ピクテの実験

ピクテの実験は、マルク＝オーギュスト・ピクテが 1790 年に実施した一連の実験^[1]（英語では 1791 年に「火に関するエッセイ」^[2]で報告）で、熱の反射と冷気の見かけの反射を実証したものである。これは、太陽による地球の赤外線加熱が発見される 10 年前のことである^[3] 。ほとんどの実験装置は、離れた位置で向かい合った2 つの凹面鏡を使用していた。一方の鏡の焦点に置かれた物体は、熱と光が鏡によって反射され、焦点を合わせられる。もう一方の鏡の焦点に置かれた物体も同様の反応をする。一方の焦点に熱い物体を置き、もう一方の焦点に温度計を置くと、温度計の温度が上昇する。これは、1863 年にジョン・ティンダルが描写および描写したように、黒く塗った風船の中で可燃性の混合ガスを爆発させることで実証されることもあった^{。 [4]}

ピクテは「放射熱は、光を伴わない場合でも、光のように反射され、焦点を合わせることができることを実証した」^[5]後、同じ装置を使用して、同様の方法で冷気の見かけの反射を実証した^{[6] 。この実証は、冷気を伝える「冷気光線」の存在を主張した}ベンジャミン・トンプソン、ランフォード伯爵にとって重要であった。ランフォードが実験を継続し^[7]、この話題を推進した^[8]ため、実験にその名前が付けられました。^[9]

冷たい物体を一方の焦点に置くと、冷気が反射するように見えることにピクテは驚き^[10]、1985年にこの実験について書いた2人の学者は「ほとんどの物理学者は、初めてこの実験を見たとき、驚き、さらには困惑する」と記した^[11]。この混乱は、温度計を含むシステム内のすべての物体が常に熱を放射していることを理解すれば解決できるかもしれない。ピクテはこれを「温度計は雪に対して、弾丸[熱源]が温度計に対して果たす役割と同じ役割を果たす」と説明した。非常に冷たい物体を追加すると、効果的なヒートシンクが追加されるが、室温の物体では、他の焦点にある温度計を冷やしたり温めたりすることは結局できない。^[12]

現代の複製とデモンストレーション

この実験のデモンストレーションや再現に関する発表例は比較的少ない。ワシントン大学システムの2人の物理学者が、物理学の歴史におけるこの実験の役割に関する調査の一環として、1985年に学生や同僚にデモンストレーションを報告し、実験を再現するための指示書を作成した^[1]。ブルガリアのソフィア大学の物理学者は、2017年に高校生向けに実験を再現したことを報告した。^[13]

参考文献

^ ab エヴァンス、ジェームズ; ポップ、ブライアン (1985)。「ピクテの実験: 冷気の見かけの放射と反射」(PDF)。アメリカ物理学ジャーナル。53 ( 8): 737–753。Bibcode :1985AmJPh..53..737E。doi :10.1119/1.14305。
^火に関するエッセイ：マーク・オーガスタス・ピクテ著、著者監修の下、 WBMDによりフランス語から翻訳。ロンドン：E.ジェフリー。1791年。pp.86～87, 117～123。OCLC 85869483。
^ハーシェル、ウィリアム ( 1800)。「太陽の不可視光線の屈折性に関する実験」。ロンドン王立協会哲学論文集。90 : 284–292。doi : 10.1098/ rstl.1800.0015。JSTOR 107057 。
^ Tyndall, John (1863)。運動モードとしての熱の考察：1862年シーズンに英国王立研究所で行われた12回の講義。ニューヨーク：D. Appleton & co. p. 281。
^ Chang, Hasok (2002 年 5 月). 「Rumford と放射冷気の反射: 歴史的反映と形而上学的反射」. Physics in Perspective . 4 (2): 132. Bibcode :2002PhP.....4..127C. doi :10.1007/s00016-002-8362-8. ISSN 1422-6944. S2CID 120270510.
^ Tyndall, John (1863)。運動モードとしての熱：1862年シーズンに英国王立研究所で行われた12回の講義。ニューヨーク州：D. Appleton。pp. 281–282。OCLC 1297049 。
^ チャン、ハソク（2007年）。温度の発明：測定と科学の進歩。オックスフォード科学哲学研究（1.ペーパーバック版として発行）。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。p. 167。ISBN 978-0-19-533738-9。
^ Brown, Sanborn C. (1952-09-01). 「Count Rumford の熱の概念」. American Journal of Physics . 20 (6): 332–333. Bibcode :1952AmJPh..20..331B. doi :10.1119/1.3416888. ISSN 0002-9505.
^ エヴァンス、ジェームズ; ポップ、ブライアン (1985-08-01). 「ピクテの実験: 冷気の見かけの放射と反射」.アメリカ物理学ジャーナル. 53 (8): 741. Bibcode :1985AmJPh..53..737E. doi :10.1119/1.14305. ISSN 0002-9505.
^ チャン、ハソク（2007年）。温度の発明：測定と科学の進歩。オックスフォード科学哲学研究（1.ペーパーバック版として発行）。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。p. 166。ISBN 978-0-19-533738-9。
^ エヴァンス、ジェームズ; ポップ、ブライアン (1985-08-01). 「ピクテの実験: 冷気の見かけの放射と反射」.アメリカ物理学ジャーナル. 53 (8): 738. Bibcode :1985AmJPh..53..737E. doi :10.1119/1.14305. ISSN 0002-9505.
^ レモンズ、ドン・スティーブン; シャナハン、ウィリアム・R; ブッフホルツ、ルイス（2022）。黒体放射の軌跡：マックス・プランクと彼の時代の物理学。マサチューセッツ州ケンブリッジ：MITプレス。pp.1-2。ISBN 978-0-262-04704-3。
^ Pimpas, Alexander; Mihova, Gergana M.; Andreeva, Andreana I.; Zografov, Nikolay N. (2017). 「ミラーによる放射冷気の捕捉」(PDF) . Journal of Physics and Technology . 1 (2): 65–69.

外部リンク

ピクテキャビネット: 実験を通じて科学を教える技術、ジュネーブ市科学史博物館(ジュネーブ市科学史博物館)発行の 2011 年パンフレット
「冷たい光線は存在するか？」モスクワ工学物理研究所によるロシア語のビデオデモ（日付不明）

[:1-1] エヴァンス、ジェームズ; ポップ、ブライアン (1985)。「ピクテの実験: 冷気の見かけの放射と反射」(PDF)。アメリカ物理学ジャーナル。53 ( 8): 737–753。Bibcode :1985AmJPh..53..737E。doi :10.1119/1.14305。

[:0-2] ^火に関するエッセイ：マーク・オーガスタス・ピクテ著、著者監修の下、 WBMDによりフランス語から翻訳。ロンドン：E.ジェフリー。1791年。pp.86～87, 117～123。OCLC 85869483。

[3] ^ハーシェル、ウィリアム ( 1800)。「太陽の不可視光線の屈折性に関する実験」。ロンドン王立協会哲学論文集。90 : 284–292。doi : 10.1098/ rstl.1800.0015。JSTOR 107057 。

[4] Tyndall, John (1863)。運動モードとしての熱の考察：1862年シーズンに英国王立研究所で行われた12回の講義。ニューヨーク：D. Appleton & co. p. 281。

[5] Chang, Hasok (2002 年 5 月). 「Rumford と放射冷気の反射: 歴史的反映と形而上学的反射」. Physics in Perspective . 4 (2): 132. Bibcode :2002PhP.....4..127C. doi :10.1007/s00016-002-8362-8. ISSN 1422-6944. S2CID 120270510.

[6] Tyndall, John (1863)。運動モードとしての熱：1862年シーズンに英国王立研究所で行われた12回の講義。ニューヨーク州：D. Appleton。pp. 281–282。OCLC 1297049 。

[7] チャン、ハソク（2007年）。温度の発明：測定と科学の進歩。オックスフォード科学哲学研究（1.ペーパーバック版として発行）。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。p. 167。ISBN 978-0-19-533738-9。

[8] Brown, Sanborn C. (1952-09-01). 「Count Rumford の熱の概念」. American Journal of Physics . 20 (6): 332–333. Bibcode :1952AmJPh..20..331B. doi :10.1119/1.3416888. ISSN 0002-9505.

[9] エヴァンス、ジェームズ; ポップ、ブライアン (1985-08-01). 「ピクテの実験: 冷気の見かけの放射と反射」.アメリカ物理学ジャーナル. 53 (8): 741. Bibcode :1985AmJPh..53..737E. doi :10.1119/1.14305. ISSN 0002-9505.

[10] チャン、ハソク（2007年）。温度の発明：測定と科学の進歩。オックスフォード科学哲学研究（1.ペーパーバック版として発行）。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。p. 166。ISBN 978-0-19-533738-9。

[11] エヴァンス、ジェームズ; ポップ、ブライアン (1985-08-01). 「ピクテの実験: 冷気の見かけの放射と反射」.アメリカ物理学ジャーナル. 53 (8): 738. Bibcode :1985AmJPh..53..737E. doi :10.1119/1.14305. ISSN 0002-9505.

[12] レモンズ、ドン・スティーブン; シャナハン、ウィリアム・R; ブッフホルツ、ルイス（2022）。黒体放射の軌跡：マックス・プランクと彼の時代の物理学。マサチューセッツ州ケンブリッジ：MITプレス。pp.1-2。ISBN 978-0-262-04704-3。

[13] Pimpas, Alexander; Mihova, Gergana M.; Andreeva, Andreana I.; Zografov, Nikolay N. (2017). 「ミラーによる放射冷気の捕捉」(PDF) . Journal of Physics and Technology . 1 (2): 65–69.