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卡文迪什实验的结果:元素故事震撼瑞利

时间:2023-08-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:卡文迪什把自己关在一间很不舒服的大屋子里,过着隐士的生活,很少在社会上露面。由于谨慎,也由于不敢自信,卡文迪什没有忙着公布自己实验的结果。卡文迪什随时把这种气体从玻璃管里提取出去,方法是用一种特殊的溶液把它吸收掉。卡文迪什再三往玻璃管里加氧,并放电火花,可都不起作用——不再产生那窒息的气体。瑞利读旧年报读到这里,就抱住头,跑回实验室,重做卡文迪什的实验去了。

卡文迪什实验的结果:元素故事震撼瑞利

18世纪中期,伦敦有个孤僻而且腼腆的人,名叫亨利·卡文迪什。他是如此怕见生人,若是有人来找他谈话,他就要涨红了脸,惊叫一声,跌跌撞撞地逃走。当然,鼓足了勇气,他也能回答几句,但他搭起话来,总是结结巴巴,缠夹不清,面红耳赤得像个小孩子。

卡文迪什把自己关在一间很不舒服的大屋子里,过着隐士生活,很少在社会上露面。这个人是离群索居的,沉默寡言的,但他有一种强烈的、唯一的爱好:研究科学和自然。他夜以继日地工作、计算、实验,一连50个年头,从不知道消遣和休息,也不知道哪一天是假日……

他发现了水的成分。

他首先算出了地球的质量。

他与舍勒、拉瓦锡同时研究了空气的组成,以及氧与氮的性质。

由于谨慎,也由于不敢自信,卡文迪什没有忙着公布自己实验的结果。有很多东西都埋没在他留下的文献里,有些简直被人忘记了。不料几个世代以后,竟有瑞利这么一个人在“重氮”问题上,一连忙碌了好几年,却没有想到只要把皇家科学会那本发黄的1785年年报,找来翻一翻,就能使心里的疑团,全部消散。

这本年报里,有卡文迪什写的一篇东西,上面记载了这样一种实验:(www.xing528.com)

把一根玻璃管装满空气,再让一阵小型的人造闪电——电火花——通过它。结果,空气的两种成分,氧和氮,就在电的作用下互相化合,而生成一种令人窒息的新气体。卡文迪什随时把这种气体从玻璃管里提取出去,方法是用一种特殊的溶液把它吸收掉。

可是空气中的氧,只有氮的1/4那么多。因此,全部的氧不久就被用尽,使玻璃管里只剩下氮气。这时候,卡文迪什往玻璃管里加些纯氧,又往里面放电火花。这样做到最后,管中的氮就几乎全部跟氧化合而变成一种令人窒息的气体,被碱溶液吸收掉。

可是总有极小的一个氮气泡,顽固地留在玻璃管里,碱溶液怎样也吸收不了它。卡文迪什再三往玻璃管里加氧,并放电火花,可都不起作用——不再产生那窒息的气体。那个扁豆般大的小氮气泡,一直浮在溶液上面,怎样也不肯同氧化合。

所以卡文迪什写道:“根据这个实验,我得出了一条结论:空气里的氮[1]不是单一的,其中约有1/120,跟主要部分的性质绝不相同。可见氮并不是单一的物质,而是两种物质的混合物。”

……瑞利读旧年报读到这里,就抱住头,跑回实验室,重做卡文迪什的实验去了。

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