Die ontdekking van radioaktiwiteit - Fisika - 2021
Byna almal het gehoor van die ontdekking van radioaktiwiteit, 'n verskynsel waardeur atoomkerne transformasies ondergaan en bestraling uitstraal, en in die proses nuwe chemiese elemente kan vorm. Daar word dikwels gesê dat hierdie verskynsel per ongeluk in 1896 deur Henri Becquerel ontdek is. Dit het alles gebeur omdat Becquerel 'n uraanverbinding met 'n fotografiese plaat in 'n laai gehou het, die plaat dan onthul en die tekens daarvan opgemerk het. bestraling.
Die verhaal is nie heeltemal so nie. Daar kan amper gesê word dat Becquerel radioaktiwiteit ontdek het; en wat hy eintlik ontdek het, was nie die resultaat van 'n toeval nie.
In hierdie hoofstuk word gewys wat Becquerel se werk was, die lang en kronkelende weg wat gelei het tot die ontdekking van radioaktiwiteit en bespreek die probleme om die feite wat waargeneem is, te verstaan. Hierdie episode is baie leersaam omdat dit duidelik toon hoe teoretiese verwagtinge 'n mens se eie waarnemings kan beïnvloed, waardeur die navorser dinge kan sien wat nie bestaan ​​nie.
Die bestraling van liggewende liggame
Die ontdekking van x-strale het byna onmiddellik baie werk by die Parys Akademie vir Wetenskappe gelok, en was die belangrikste motivering vir Becquerel se vroeë werk. In hierdie verband staan ​​die hipotese van Poincaré dat daar 'n verband tussen die uitstraling van x-strale en die fluoressensie van die glas waarvan die x-straalbuis gemaak is, uit.
"Dit is dus die glas wat die Roentgen-strale uitstraal, en dit laat hulle fluoresserend word. Ons kan ons afvra of enige liggame waarvan die fluorescentie voldoende intens is, nie, behalwe vir ligstrale, ook die X-strale van Roentgen, wat hulle ook al mag wees, uitstraal nie." die oorsaak van hul fluoressensie wees. Die verskynsels sal dan nie met 'n elektriese oorsaak geassosieer word nie. Dit is nie baie waarskynlik nie, maar dit is moontlik en ongetwyfeld maklik om te verifieer. "
Dit is die strewe na hierdie verwantskap tussen fluoressensie en X-strale wat tot Becquerel se studies sal lei. In werklikheid is daar volgens ons huidige kennis geen direkte verband tussen X-straal-emissie en luminescentie nie. Maar dit is danksy hierdie valse voorsprong dat baie ontdekkings gemaak sal word.
Verskeie werke wat verband hou met die ontdekking van Roentgen, is in die vroeë sessies van 1896 aan die Akademie aangebied. Op die sitting van 02/03/1896 meld Nodon dat 'n boogflits nie X-strale produseer nie, maar Moreau meld dat hulle deur die hoogspanning ontlaai word. van 'n induksiespoel sonder die gebruik van 'n vakuumbuis en dus sonder katodestraal. Benoist en Hurmuzescu merk op dat x-strale 'n elektroskoop kan ontlaai. Die ander week (10/02/1896) verskyn die eerste werk wat bedoel is om Poincaré se voorstel te toets.
In hierdie sessie bied Poincaré 'n werk van Charles Henry aan die Akademie voor. Hy toets aanvanklik of fosforescerende sinksulfied die effek van x-strale kan verbeter en kom tot die gevolgtrekking dat indien 'n metaalvoorwerp gedeeltelik met 'n laag sinksulfied bedek is, die radiografie van daardie voorwerp sterker en duideliker word in die bedekte gebied. as in die streek sonder sinksulfied. Nog meer: ​​Henry gebruik die lig wat geproduseer is deur 'n magnesiumband in die laboratorium te verbrand en het dieselfde effekte as radiografie bereik deur die voorwerp bloot met 'n laag sinksulfied te bedek. Dit lyk asof Poincare se hipotese bevestig is.
Die volgende week (17/02/1896), te midde van die gewone oorvloed van röntgenstudies, kom 'n werk van Niewenglowski na vore wat Henry se resultate bevestig en verbreed. Dit gebruik 'n ander fosforescerende materiaal - kalsiumsulfied. Hier is u beskrywing:
"Nadat ek 'n vel gewone sensitiewe papier (fotopapier) met verskillende lae swart of rooi naaldpapier toegedraai het, het ek twee muntstukke bo-op geplaas en een van die helftes (van die vel) met 'n glasplaat met fosforescerende poeier (kalsiumsulfied) bedek. Na vier of vyf uur se blootstelling aan die son, het die helfte van die sensitiewe papier wat die sonstraling direk ontvang het, ongeskonde gebly en geen teken getoon van die muntstuk wat daarbo geplaas is nie, wat dus aandui dat die swart of rooi papier nie deur die son gekruis is nie. lig. Die helfte wat slegs die sonstrale deur die fosforescerende plaat ontvang het, was heeltemal swart, behalwe vir die gedeelte wat ooreenstem met een van die muntstukke, wat 'n wit silhoeët op 'n swart agtergrond opgelewer het.
Deur slegs een laag dun rooi papier te plaas, waardeur die son se strale kon deurgaan, het ek gevind dat die gedeelte van die sensitiewe papier wat sonstraling ontvang het, eers vinniger was as die ander een.
Niewenglowski se waarnemings bevestig dié van Charles Henry: dit lyk asof die fosforescerende materiale X-strale uitstraal wanneer dit verlig word. Nog meer: ​​Niewenglowski bestudeer die effek van fosforesensie van kalsiumsulfied wat op 'n donker plek geplaas is nadat hy sonlig ontvang het, en tot die gevolgtrekking gekom dat die materiaal in hierdie geval ook steeds straling uitstraal wat deur swart papier kan gaan:
"Ek het ook opgemerk dat die lig wat deur die fosforescerende poeier uitgestraal is, wat voorheen deur die son in die donker verlig is, deur verskillende lae rooi papier kon gaan en 'n sensitiewe papier wat deur daardie lae papier geskei is, verduister. '.
Nog 'n week is verby. Op die sitting van 24/02/1896 het Piltchikof aangekondig dat die gebruik van 'n sterk fluoresserende stof in die Crookes-buis, waar katodestraal teen die muur van die glas was, 'n groot toename in die röntgenstraal oplewer, wat dit moontlik maak x-strale binne 30 sekondes (voorheen was dit enkele minute nodig). Poincaré se voorstel het gevolglik reeds tot belangrike tegniese toepassings gelei. Al hierdie resultate sal enige moderne fisikus verbaas. Geen effek soortgelyk aan dié wat deur sulke outeurs beskryf is, is tans bekend nie. Die eksperimente moes nie die resultate waargeneem het nie. Wat het gebeur? Dit is nie bekend nie.