焔を撮る苦心

物理の実験に、写真が広く応用されることは、周知のとおりである。とくに私の研究の場合は、ほとんど写真を用いた研究であって、考えてみると、もう三十年間も、写真とともに暮していたことになる。

初めて研究と名のつくものに手をつけたのは、大学三年生の時であった。現在日立の中央研究所におられる湯本博士が、当時大学院の学生として、寺田寅彦先生の下で、水素の爆発の実験をしておられた。私が三年になって、寺田先生の指導で、卒業実験をすることになった時に、先生から、湯本さんのこの実験の手伝いをすることを命ぜられた。

この実験で、初めて写真を研究に使うことを覚えた。大正十三年のことであるから、今から数えて、三十三年昔の話である。それ以来、英独留学中の二年間を除いては、ずっと写真を使う研究をしていたので、文字どおりに「写真と暮した三十年」なのである。

水素の爆発といっても、空気中または酸素中に、少量の水素がはいった場合の爆発の研究であって、燃焼といった方がよい程度のものであった。危険はないので、細長いガラスのＵ字管に一〇ないし一五パーセントの水素と酸素との混合気体を入れて、上端から火花で火をつける。すると燃焼が、ある場合にはＵ字管の底まで伝播し、ある場合には、途中で立ち消えになる。

目的は、航空船の爆破防止にあった。当時の日本の海軍は、まだ航空船を使っていたが、それが原因不明の爆発をしたことがあったので、その原因探究のために始められた研究であった。水素が少し漏れているところに点火した場合に、その火が気球にまで行くか、立ち消えになるか、というようなことを調べるのが目的であった。

やってみると、この現象は非常に複雑であって、管の太さと長さとによって、途中で消えたり一旦消えそうになって、また燃え続けたり、いろいろ不思議なことが出てきてどうにも始末におえなくなった。

結局焔の伝播の状態を、写真に撮って調べなければ、本当のことはわからない、ということになった。しかしこの焔は、不完全燃焼であるから、光が非常に弱く、やみに馴らした眼に、辛うじて見える程度であった。当時のレンズと感光材料とでは、その撮影は不可能であった。

それで水素と酸素との不完全燃焼に類似の燃え方をするガスで、もっと強い光を出すものを探した。いろいろ験してみた結果、石炭ガスと酸素との適当な混合気体に、微量のアセチレンを加えたものが、この目的に適うことがわかった。

しかしそれでもまだ光は弱いので、当時のレンズでは、なかなか写らない。ダゴールのｆ6.8というのが、上等のレンズであった時代である。さんざん苦労をした揚句、クックのｆ２という収差のひどいレンズを手に入れて、やっとかすかな焔の像がうつることになった。ポートレート・フイルムという厚いフイルムが一番速かったので、それを苦心して円筒に捲きつけ、その円筒を回転しながら、伝播状態の写真を撮ったのである。

強力現像などは、もちろんなかったし、現像温度なども、そうやかましく言われなかった時代である。それでも温度を十八度だったかに保ちながら、三十分くらいかけて現像したら、やっと見えるか見えないくらいの像が出てきた。

この時言われた寺田先生の言葉は、その後ずっと大いにためになった。「何も写らないものを、とにかく写るようにするまでが、たいへんなんですよ。どんなに薄くても、何か写りさえすれば、あとは楽になる。実験というものは、どこを改良したかわからなくても、やっておれば、だんだん良くなるものだから」と教えられた。

果たして、その後根気よく、何枚も何枚も撮っているうちに、焼き付けが出来る程度の写真が撮れるようになった。そして、この複雑な燃焼伝播の機構も、どうにか解明された。