的に明らかにされた。

この新しい(?)エネルギーの起源と性質について、まだ最終的な説明には至っていない。プラハの工科大学の電気工学の教授であるドマリプが得たいくつかの絵について、Ch.V.ゼンガーは次のように言っている。「興味深いのは、ドマリップが銅、真鍮、亜鉛、鉛、鋼鉄の板を使って、板上の電気像を得たことだ。これは私の考えでは、ここには単にゼラチンの燐光を生じる電気誘導の現象があり、同時にゼラチン中の放電があり、最後に周囲の空気の蛍光があり、暗黒放電の場合と同じであることの証明である。私の考えでは、感光層の銀塩の分解を決定するのは、この3つの要因である。特殊な放射線も、X線も、暗黒光線もないのです」。

脚注 

雑誌記事
月刊ポピュラーサイエンス