凧の実験

凧の実験は、凧の先端に先の尖った導電線を取り付け、雷雲の近くで飛ばして空気中の静電気を集め、それを濡れた凧糸を通って地面に伝導する科学実験である。この実験は、1752年にベンジャミン・フランクリンによって初めて提案され、彼は息子のウィリアムの助けを借りて実験を行ったと伝えられている。この実験の目的は、当時まだ解明されていなかった雷と電気の性質を調査することであった。地上でのさらなる実験と組み合わせることで、凧の実験は、雷と電気が同じ現象の結果であることを実証した。

背景

ジャン＝アントワーヌ・ノレの推測により、雷の電気的性質の問題は1749年にボルドーで賞の候補に挙がった。1750年にはフランスでこの問題が公の議論の対象となり、デニス・バルベレの論文がボルドーで賞を受賞した。バルベレは摩擦電気効果に沿った原因を提唱した。同年、フランクリンは雷が高い地点に引き寄せられることに対する以前の懐疑論を覆した。^[1]物理学者ジャック・ド・ロマも同年、同様の考えを記した回想録を執筆し、後にフランクリンの考えとは無関係であると擁護した。^[2]

避雷針実験

1752年、フランクリンは、コンデンサーの初期の形であるライデン瓶に雷を引き寄せる導電性棒を使った実験を提案した。この実験は、1752年5月に北フランスのマルリー・ラ・ヴィルでトーマス・フランソワ・ダリバールによって行われた。^[3]この実験を再現しようとした試みで、 1753年8月にサンクトペテルブルクでゲオルク・ヴィルヘルム・リヒマンが死亡した。彼は球雷の犠牲者だと考えられていた。 ^{[4]フランクリン自身は、1752年6月に}フィラデルフィアのクライストチャーチの尖塔の頂上で実験を行ったと言われている。しかし、クライストチャーチの尖塔は1754年まで増築されなかった。^[5]

フランクリンの凧の実験

ジョセフ・プリーストリーの記述によると、フランクリンの凧の実験は1752年6月にフィラデルフィアで行われた。^[6]フランクリンは1752年10月19日のペンシルバニア・ガゼットでこの実験について説明したが、 ^[7]^[8]自分が実験を行ったことには触れなかった。^[9]この記述は12月21日に王立協会で読み上げられ、哲学論文集にそのまま掲載された。^{[6]フランクリンの実験のより完全な記述は1767年にプリーストリーによってなされており、プリーストリーが本を執筆していたときにフランクリンは}ロンドンにいたと思われる。^[6]

1767 年のプリーストリーの記述によると、フランクリンは導電性棒の使用の危険性を認識し、代わりに凧に取り付けた濡れた麻の紐の導電性を利用した。その結果、彼は地上にとどまり、息子に近くの小屋の屋根から凧を飛ばさせることができた。これにより、フランクリンと息子は凧の絹の紐を乾いた状態に保ち、凧の麻の紐を雨に濡らして導電性を持たせることができた。麻の紐に家の鍵を取り付け、ライデン瓶に接続した。絹の紐はライデン瓶に取り付けた。「この鍵で彼は小瓶に電荷をチャージし、こうして得た電気の火から酒を点火し、通常は励起された球や管で示される他のすべての電気実験を行った。」一般に信じられていることとは反対に、凧は目に見える雷に打たれなかった。そうでなければ、フランクリンはほぼ確実に殺されていただろう。^[10]^[11]^[12]しかしフランクリンは凧糸の緩んだ糸が互いに反発し合っていることに気づき、ライデン瓶が帯電していると推測した。彼は鍵の近くに手を動かし、電気火花を観察した。^[6]これは雷の電気的な性質を証明した。^[13]

参考文献

^ ピエール・ツヴァイッカー (2011 年 11 月 24 日)。 Sacrée foudre !: ベンジャミン F. によるスキャンダルの発明 (フランス語)。Polytechniques et universitaires romandes を印刷します。 p. 105.ISBN 978-2-88074-943-92018年9月1日閲覧。1749年に雷がスパイクに引き寄せられるのではないかと疑っていたフランクリンは、翌年次のように書いている。「電気を帯びた雲が国土の上空を通過すると、山や木の頂上、高い塔、ピラミッド、船のマスト、煙突など、多くの高台や峰が電気火を引き寄せ、雲全体の荷が降ろされる。」
^ JL Heilbron (1979)。17世紀と18世紀の電気：初期近代物理学の研究。カリフォルニア大学出版局。p. 351 注32。ISBN 978-0-520-03478-5. 2012年10月29日閲覧。
^ ジェシカ・リスクイン（2002年12月15日）。『感性の時代の科学：フランス啓蒙主義の感傷的経験主義者たち』シカゴ大学出版局、101ページ。ISBN 978-0-226-72078-4. 2012年10月29日閲覧。
^ Vladimir A. Rakov、Martin A. Uman（2007年1月8日）。雷：物理学と影響。ケンブリッジ大学出版局。656ページ。ISBN 978-0-521-03541-5. 2012年10月29日閲覧。
^ 「クライスト教会の歴史と人々」クライスト教会。2019年4月27日閲覧。
^ abcd National Archives、The Kite Experiment、1752年10月19日。2017年2月6日閲覧。
^ フランクリン、ベンジャミン（1752年10月19日）。「凧の実験」。ペンシルバニア・ガゼット。2010年9月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。
^ 「ペンシルバニア・ガゼット」ベンジャミン・フランクリン歴史協会。 2017年2月6日閲覧。
^ スティーブン・ジョンソン (2008) 『空気の発明』、39ページISBN 978-1-59448-401-8。2017年2月6日閲覧。
^ 「フランクリンは凧で電気を発見した」。Mythbusters 2012年4月11日。 2016年7月30日閲覧。
^ 「MythBusters S4-E9 Episode 48--'Franklin's Kite'」. Mythbusters . 2006年3月8日. 2021年10月19日閲覧。
^ Ouellette, Jennifer (2023年5月24日). 「フランクリンの凧実験のお気に入りのイラストには間違いがたくさんある可能性が高い」Ars Technica . 2024年6月29日閲覧。
^ 「ベンジャミン・フランクリンと凧の実験」フランクリン研究所。2017年6月12日。 2021年4月13日閲覧。

外部リンク

Philosophical Transactions : 「ベンジャミン・フランクリン氏からピーター・コリンソン氏 (FRS) への電気凧に関する手紙」(PDF)。Phil . Trans. 1751–1752 47、565–567。
http://www.pbs.org/benfranklin/shocking/

[Zweiacker2011-1] ピエール・ツヴァイッカー (2011 年 11 月 24 日)。 Sacrée foudre !: ベンジャミン F. によるスキャンダルの発明 (フランス語)。Polytechniques et universitaires romandes を印刷します。 p. 105.ISBN 978-2-88074-943-92018年9月1日閲覧。1749年に雷がスパイクに引き寄せられるのではないかと疑っていたフランクリンは、翌年次のように書いている。「電気を帯びた雲が国土の上空を通過すると、山や木の頂上、高い塔、ピラミッド、船のマスト、煙突など、多くの高台や峰が電気火を引き寄せ、雲全体の荷が降ろされる。」

[Heilbron1979-2] JL Heilbron (1979)。17世紀と18世紀の電気：初期近代物理学の研究。カリフォルニア大学出版局。p. 351 注32。ISBN 978-0-520-03478-5. 2012年10月29日閲覧。

[Riskin2002-3] ジェシカ・リスクイン（2002年12月15日）。『感性の時代の科学：フランス啓蒙主義の感傷的経験主義者たち』シカゴ大学出版局、101ページ。ISBN 978-0-226-72078-4. 2012年10月29日閲覧。

[RakovUman2007-4] Vladimir A. Rakov、Martin A. Uman（2007年1月8日）。雷：物理学と影響。ケンブリッジ大学出版局。656ページ。ISBN 978-0-521-03541-5. 2012年10月29日閲覧。

[5] 「クライスト教会の歴史と人々」クライスト教会。2019年4月27日閲覧。

[archives-6] National Archives、The Kite Experiment、1752年10月19日。2017年2月6日閲覧。

[7] フランクリン、ベンジャミン（1752年10月19日）。「凧の実験」。ペンシルバニア・ガゼット。2010年9月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[8] 「ペンシルバニア・ガゼット」ベンジャミン・フランクリン歴史協会。 2017年2月6日閲覧。

[9] スティーブン・ジョンソン (2008) 『空気の発明』、39ページISBN 978-1-59448-401-8。2017年2月6日閲覧。

[mythbusters-10] 「フランクリンは凧で電気を発見した」。Mythbusters 2012年4月11日。 2016年7月30日閲覧。

[11] 「MythBusters S4-E9 Episode 48--'Franklin's Kite'」. Mythbusters . 2006年3月8日. 2021年10月19日閲覧。

[12] Ouellette, Jennifer (2023年5月24日). 「フランクリンの凧実験のお気に入りのイラストには間違いがたくさんある可能性が高い」Ars Technica . 2024年6月29日閲覧。

[13] 「ベンジャミン・フランクリンと凧の実験」フランクリン研究所。2017年6月12日。 2021年4月13日閲覧。