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燃焼ガラスまたは燃焼レンズは、太陽光線を小さな領域に集中させ、その領域を加熱して露出面を発火させることができる大きな凹レンズです。燃焼鏡は、反射面を使用して光を集中させることで同様の効果を実現します。燃焼鏡は、18 世紀の化学研究で、密閉されたガラス容器内で物質を燃焼させ、燃焼生成物を分析用に閉じ込めるために使用されました。燃焼ガラスは、電気点火が簡単に実現される前の時代には便利な装置でした。
歴史の発展：伝説から科学へ
ガラスを燃やす技術は古代から知られており、ギリシャやローマの作家たちは、レンズを使って様々な目的で火を起こすことを記録している。[1] 大プリニウスは、水を満たしたガラスの花瓶に太陽光の熱を集中させて衣服に火をつけることや、凸レンズを使って傷を焼灼することを記している。 [2] プルタルコスは、ウェスタの処女の神殿に設置された三角形の金属鏡をつなげて作った燃える鏡について言及している。アリストパネスは劇『雲』（紀元前424年）の中で燃えるレンズについて言及している。 [3]
ストレプシアデス。薬屋で火を灯すのに使える美しい透明な石を見たことがありますか？
ヘレニズム時代のギリシャの数学者アルキメデスは、紀元前212年にローマ共和国のマルクス・クラウディウス・マルケッルスがシラクサを包囲した際に、燃えるガラスを武器として使ったと言われている。ローマ艦隊は焼け落ちたとされているが、最終的にはシラクサは陥落し、アルキメデスは殺害された。[4]
ラヴォアジエとフランス科学アカデミーのレンズ
アルキメデスの伝説は、17世紀後半までガラスやレンズの燃焼に関する研究の大きなきっかけとなった。中世キリスト教世界からイスラム世界に至るまで、様々な研究者がガラスの燃焼に関する研究を行っており、その中にはトラレスのアンテミウス（6世紀）、プロクロス（6世紀、[5]この方法でコンスタンティノープルを包囲していたヴィタリアヌスの艦隊を壊滅させたとされる）、イブン・サールの『鏡とレンズの燃焼について』（10世紀）、アルハゼンの『光学書』（1021年）、[6]ロジャー・ベーコン（13世紀）、ジャンバッティスタ・デッラ・ポルタとその友人たち（16世紀）、アタナシウス・キルヒャーとガスパール・ショット（17世紀）、そして1740年にパリで ビュフォン伯爵などがいる。
カメラ オブスキュラの効果は紀元前 4 世紀にギリシャの哲学者アリストテレスによって言及されていましたが、同時代の中国戦国時代の墨子を編纂した墨家たちは、燃える鏡とピンホール カメラの実験について記述しています。[7]アルハゼンがイラクでカメラ オブスキュラについて記述してから数十年後、宋代の中国政治家沈括は、著書『夢池随筆』 （1088 年）の中で、凹面鏡の焦点、燃える点、ピンホール カメラの関係を別々の放射現象として明確に記述した最初の人物です。[8] 15 世紀後半には、ヨーロッパで初めてレオナルド ダ ヴィンチが焦点とピンホールについて同様の観察を行いました。[9]
燃焼レンズは、18世紀にジョセフ・プリーストリーとアントワーヌ・ラボアジエの両者が高温下で密閉容器内の酸化物を得る実験で使用しました。これには、ダイヤモンドを燃焼させて二酸化炭素を生成したり、水銀を加熱して酸化第二水銀を生成したりすることが含まれます。このタイプの実験は、プリーストリーによる「脱燃性空気」の発見に貢献し、ラボアジエの研究の後、酸素として知られるようになりました。[10]
ウィリアム・ベイツの1920年の著書『眼鏡なしの完璧な視力』の第17章では、著者は太陽の観察が視力の弱い人にとって有益であると主張しており、「燃えるガラスを使って患者の目に太陽光線を集中させる」人物の図が含まれています。[11]
トスカーナ大公の燃焼レンズは、 1814 年 3 月 27 日にハンフリー・デービー卿とマイケル・ファラデーによって酸素中でダイヤモンドを燃焼させるために使用されました。
使用
戦争：アルキメデスの伝説以来
ガラスを燃やすという話に似た最初の話は、紀元前212年に戦争のためにアルキメデスが語ったものである。シラクサがマルクス・クラウディウス・マルケルスに包囲されたとき、ローマ艦隊はガラスそのものではなく、太陽光を集光する真鍮製の凹面鏡を使って焼かれたとされている。それが実際に起こったかどうかはともかく、最終的に都市は陥落し、アルキメデスは殺害された。[12]
1796年、フランス革命の最中、フランスとイギリスの間で宣戦布告がされてから3年後、物理学者エティエンヌ・ガスパール・ロベールはフランス政府と会談し、イギリス海軍の侵略船を鏡で焼き払うことを提案した。フランス政府は彼の提案を採用しないことに決めた。[13]
家庭での使用：原始的な火起こし
燃焼ガラス（火レンズと呼ばれることが多い）は、今でも屋外や原始的な場所で火を起こすために使用されています。[14]大型の燃焼レンズは、灯台のレンズに似たフレネルレンズの形をとることもあり、[15]太陽炉で使用するものも含まれます。[16]太陽炉は、燃料や大量の電力を必要とせずに非常に高い温度を生成するために産業界で使用されています。太陽炉では、光を高強度に焦点を合わせるために、大きな放物面状の鏡のアレイ（いくつかの施設は数階建て）が使用されることがあります。
宗教：聖なる火
さまざまな宗教において、燃えるガラスは、ある種の神聖な火を起こすために使用されます。
7世紀から16世紀にかけて、キリスト教徒は復活祭の徹夜祭で復活祭の火を灯すために燃えるガラスを使用していました。聖ボニファティウスは、聖土曜日の新しい火は太陽光線を集中させる水晶レンズによって作り出したと教皇ザカリアに説明しました。このプロセスは、 1561年のローマ法王典礼書まで典礼書にも記載されていました。[17]
カンボジアでは、燃えるガラスは古代から王の火葬に使われており、最近ではシハヌーク国王の葬儀にも使われた。国王の火葬場は、1週間に及ぶ葬儀の最終日に、バクーのバラモンが王宮からやって来て準備するのが伝統となっている。香りのよい沈香の小片が虫眼鏡の下に置かれ、点火される。白熱した木はろうそくに火を灯し、参列者に火を渡すのに使われ、参列者は通常、火のついたろうそくを家に持ち帰る。[18]
スポーツ：オリンピック聖火の点灯
オリンピック開催国を巡回するオリンピック聖火は、ギリシャの古代オリンピアの遺跡で燃えるガラスによって点火される。[19]
大衆文化：検証の試み
数世紀にわたり、上記のアルキメデスの伝説の妥当性を評価するための実際のテストがいくつか行われてきましたビュフォン伯爵(1747 年頃) によるテスト (「Invention De Miroirs Ardens, Pour Brusler a Une Grande Distance」という論文に記録されています) や、ジョン スコットによる実験 (1867 年の論文に記録されています) が含まれます。[20] 1973 年、ギリシャの科学者イオアニス サッカス博士は、紀元前 212 年にアルキメデスが本当に「燃えるガラス」を使ってローマ艦隊を破壊できたかどうか興味を持ち、約 60 人のギリシャ人船員を一列に並べました。各船員は、太陽光線を捉えて 160 フィート離れた木造船に向けられるように傾けられた長方形の鏡を持っていました。船はすぐに炎上しました。サッカス博士は、この実験の後、偉大な発明家が青銅の鏡を使ってローマ艦隊を沈めることができたことに疑いの余地はなかったと述べました。[21]
しかし、戦闘状況を考慮すると、そのような兵器は非現実的であり、現代のテストではそのような主張は否定されています。 2005年にマサチューセッツ工科大学のグループによって実験が行われました。この実験では、理論は静止物体に対しては妥当であるものの、戦闘状況下では鏡が船を燃やすのに十分な太陽エネルギーを集中させることはおそらくできなかっただろうという結論が出ました。 [22]同様の実験が、人気の科学テレビ番組「MythBusters」で2004年、2006年、2010年に実施され、物議を醸した神話の前提に基づいて同様の結果に達しました。
しかし、リチャード・ハモンドのエンジニアリング・コネクションのケック天文台（反射ガラスはアルキメデスの鏡に基づいている）に関するエピソードでは、はるかに小さな曲面鏡を使用して木製の模型を燃やすことに成功したが、縮小された模型はMythBustersの作品と同じ品質の材料で作られていなかった。[23] [24]
参照
参考文献
- ^ シャーウッド、アンドリュー・N.; ニコリック、ミロラド; ハンフリー、ジョン・W.; オルソン、ジョン・P. (2019)。『ギリシャとローマの技術：翻訳されたギリシャ語とローマのテキストのソースブック』。ラウトレッジ。p. 25。ISBN 978-1138927896。
- ^ Plantzos, Dimitris (1997). 「グレコ・ローマ世界のクリスタルとレンズ」.アメリカ考古学ジャーナル. 101 (3): 451–464. doi :10.2307/507106. JSTOR 507106. S2CID 193082510.
- ^ アリストパネス。「雲」。インターネットクラシックアーカイブ。ダニエル・C・スティーブンソン、Web Atomics 。 2018年2月21日閲覧。
- ^ マイヤー、フィク（1986）、古典世界の航海の歴史、ラウトレッジ、ISBN 978-0-7099-3565-0
- ^ ホーン、ウィリアム (1857)。『テーブルブック：あるいは、一年の完全な歴史を形成する、注目すべき人物、マナー、時間、季節、祭典、祝賀行事、骨董品、新奇なものに関する日々の娯楽と情報』ロンドン：ウィリアム・テッグ・アンド・カンパニー、p. 813。
- ^ ロシュディ・ラシッド（1990）「アナクラスティクスの先駆者：イブン・サールの燃える鏡とレンズについて」『イシス』 81（3）、464–491頁[464–468]。
- ^ Needham, Joseph. Science and Civilization in China, vol. IV, part 1: Physics and Physical Technology (PDF) . p. 98. 2017年7月3日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2016年9月5日閲覧。
- ^ ニーダム、ジョセフ。中国の科学と文明、第4巻、パート1：物理学と物理技術（PDF）。pp.97–99。2017年7月3日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2016年9月5日閲覧。
- ^ Needham, Joseph. Science and Civilization in China, vol. IV, part 1: Physics and Physical Technology (PDF) . p. 99. 2017年7月3日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2016年9月5日閲覧。
- ^ ジョセフ・プリーストリー『さまざまな種類の空気に関する実験と観察』第2巻（1776年）
- ^ ベイツ、ウィリアム H. (1920)。「第 17 章: 悪条件下での視力は目にとって有益である」。メガネなしで完璧な視力を得る。ニューヨーク: Central Fixation Publish Co.、pp. 183–197。ISBN 88-900756-3-5。
- ^ マイヤー、フィク（1986）、古典世界の航海の歴史、ラウトレッジ、ISBN 978-0-7099-3565-0
- ^ バーンズ、ポール。「映画撮影法の発見の歴史：第6章、1750-1799年」。2007年7月29日にアクセス。
- ^ 「Fire Glass」. Primitivefire.com . 2012年12月18日閲覧。
- ^ George A. Macbeth (1914 )。「Light House Lenses」。西ペンシルバニア技術者協会紀要。30 :245。
- ^ HP Garg、J. Prakash (2000)。太陽エネルギー：基礎と応用。Tata McGraw-Hill Education。p. 305。ISBN 9780074636312。
- ^ de Villiers、Henri (2021-03-30). 「La réforme de la Semaine Sainte de 1955 – 7ème party – La Vigile pascale」。スコラ・サント・セシル公式ウェブサイト（フランス語）。2021年4月26日閲覧。
- ^ 「国王夫妻が国王陛下に火を捧げる」ラジオ・フリー・アジア。2021年4月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年4月26日閲覧。
- ^ 「オリンピック聖火リレーの歴史」ロンドン2012オリンピック大会。2012年7月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年11月27日閲覧。
- ^ Gbur, Gregory (2010-02-07). 「怪しい伝説が130年も先を越された! (アルキメデスの殺人光線)」Skulls in the Stars . 2022年12月7日閲覧。
- ^ 「アルキメデスと燃える鏡、現実か幻想か？」www.mlahanas.de 。 2022年12月7日閲覧。
- ^ 「2.009 製品エンジニアリングプロセス: アルキメデス」。2017年12月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年12月5日閲覧。
- ^ リチャード・ハモンドエンジニアリングコネクションS01E03 - ディープスペースオブザーバトリー - ケック、ハワイ、2022年12月7日閲覧。
- ^ Metcalfe, Nick (2010-12-23)、Deep Space Observer、Engineering Connections 、 2022-12-07取得
さらに読む
- テンプル、ロバート。クリスタル・サン、ISBN 0-7126-7888-3。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの「燃えるグラス」に関連するメディア