エジソンが電球を発明した物語

電灯が登場する前は、最も一般的に使用されていた照明器具は灯油ランプまたはガスランプでした。このタイプのランプは灯油やガスを燃焼するため、濃い黒煙と刺激臭が発生し、頻繁に燃料を補充したりランプシェードをこすったりする必要があるため非常に不便です。さらに深刻なのは、この種のランプは簡単に火災を引き起こし、災害を引き起こす可能性があることです。長年にわたり、多くの科学者が安全かつ便利な電灯を発明するためにあらゆる方法を試してきました。

19 世紀初頭、イギリスの化学者が 2,000 個の電池と 2 本の炭素棒を使用して世界初のアークランプを製作しました。しかし、このタイプのライトは強すぎるため、街路や広場にしか設置できず、一般家庭では使用できない。数え切れないほどの科学者が、安価で高品質、そして耐久性のある家庭用電球を開発するために知恵を絞ってきました。

ついにこの日が来ました。 1879 年 10 月 21 日、アメリカの発明家が長い実験の繰り返しの末、ついに世界初の実用的な電灯を点灯しました。それ以来、この発明家の名前は、彼が発明した電灯と同様に、何千もの家庭に広まりました。彼こそが、後世に「発明王」と讃えられたエジソンです。

1847年2月11日、エジソンは米国オハイオ州ミランで生まれました。彼は生涯でたった3か月しか学校に通わなかったが、勉学と思考に熱心で、電灯、蓄音機、映画カメラなど1,000以上のものを発明し、人類に多大な貢献をした。

エジソンは12歳のとき、科学実験に夢中でした。精力的な独学と実験を経て、16歳のとき、1時間ごとに信号を送信する自動電信機を発明しました。その後、彼は自動投票集計機、最初の実用的なタイプライター、二重および四重電信機、自動電話、蓄音機を発明しました。エジソンはこれらの発明に満足しませんでした。1878 年 9 月、エジソンは電灯の要塞への攻撃を開始することを決意しました。彼は電気照明に関する本を大量に読み、安価で耐久性があり、安全で便利な電球を作ろうと決意しました。

彼は白熱電球を使って実験を始めた。ガラス電球の中に耐熱性の材料の小片を入れます。電流が流れて白熱状態になると、熱によって光ります。彼が最初に思いついたのは炭素だったので、炭素フィラメントの小片をガラス電球の中に入れましたが、電気を入れるとすぐに壊れてしまいました。

「原因は何だろう？」エジソンは二つに割れた炭素フィラメントを拾い上げ、ガラス電球を眺めました。しばらくして、彼は突然思い出しました。「ああ、もしかしたら中に空気が入っていて、空気中の酸素が炭素フィラメントの燃焼を助け、すぐに壊れるのかもしれない！」そこで、彼は手作りの真空ポンプを使って、ガラス電球からできるだけ多くの空気を取り除きました。電源を入れてもすぐに消えることはありません。しかし、8分後に照明が消えました。

しかし、結局エジソンは、白熱電球は真空状態で非常に重要であり、その鍵となるのは炭素フィラメントであり、それが問題の核心であることを発見しました。

では、どのような耐熱素材を選べばいいのでしょうか？

エジソンは熟考の末、プラチナの融点と耐熱性が最も高いと判断しました。そこでエジソンと助手たちはプラチナで何度か試してみました。融点の高いプラチナはランプの点灯時間を大幅に延ばしましたが、時々自動的に消灯し、再び点灯することがあり、まだ理想的ではありませんでした。

エジソンは落胆することなく、実験作業を続けました。彼はバリウム、チタン、インジウムなど様々な希少金属を試したが、結果はあまり満足のいくものではなかった。

しばらくして、エジソンはこれまでの実験を総括し、思いつく限りの耐熱材料、合計1,600種類を書き出しました。

次に、彼と助手たちは、さまざまなカテゴリーの 1,600 種類の耐熱材料をテストし始めましたが、多くの材料を試した結果、プラチナが最も適していることがわかりました。排気方法の改善により、ガラス球内の真空度が高くなり、ランプ寿命が2時間に延長されました。しかし、プラチナ製のこのランプは高価すぎます。たった 2 時間しか使用できないランプに、誰がそんなにお金を出して買うでしょうか?

実験作業は行き詰まり、エジソンは非常に困惑していました。ある寒い冬、エジソンは火のそばに座り、燃え盛る炭火を眺めながら、思わず独り言を言っていました。「炭火…」

木炭で作った炭スティックを試してみましたが、どうすればいいでしょうか？エジソンは体中が暑く感じたので、首に巻いていたスカーフを外しました。綿糸で作られたスカーフを見たとき、突然あるアイデアが浮かびました。

右！綿糸の繊維は木の繊維よりも優れています。この素材は使用できますか？

彼は急いでスカーフから綿糸をちぎり取り、それを火で長時間あぶり、糸が焦げた炭に変わった。彼は慎重に炭素フィラメントをガラス電球の中に入れ、テストしたところ、その効果は確かに非常に良好でした。

エジソンは非常に喜び、すぐに綿糸で炭素繊維を大量に作り、次々と実験を行いました。電球の寿命は突然 13 時間延長され、その後 45 時間にまで延長されました。

そのニュースが広まると、世界中に衝撃が走った。このため、イギリス・ロンドンのガス株は急落し、ガス会社は混乱に陥った。人々は、ガス灯の点灯はすぐに過去のものとなり、将来は電灯の時代になるだろうと予感していました。

皆がエジソンを祝福しましたが、彼はまったくうれしそうではありませんでした。彼は首を横に振り、「いや、他の材料を見つけなければならない」と言いました。

「なぜ、45時間点灯してもまだ足りないのですか？」とアシスタントは驚いて尋ねました。 「いいえ！1,000時間、できれば16,000時間点灯できればいいのですが！」とエジソンは答えました。

ご存知のとおり、1,000 時間以上の明るさが望ましいのですが、どのような素材を探せばよいのでしょうか。

その時、エジソンはあるアイデアを思いつきました。彼は綿糸の特性を基に、植物繊維から新しい素材を探すことにしました。

そこでマラソン実験が再び始まりました。エジソンは見つけられるあらゆる植物材料を使って実験し、馬の毛、人間の髪の毛、ひげさえもフィラメントとして使用しました。最終的にエジソンは竹という植物を選びました。実験を行う前に、彼は竹片を取り出し、顕微鏡でそれを観察し、喜びのあまり飛び上がった。そして、炭化した竹フィラメントをガラス電球の中に入れ、電源を入れると、竹フィラメント電球は実際に1,200時間連続点灯しました。

この時点で、エジソンはようやく安堵のため息をつき、助手たちも次々と祝福したが、彼は真剣にこう言った。「世界中にはたくさんの竹があり、その構造もそれぞれ違う。慎重に選ばなければならない！」

助手たちは完璧を追求するエジソンの科学的姿勢に深く感銘を受け、自ら進んで調査のために各地を訪れた。比較検討の結果、日本製の竹が最も適していることが判明し、この竹を大量に日本から輸入しました。同時に、エジソンは発電所を開設し、送電線を敷設しました。その後すぐに、アメリカの人々はこの安価で高品質かつ耐久性のある竹フィラメント電球を使い始めました。

竹フィラメントランプは長年使用されてきました。エジソンがタングステンフィラメントに切り替えたのは1906年になってからで、これによって電球の品質がさらに向上し、今日まで使用されています。

人々が電灯をつけるとき、いつもこの偉大な発明家のことを思い出します。暗闇に無限の光をもたらしたのが彼でした。 1979年、米国はエジソンの電球発明100周年を記念して、1年間にわたる記念行事に数百万ドルを費やした。