世界と日本における’’電球’’の軌跡

古来から日本は木などを燃やして光源としていました。
その後はオイルランプなどに遷移し、’’電球’’が普及したことで激変していきます。
「電球」はフィラメントに電気を流し、電気抵抗で生じる「熱」により発生する「光」を利用します。

ハチ公

「フィラメント」ってなんですか？？

「フィラメント」は電球の中にある細い線だべ。あそこに電気が流れているんだべ

ポチ太郎

ハチ公

細い線なら何でもいいんですか？？

実用化に程遠かった時は’’炭化した紙’’が使われたみたいだべ。でも、すぐに切れてしまって実用化には程遠かったんだべ。電球の実用化の研究をしていたエジソンは木綿糸にタールを塗ったフィラメントなど思考を凝らした物を使っていたんだべさ

ポチ太郎

ハチ公

最初から金属なんだと思ってました！！

電球を研究していたエジソンは色々な物を素材にして試した中で見つけたのが「竹」だったんだべ。そして、世界の「竹」の中で選ばれたのが京都の’’石清水八幡宮’’に生えていた竹だったんだべ

ポチ太郎

ハチ公

住職もビックリですね！！

石清水八幡宮の竹で作られたフィラメントは1000時間以上光り続けたことに成功したんだべ。そして、石清水八幡宮には「エジソン記念碑」が建てられているんだべ

ポチ太郎

トーマス・エジソンは、幼いころから好奇心に溢れた子供でしたが、その強すぎる好奇心のために「扱いづらい子供」とされ学校も退学させられてしまいます。そんなエジソンが特に興味を持っていたのが物理や科学の世界でした。
その後は新聞の売り子などでお金を稼ぎながら、そのお金で科学の本を買って独学で勉強をつづけました。
1869年、22歳の時には特許を取得していた株式相場表示機が業界からも好評であり、その特許が4万ドル(約2億円)で売れたことで発明家として本格的に歩んでいくことになります。
ニュージャージー州にメンロパーク研究室を作りって蓄音機や電話などの商品化を進めましたが、特に力を入れたのは前述した’’電球’’でした。
実用化した電球の名前は、ゾロアスター教の光と英知の神’’アフラ・マズダー’’から「マツダ(MAZDA)」と名付けられました。

ちなみにエジソンが電球を作り出したと思われがちだけど、一番最初に白熱電球を作り出したのはイングランドのジョゼフ・スワンだったんだべ。実用化できるレベルではなかったんだけど、エジソンの発明の元になったのは間違いないと思うべ

ポチ太郎

ハチ公

あくまでも実用的な電球を作り出したのがエジソンなんですね！！

エジソンが開発した炭素フィラメント電球ですが、炭素の沸点は約4000度で真空中となると約1800℃で蒸発し始めてしまいます。そうなるとフィラメントが切れてしまうのでそれ以上の温度にすることはできません。
炭素フィラメント電球の光が暗いことやオレンジ色であること、短寿命であることの原因でした。そこから金属製のフィラメントの研究が開始されます。

エジソンの技術とJPモルガンの資本により誕生したGE社(General Electric Co.)がタングステンのフィラメントの製造に成功しました。このタングステンフィラメントは、現在の白熱電球のフィラメントとしても使われています。
ここで電球として完成かと思いきや、さらなる改良があります。
フィラメントとしての寿命や明るさは炭素フィラメントよりも優れているにしろ、金属のタングステンも2500℃を超えると少しずつ蒸発が始まります。その結果、タングステンは細くなっていき、最後は折損(一般的に言う球切れ)が発生してしまうのです。
また、気化したタングステンは低温のガラスの部分に付着し黒く汚れることによって視覚的な明るさも落ちてしまいます。

その問題もGE社が改善に乗り出します。
それまで電球内部は真空にしていましたが、不活性ガスである窒素で満たすことによって、タングステンの蒸発を3000℃まで抑えられるが発見されるのです。その後、アルゴンガスの方が効果があることが分かり、この不活性ガスを封入したタングステンフィラメント電球は炭素フィラメント電球よりも3倍ほど効率が良い上に、明るく寿命も2倍近くになります。
この時代から前代を照らしてきたオイルランプなどは駆逐されていきました。

この不活性ガス入りタングステンフィラメント電球に手を加えて、封入ガスにハロゲンを混入することによって、蒸発したタングステンがフィラメントに還元するようにしたハロゲン電球も開発されました。それはフィラメントの寿命を長くすることや、ガラス面にタングステンが付着しずらい為ガラス面が汚れづらくなることに繋がりました。