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法国物理学家亨利·柏克勒尔的重大发现 - 科技万象

时间:2023-08-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:在这一研究中首先获得成功的是法国物理学家亨利·柏克勒尔。在19世纪末物理大发现的辉煌乐章中,柏克勒尔注定要演奏主旋律部分了。1896年2月24日,柏克勒尔把上述成果在科学院的会议上作了报告。善于留心实验细节的柏克勒尔一下子抓住了问题的症结。柏克勒尔推测,感光必是铀盐自发地发出某种神秘射线造成的。柏克勒尔的发现,被称作“柏克勒尔现象”,后来吸引了许多物理学家来研究这一现象。

法国物理学家亨利·柏克勒尔的重大发现 - 科技万象

如果从纯粹科学的观点来看,继X射线这一重大发现之后,1896年,汤姆生等人又有一个更重要的发现:当这些射线通过气体时,它们就使气体变成异电体,在这个研究范围内,液体电解质的离子说已经指明液体中的导电现象有着类似的机制。

在X射线通过气体以后,再加以切断,气体的导电性仍然可以维持一会儿,然后就慢慢地消失了。

汤姆生发现,当由于X射线的射入而变成导体的气体,通过玻璃棉或两个电性相反的带电板之间时,其导电性就消失了。这就说明,气体之所以能够导电,是由于含有荷电的质点,这些荷电的质点一旦与玻璃棉或带电板之一相接触,就放出电荷

从这些实验可以明白,虽然离子是液体电解质中平常而永久的构造的一部分,但是,在气体中,只有X射线或其他电离剂施加作用时才会产生离子。如果顺其自然,离子就会渐渐重新结合乃至最终消失。玻璃面的表面很大,可能吸收离子或帮助离子重新结合。

如果外加的电动势相当高,便可以使离子一产生出来就马上跑到电极上去,因而电动势再增高,电流也不能再加大。

伦琴的发现还开创了另一研究领域,即放射现象的领域。

既然X射线能对磷光质发生显著的效应,人们很自然地就会提出这样的问题,这种磷光质或其他天然物体,是否也可以产生类似于X射线那样的射线呢?

在这一研究中首先获得成功的是法国物理学家亨利·柏克勒尔。

柏克勒尔出身于科学世家,他的整个家族一直都在默默地研究着荧光、磷光等发光现象。他的父亲对荧光的研究在当时堪称世界一流水平,提出了铀化合物发生荧光的详细机制。

柏克勒尔自幼就对物理学相当痴迷,他不止一次地在内心深处宣读誓言,一定要超出祖父、父亲所作出的贡献,为此,他作出了不知超过常人多少倍的努力。

那一天,当他冒着刺骨的冷风,参观完伦琴X射线的照片后,他既为伦琴的发现所激动,又为自己的无所建树而汗颜。他浮想联翩,猜想X射线肯定与他长期研究的荧光现象有着密切的关系。

在19世纪末物理大发现的辉煌乐章中,柏克勒尔注定要演奏主旋律部分了。

为了进一步证实X射线与荧光的关系,他从父亲那里找来荧光物质铀盐,立即投入到紧张而又有条不紊的实验中。

他十分迫切地想知道铀盐的荧光辐射中是否含X射线,他把这种铀盐放在用黑纸密封的照相底片上。

他在心里想,黑色密封纸可以避阳光,不会使底片感光,如果太阳光激发出的荧光中含有X射线,就会穿透黑纸使照相底片感光。真不知道密封底片能否感光成功。

1896年2月,柏克勒尔把铀盐和密封的底片,一起放在晚冬的太阳光下,一连曝晒了好几个小时。

晚上,当他从暗室里大喊大叫着冲出来的时候,他激动得快要发疯了,他所梦寐以求的现象终于出现:铀盐使底片感了光!(www.xing528.com)

他又一连重复了好几次这样的实验,后来,他又用金属片放在密封的感光底片和铀盐之间,发现X射线是可以穿透它们使底片感光的。如果不能穿透金属片就不是X射线。这样做了几次以后,他发现底片感光了,X射线穿透了他放置的铝片和铜片。

这似乎更加证明,铀盐这种荧光物质在照射阳光之后,除了发出荧光,也发出了X射线。

1896年2月24日,柏克勒尔把上述成果在科学院的会议上作了报告。但是,大约只过了五六天,事情就出人意料地发生了变化。

柏克勒尔正想重做以上的实验时,连续几天的阴雨天,太阳躲在厚厚的云层里,怎么喊也喊不出来,他只好把包好的铀盐连同感光底片一起锁在了抽屉里。

1896年3月1日,他试着冲洗和铀盐一起放过的底片,发现底片照常感光了。

铀盐不经过太阳光的照射,也能使底片感光。善于留心实验细节的柏克勒尔一下子抓住了问题的症结。

从此,他对自己在2月24日的报告,产生了怀疑,他决心一切推倒重来。这次,他又增加了另外几种荧光物质。实验结果再度表明,铀盐使照相底片感光,与是否被阳光照射没有直接的关系。柏克勒尔推测,感光必是铀盐自发地发出某种神秘射线造成的。

此后,柏克勒尔便把研究重心转移到研究含铀物质上面来了,他发现所有含铀的物质都能够发射出一种神秘的射线,他把这种射线叫做“铀射线”。3月2日,他在科学院的例会上报告了这一发现。他是含着喜悦的泪水向与会者报告这一切的。

后来经研究他又发现,铀盐所发出的射线,不光能够使照相底片感光,还能够使气体发生电离,放电激发温度变化。铀以不同的化合物存在,对铀发出的射线都没有影响,只要化学元素铀存在,就有放射性存在。

柏克勒尔的发现,被称作“柏克勒尔现象”,后来吸引了许多物理学家来研究这一现象。

因研究这一现象而获得重大发现的是波兰出生,后来移居法国的女物理学家居里夫人。她挺身而出,冲向研究铀矿石的最前沿。

没有多久,皮埃尔·居里也加入了妻子的行列。他们不知吃了多少苦头,才相继提炼出钋、镭等放射性元素,引起了全人类的高度重视。

居里夫人也因为这一卓越的研究工作,荣获了1903年诺贝尔物理学奖,1911年诺贝尔化学奖也授予了她,她成了一生中两次获诺贝尔奖的少数科学家之一。

X射线的发现,把人类引进了一个完全陌生的微观国度。

X射线的发现,直接地揭开了原子的秘密,为人类深入到原子内部的科学研究,打破了坚冰,开通了航道。

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