Die ontdekking van radioaktiwiteit (vervolg) - Fisika - 2021
Henri Becquerel se bydrae
Henri Becquerel het aan 'n roemryke familie wetenskaplikes behoort. Sy oupa, Antoine Becquerel, gebore in 1788, was 'n belangrike navorser van elektriese en magnetiese verskynsels, nadat hy 'n groot verhandeling oor die onderwerp gepubliseer het. Henri se vader, Edmond Becquerel (1821-1891), is bekend vir sy studies oor ultravioletstraling en die verskynsels van fosforesensie en fluoressensie. Veral van 1859 tot 1861 het hy kalsium, barium, strontium en ander bestudeer. Van die materiale wat hy bestudeer het, bevat enkele uraansoute.
In die laboratorium van sy vader het Henri Becquerel sy wetenskaplike opleiding ontwikkel en sy eerste navorsing uitgevoer - byna almal op optika en baie van hulle, van 1882 tot 1897, oor fosforesensie. Hy het onder meer die onsigbare (infrarooi) fosforesensie van verskillende stowwe bestudeer. Hy het veral uraan-sout-fluorescentiespektra bestudeer met behulp van monsters wat sy pa deur die jare opgehoop het.
Niks was meer natuurlik as die belangstelling van Henri Becquerel in X-strale nie, en veral in die veronderstelling van Poincaré en in die werke van Henry en Niewenglowski. In werklikheid het dit net gelyk asof benewens die feit dat sigbare en infrarooi bestraling uitgestraal kan word, ook ligte liggame X-strale kon uitstraal, Becquerel besluit om oor die onderwerp te eksperimenteer. Ons sal hieronder die volledige teks van Henri se eerste aantekening oor die onderwerp, wat op 24 Februarie 1896 (twee maande na die ontdekking van die X-straalontdekking) aangebied is, weergee:
'In die vorige vergadering van die Franse Akademie vir Wetenskappe, Charles Henry het opgemerk dat deur die plaas van fosforescerende sinksulfied in die baan van die strale wat uit 'n Crookes-buis kom, die intensiteit van die straling wat deur die aluminium binnedring, verhoog het.
Boonop het Niewenglowski bevind dat kommersiële fosforescerende kalsiumsulfied straling uitstraal wat deurdringende ondeursigtige stowwe binnedring.
Hierdie gedrag is van toepassing op verskillende fosforescerende stowwe, en veral uraanzoute waarvan die fosforesensie baie lank duur.
Met die dubbele uraan-kaliumsulfaat, waarvan ek 'n paar kristalle in die vorm van 'n dun, deursigtige kors het, het ek die volgende eksperiment uitgevoer:
'N Fotografiese plaat van Lumiére is toegedraai in twee velle baie dik swart papier, sodat die plaat nie verdonker nie, selfs as dit 'n dag lank aan die son blootgestel word. 'N Plaat fosforescerente word aan die buitekant van die papier geplaas en 'n paar uur aan die son blootgestel. As die fotografiese plaat onthul word, verskyn die silhoeët van die fosforescerende stof, wat negatief swart lyk. As 'n muntstuk of geperforeerde plaatmetaal tussen die fosforescerende stof en die papier geplaas word, kan die beeld van hierdie voorwerpe negatief gesien word.
Dieselfde eksperimente kan herhaal word deur 'n dun glas glas tussen die fosforescerende stof en die papier te plaas; en dit sluit die moontlikheid van enige chemiese werking deur dampe uit wat uit die stof kan kom as dit deur die sonstrale verhit word, uit hierdie eksperimente aflei dat die betrokke fosforescerende stof straling uitstraal wat 'n ondeursigtige rol binnedring en silwer sout verminder. sensitiewe fotografiese papier".
Let op dat Becquerel die vorige werke van Henry en Niewenglowski ken en die eksperiment van die tweede, sonder veel verandering, weergee. Dit het slegs een nuwe stof getoets - dubbel kaliumuranylsulfaat - wat die Poincaré-hipotese bevestig.
Die volgende week (2 Maart 1896) het d'Arsonval na bewering radiografieë verkry met behulp van 'n fluoresserende lamp en die voorwerpe wat radiografies moes bevat, bedek met 'n fluoresserende glas wat uraansout bevat. In hierdie artikel word daar tot die gevolgtrekking gekom dat alle liggame wat groengeel fluoresserende straling uitstraal, fotografiese plate bedek met ligte ondeursigtige papier kan indruk.
Dit is op dieselfde sessie van die Akademie dat Becquerel 'n tweede noot aanbied, wat algemeen beskryf word as die ontdekking van radioaktiwiteit. Cortés Pla is een van diegene wat hierdie fout maak, ondanks die feit dat hy Becquerel se artikels gelees (en vertaal het): "'N Week later, op 2 Maart, hoor die Akademie die uitslag van verdere ondersoeke wat Becquerel se naam sou verewig, omdat dit die bestaan ​​van 'n nuwe verskynsel beskryf: radioaktiwiteit ... " ref. 6, p. 32.
In hierdie tweede aantekening gaan Becquerel voort met die studie van die effekte wat deur dubbele kaliumuranylsulfaat geproduseer word. Die vorige eksperiment wissel, en let op dat die bestraling wat deur hierdie materiaal vrygestel word minder deurdringend is as gewone x-strale. Let ook daarop dat deurdringende bestraling vrygestel word beide wanneer fosforescerende materiaal direk deur die son verlig word en as dit deur weerkaatsde of brekende lig verlig word. Dit merk ook op dat selfs in die donker die bestudeerde materiaal fotografiese plate (soos Niewenglowski-kalsiumsulfied) sensitief maak. Hier is die transkripsie van hierdie deel van die artikel:
"Ek wil veral aandring op die volgende feit, wat vir my baie belangrik lyk en nie bewus is van die bemeestering van verskynsels wat 'n mens kan verwag nie. Dieselfde kristallyne dekblaaie wat langs fotografiese plate onder dieselfde omstandighede geplaas word, met dieselfde skottels geïsoleer, maar sonder opwinding van straling en in duisternis gehou word, lewer steeds dieselfde fotografiese indrukke. Hier is my gelei om hierdie opmerking te maak: sommige van die vorige ervarings is op Woensdag 26 en Donderdag 27 Februarie voorberei; en aangesien die son deesdae net af en toe verskyn het, hou ek die eksperimente wat ek voorberei het, en plaas die borde met hul wikkels in die donkerte van 'n meubellade en laat die uraan-soutblaaie op hul plek bly. Aangesien die son in die volgende dae nie weer verskyn het nie, het ek die fotografiese plate op 1 Maart onthul en verwag om baie swak beelde te vind. Inteendeel, die silhoeëtte het met groot intensiteit verskyn. Ek het dadelik gedink dat die aksie in die duister moes voortgesit het en die volgende ervaring voorberei het:
Onderaan 'n ondeursigtige kartondoos het ek 'n fotokaart geplaas; dan sit ek aan die sensitiewe kant 'n oortreksel oor uraan-sout, konvekse deksel met die hoogste sentrale deel en dat dit slegs 'n paar punte gelatien aangeraak het; Daarna, op dieselfde plaat, plaas ek nog 'n glybaan van dieselfde sout, geskei van die gelatien deur 'n dun glasskyf. Nadat u hierdie operasie uitgevoer het, is die boks in die donker kamer gesluit, dan in 'n ander kartondoos geplaas en uiteindelik in 'n laai.
Ek het die proses herhaal met 'n aluminium-foelie-omhulde houer waarop ek 'n fotografiese plaat, en buite, 'n deklaag van uraan-sout geplaas het. Die stel is in 'n ondeursigtige kartondoos en toe in 'n laai toegemaak. Na vyf uur het ek die plate en die silhoeët van die kristallyne lemme in swart verskyn, soos in vorige eksperimente, asof dit fosforescerend geword het met lig. Wat die dekglip direk op die gelatien geplaas het, was daar feitlik geen verskil tussen die effekte op die kontakpunte en die gedeeltes van die dekglip wat ongeveer een millimeter van mekaar was nie; Die verskil kan toegeskryf word aan die verskillende afstande van die aktiewe stralingsbronne. Die werking van die dekglip op die glas was ietwat verswak, maar die vorm van die dekglip is baie goed weergegee. Uiteindelik, deur die aluminiumfoelie, is die werking aansienlik verswak, maar dit was nietemin baie duidelik.
Dit is belangrik om daarop te let dat hierdie verskynsel nie toegeskryf word aan die straling van fosforescerende ligte nie, aangesien hierdie stralings na 1/100 van 'n sekonde so flou word dat dit amper onaanvaarbaar is.
Een hipotese wat baie natuurlik na vore kom, is die aanname dat hierdie stralings, waarvan die effekte 'n sterk analogie het met die effekte geproduseer deur die bestraling wat deur Lenard en Roentgen bestudeer is, onsigbare straling wat deur fosforesensie uitgestraal word, kan wees, waarvan die volharding oneindig langer was as dit. dié van die ligstraling wat deur hierdie stowwe vrygestel word. Die huidige ervarings, sonder om teenstrydig met hierdie hipotese te wees, laat egter nie toe dat dit geformuleer word nie. Die ervarings wat ek nou ontwikkel, kan hopelik 'n bietjie insig gee in hierdie nuwe soort verskynsel. '.
Let daarop dat daar byna niks nuuts in hierdie 'nuwe soort verskynsel' is nie. Die enigste nuus is dat onsigbare fosforesensie baie langer gelyk het as sigbare fosforesensie (wat geensins in stryd was met wat bekend was nie).
In 'n ander artikel oor die röntgenstraalstudie in dieselfde maand, beskryf Raveau die studies van Charles Henry, Niewenglowski, Piltchikof, d'Arsonval en Becquerel as alle spesiale gevalle van die verskynsel wat deur Poincaré voorspel is en deur Charles Henry ontdek is. .
Die volgende week (09/03/1896), te midde van die gewone kwota X-straalartikels, bestudeer Battelli en Gambasso die rol van fluoresserende stowwe in die verhoging van die effek van Roentgen-strale. Troost bestudeer fosforescerende sinksulfied (mengsels) en herhaal en bevestig Charles Henry se waarnemings, met die verkryging van sterk radiografiese beelde deur opwindende fosforesensie deur magnesiumlig. Troost noem ook die werke van Niewenglowski en Becquerel. Op sy beurt bied Henri Becquerel 'n derde mededeling aan. Daar word gesê dat die bestraling wat deur die bestudeerde uraansout uitgestraal word, 'n elektroskoop (soos x-strale) kan ontlaai. Dit was natuurlik om met hierdie bestraling alle soorte eksperimente wat ooit met Roentgen-bestraling uitgevoer is, te herhaal om te toets of dit dieselfde was of nie. Die belangrikste analogie wat in Becquerel se gedagtes gelyk het, was 'n ander: die verskynsel was baie soortgelyk aan die onsigbare fosforesensie (wat hy bestudeer het) waarin die uitstraling van infrarooi bestraling ontstaan ​​het. Nou is infrarooi bestraling van dieselfde aard as lig, en anders as wat in die geval van x-strale beskryf is, word dit weerkaats en gebreek. Becquerel bestudeer die bestraling van kaliumuranylsulfaat en kom tot die gevolgtrekking dat dit op metaaloppervlaktes weerspieël word en in gewone glas gebreek is. Dit is nou bekend dat hierdie bestraling nie op glas reflekteer of breek nie.
In dieselfde artikel beskryf Becquerel waarnemings waarin uraanzoute fotografiese plate aanhou sensitiseer, selfs as die fosforescerende materiaal sewe dae lank in die duisternis gehou word. 'Miskien kan hierdie feit vergelyk word met die onbepaalde bewaring in sekere liggame van die energie wat hulle opgeneem en vrygestel het tydens verhitting, 'n feit waaroor ek reeds in 'n koerant gesê het. vanaf 1891 oor hitte fosforessensie ". Daar word opgemerk dat Becquerel steeds staatmaak op die verskynsels wat hy reeds ken, en niks fundamenteel nuut erken in wat hy bestudeer nie.
In dieselfde artikel bestudeer Becquerel ander fosforescerende materiale. Sommige daarvan is uraansoute. By almal word dieselfde effekte waargeneem. Anders as wat Henry en Troost opgemerk het, sien Becquerel geen effek nie. Becquerel maak egter waarnemings in die duister - en Henry en Troost het eksperimente gedoen terwyl sinksulfied aangesteek is. Ander fosforescerende materiale (strontium en kalsiumsulfied) word ondersoek. Eersgenoemde het geen effek in die donker nie. 'N Monster kalsiumsulfied wat oranje fosforesensie opgelewer het, het ook geen effek nie, maar twee kalsiumsulfiede met blou en groenerige luminescentie.'het baie sterk gevolge gehad, die intensste wat ek nog ooit in hierdie eksperimente gehad het. Die feit oor blou kalsiumsulfied stem ooreen met mnr. Niewenglowski se waarneming deur die swart papier. "
Uit ons huidige kennis is dit baie moeilik om te verstaan ​​hoe die gevolge wat deur Becquerel beskryf is, kon plaasgevind het. Stralings wat deur uraansoute vrygestel word, weerspieël en reflekteer nie; en kalsiumsulfied moet nie straling uitstraal soos uraan sout nie (en nog erger!). Daar was óf gevolge wat nie deur ons kennis verklaar kan word nie, of dat Becquerel verkeerd in sy waarnemings verkeerd gedoen het - en in hierdie geval kan dit veroorsaak word deur sy teoretiese verwagtinge om nie bestaande verskynsels te sien nie. Tensy hierdie eksperimente herhaal word met dieselfde materiale as wat hy gebruik, is dit egter nie moontlik om die bestaan ​​van fisieke verskynsels wat tans geïgnoreer en anders as radioaktiwiteit is, uit te sluit nie.
Twee weke verloop en Becquerel publiseer nuwe werk (23/03/1896). Dit beskryf waarnemings dat sommige nie-luminescerende uraanverbindings ook die bogenoemde effekte lewer. Daarom lyk hierdie onsigbare fosforesensie nie verwant aan sigbare fosforesensie of fluoressensie nie. Volgens Becquerel blyk dit egter regtig 'n geval van fosforesensie te wees, omdat hy beweer dat die bestraling toeneem wanneer kristalle in die donker aan sonlig blootgestel word of wanneer dit deur 'n elektriese ontlading belig word. moet gebeur, sover ons weet. Daar is 'n ander nuuskierige waarneming in hierdie artikel. Becquerel beweer dat die kalsiumsulfiedmonsters, wat effek in die donker opgedoen het, nie meer fotografiese plate beïndruk het nie.
Soos ons gesien het, het Becquerel geglo dat die bestraling wat hy bestudeer soortgelyk aan lig was, omdat dit anders as röntgenstrale weerkaats en gebreek het. In sy volgende artikel het hy eksperimente met dun toermalynskyfies beskryf en beweer dat hy polarisasie-effekte van sy bestraling (nog 'n vreemde resultaat!). Dit verklaar ook dat die effek sterker word as die materiaal deur lig opgewonde raak (en dit ook in die volgende werk herhaal).
Dit is nou 7 weke. Eers dan bied Becquerel nuwe kommunikasie aan. Nadat hy opgemerk het dat al die uraanverbindings (luminescerend of nie) dieselfde onsigbare straling uitstraal, het Becquerel besluit om die metaal uraan te toets. Hy neem 'n monster voorberei deur Moissan ('n chemikus wat in dieselfde jaar die metaal geïsoleer het) en vind dat hy ook straling uitstraal. Nou sou dit kon getoon het dat dit nie 'n fenomeen van fosforesensie was nie, maar iets van 'n ander aard. Maar Becquerel kom tot die gevolgtrekking dat dit die eerste geval is van 'n metaal wat 'n onsigbare fosforesensie het. Daarvandaan sou dit natuurlik wees om die bestaan ​​van ander elemente wat soortgelyke bestraling uitstraal, te ondersoek, maar Becquerel doen dit nie. Na hierdie werk van 18 Mei blyk hy nie belang te stel nie en verlaat hy hierdie studie.
Die eerste twee jaar
Soos uit die beskrywing tot dusver gesien kan word, het Becquerel se werk nie die aard van die uraanstraling en die subatomiese aard van die proses vasgestel nie. Sy werk, ontstaan ​​soos die van Charles Henry en andere uit die Poincaré-hipotese, was destyds maar een van vele wat resultate bevat wat moeilik interpreteerbaar was. Gesien in die konteks van die tyd, was dit navorsing wat nie die impak nóg die vrugbaarheid van X-straalontdekking gehad het nie.
Min navorsers het hul tot die begin van 1898 aan die bestudering van 'Becquerel-strale' of 'uraan-strale' toegewy. Enersyds was dit moeilik om die liggewende verbindings van uraan (of metaal uraan) te bekom. Aan die ander kant het dit gelyk asof Becquerel die onderwerp uitgeput het. Daarbenewens het baie ander verskynsels wat terselfdertyd aangekondig is, die aandag afgelei en ook gewys op gevoelige aspekte van sulke studies.
In 1896 het Muraoka in Japan ondersoek of sekere luminescerende wurms indringende onsigbare straling kon uitstoot wat fotografiese plate kon sensitiseer. Dit het so gelyk, maar die resultate was vreemd: die effek het eers gekom toe die wurms klam gehou is en daar 'n kaart tussen hulle en die fotografiese plaat was. Daar is later tot die gevolgtrekking gekom dat die effek slegs weens vog was (aangesien klam papier dieselfde resultaat opgelewer het). In dieselfde jaar is sommige onlangs gepoleerde metaalplate (sink, magnesium en kadmium) ook sensitief vir fotografiese plate. 'N Amerikaanse navorser, McKissic, het dieselfde jaar berig dat baie ander stowwe blykbaar die Becquerel-strale uitstraal: litiumchloried, bariumsulfied, kalsiumsulfaat, kininchloried, suiker, kryt, glukose en uraanasetaat. Verskeie ander soortgelyke eise het in dieselfde tydperk ontstaan ​​- byna almal sonder grondslag. Dit alles het gehelp om die situasie te verwar.
In 'n artikel wat in 1898 gepubliseer is, het Stewart allerlei werke wat destyds gepubliseer is, beskryf. Dit het tot die gevolgtrekking gekom (waarskynlik die mees aanvaarbare destyds) dat Becquerel se strale kort-golflengte transversale elektromagnetiese golwe was (soos lig) en dat die uitstootproses 'n soort fosforesensie was. Herhaal die resultate van Becquerel rakende weerkaatsing, breking en polarisasie van uraanstrale en die toename in bestralingsintensiteit na blootstelling aan lig. Dit aanvaar in wese dieselfde opvatting as Becquerel. Dit is waar dat Gustave le Bon in 1897 die eksperimente van Becquerel herhaal het en geen tekens van refleksie, breking of polarisasie opgemerk het nie, maar niemand het hom aandag gegee nie. Almal het gedink dit was 'n soort ultravioletstraling.
Daar kan gesê word dat hierdie studieveld vanaf Mei 1896 tot vroeg 1898 stagnant geraak het. Die enigste nuwe resultaat gedurende hierdie tyd was dat uraanbestraling maande lank sterk gebly het, hoewel geen lig ontvang is nie. Alhoewel Becquerel steeds beweer het dat ligte opwinding die uitstraling van die straler verhoog, vind Elster en Geitel nie hierdie effek nie (wat natuurlik nie bestaan ​​nie).
Die ontdekking van nuwe radioaktiewe materiale
Vroeg in 1898 het twee navorsers onafhanklik van die idee gekom om ander materiale as uraan te probeer opspoor wat dieselfde soort straling uitstraal. Die soektog is in Duitsland gedoen deur G. C. Schmidt en in Frankryk deur Madame Curie. In April 1898 het albei die ontdekking gepubliseer dat thorium straling, soos uraan, uitstraal. Die studie-metode was nie fotografies nie, maar met behulp van 'n ionisasiekamer, waar die elektriese stroom tussen twee geëlektrifiseerde plate in die lug geplaas is, toe 'n materiaal wat straling tussen die plate uitstraal, geplaas is. Hierdie studiemetode was veiliger as die gebruik van fotografiese plate, aangesien hierdie, soos ons gesien het, deur baie verskillende soorte invloede beïnvloed kan word.
Die bestraling wat deur torium vrygestel is, is waargeneem in al die verbindings wat ondersoek is, soos met uraan. Dit het fotografiese effekte opgelewer en was 'n bietjie deurdringender as uraan. Schmidt beweer dat hy die breking van thorium-strale waargeneem het (soos Becquerel voorheen gedoen het), maar kon geen refleksie of polarisasie van die strale opmerk nie.
Marie Curie het verskillende minerale sowel as suiwer chemikalieë bestudeer. Nie verrassend nie, het hy opgemerk dat alle uraan- en toriumminerale straling uitstraal. Maar let op 'n vreemde feit:
"Alle minerale wat aktief was, bevat die aktiewe elemente. Twee uraanminerale - pechblenda uraanoksied en kalkoliet koper en uranyl fosfaat hulle is baie meer aktief as uraan self. Hierdie feit is baie merkwaardig en laat ons glo dat hierdie minerale 'n baie aktiewer element as uraan kan bevat. Ek het kalkoliet gereproduseer volgens Debray se proses met suiwer produkte; hierdie kunsmatige kalkoliet is nie meer aktief as ander uraan soute nie " .
In dieselfde werk vestig Marie Curie die aandag daarop dat uraan en torium die elemente met die grootste atoomgewig is (waarvan hulle bekend was). Daar word ook bespiegel oor die oorsaak van die verskynsel. Gegewe die enorme duur van bestraling, was dit op die oomblik absurd dat al die vrygestelde energie (wat oneindig gelyk het) uit die materiaal self kon kom. Marie Curie neem aan dat die bron van buite sou wees, wat beteken dat alle ruimte deurdring sou word deur 'n baie deurdringende, onmerkbare straling wat deur die swaarder elemente geabsorbeer sou word en in 'n waarneembare vorm heruitgegee sou word.
Die ontdekking van die effek wat deur die torium geproduseer is, het die soeke na "Becquerel-strale" nuwe stukrag verleen. Dit was nou duidelik dat dit nie 'n geïsoleerde verskynsel was wat slegs in uraan voorkom nie. Marie Curie gee hierdie verskynsel die naam "radioaktiwiteit":
'Uraniese strale word dikwels Becquerel-strale genoem.' N Mens kan hierdie naam veralgemeen deur dit nie net op uraniese strale toe te pas nie, maar ook op toriese strale en alle soortgelyke bestraling.
Ek sal radioaktiewe stowwe noem wat Becquerel-strale uitstraal. Die naam hiperfosforesensie wat vir die verskynsel voorgestel is, gee my 'n valse idee van die aard daarvan. "
Dit blyk dat Marie Curie bewus was dat dit 'n baie meer algemene verskynsel was.
'N Paar maande na die ontdekking van die effek wat deur die thorium geproduseer word, bied Marie en Pierre Curie 'n werk van nog groter belang. In die vorige werk het Marie Curie voorgestel dat die pitchblende ander, onbekende radioaktiewe materiaal kan bevat. Sy gaan uit haar pad om hierdie stof te probeer isoleer. Hiervoor word dit toegewy aan 'n analitiese chemie wat die bestanddele van pechblenda geleidelik skei, met behulp van die elektriese metode getoets word om die radioaktiewe breuke van die onaktiewe te skei. Eerstens, vanaf pechblenda, wat twee en 'n half keer meer aktief was as uraan, is die mineraal in suur opgelos. Daarna is waterstofsulfied (H2S) deur die vloeistof geborrel, en verskeie onoplosbare sulfiede het gevorm. Die uraan en torium het steeds opgelos. Die neerslag was baie aktief. Deur ammoniumsulfied by te voeg, word arseen en antimoon sulfiede (nie aktief nie) opgelos. Die oorskot gaan deur ander skeidingsprosesse. Laastens is die aktiewe materiaal gebonde aan bismut en kan nie deur die gewone prosesse daarvan geskei word nie. Dit was dus geen bekende element nie. Deur fraksionele sublimasieprosesse was dit moontlik om 'n materiaal (nog steeds aan bismut geheg) te verkry wat 400 keer meer aktief was as suiwer uraan. Die Curie-egpaar stel voor:
"Ons glo dus dat die stof wat ons uit pechblenda verwyder, 'n ongeïdentifiseerde metaal, naburige bismut bevat vir die analitiese eienskappe daarvan. As die bestaan ​​van hierdie nuwe metaal bevestig word, stel ons voor dat dit polonium, die land van herkoms van 'n van ons ".
Daar kan nie gesê word dat daar 'n nuwe element bestaan ​​nie. Die veronderstelde nuwe metaal het soos bismut gedra en het geen spektrale strepe gehad wat opgemerk kon word nie. Daar was dus aanvanklik 'n mate van skeptisisme oor hierdie ontdekking.
In 'n artikel wat geskryf is na die werk oor polonium, bespreek Marie Curie haar kennis van die onderwerp. Dit stel twyfel oor die bestaan ​​van refleksie, refraksie en polarisasie van Becquerel se strale en ontken, gebaseer op die studies van Elster en Geitel, die moontlikheid om die radioaktiwiteit te versterk deur blootstelling aan die son. Marie Curie verdedig duidelik die idee dat radioaktiwiteit Dit is 'n atoomeienskap.
Op die laaste vergadering van die Akademie vir Wetenskappe in 1898 het die Curies en Bémont 'n nuwe referaat aangebied. Daarin lewer hulle bewyse van 'n nuwe radioaktiewe element, wat chemies soortgelyk is aan barium, ook uit pechblenda verkry is. Ook in hierdie geval was dit nie moontlik om die nuwe element van die bekende metaal te skei nie; maar dit was moontlik om 'n materiaal 900 keer meer aktief as uraan te verkry. Die spektroskopiese ontleding het hierdie keer ook 'n onbekende spektrale straal opgemerk. Die skrywers van die artikel noem hierdie nuwe element 'radio' omdat dit meer radioaktief lyk as enige ander element.
Daar was nog baie wat verstaan ​​moes word. Wat is die uitstralings wat uitgestraal is: soos X-strale of nie? Tot op daardie tydstip het dit so gelyk. Waar kom die energie vrygestel uit hierdie materiale vandaan? Waarom is sommige elemente radioaktief en ander nie? Niks hiervan is uitgeklaar nie. Daar was ook geen vermoede dat radioaktiwiteit gelei het tot transformasies van die een chemiese element na die ander nie. Die naam "radioaktiwiteit" het bestaan, maar die komplekse verskynsel waarmee ons hierdie naam noem, was nog nie bekend nie.
Die oorblywende verhaal is lank en ryk. Dit kan nie hier volledig beskryf word nie. Die sentrale doel van hierdie hoofstuk was om aan te toon dat Becquerel ver van die bestaan ​​van radioaktiwiteit was, soos ons dit vandag voorstel. Laat ons dus slegs enkele van die latere episodes aandui, om 'n idee te gee van wat nog ontdek moes word.
Die aard en verskeidenheid van bestraling wat deur radioaktiewe stowwe uitgestraal word, is geleidelik vasgestel. Vroeg in 1899 merk Rutherford op twee soorte uraanstraling - een meer deurdringend en een maklik opgeneem. Hy noem hulle 'n (minder deurdringende) en b. Hy het hom egter voorgestel dat beide verskillende soorte röntgenstrale was. Geisel het laat in 1899 waargeneem dat poloniumstraling deur 'n magneet afgewyk is. Hierdie strale kon dus nie X-strale wees nie, en die Curie-egpaar het gevind dat sommige strale deur die magneet gebuig is en dat ander nie. Die gebuikers stem ooreen met Rutherford se b-straling. Die gevoel van buiging het getoon dat dit soortgelyk aan katodestraal was, dws met 'n negatiewe elektriese lading. Die Curie-egpaar het gevolglik, deur elektriese metings, opgemerk dat hierdie bestraling 'n negatiewe lading het. Ongedeflekte bestraling is geïdentifiseer as bestraling a (wat eintlik effens afgebuig is weens die groot massa / lading verhouding).
Becquerel het op hierdie stadium enkele studies gedoen oor die buiging van hierdie stralings. Hy het bestraling b deur 'n elektriese veld probeer buig, maar het aanvanklik misluk. Dit is in 1900 bereik deur E. Dorn. In dieselfde jaar het Villard ontdek dat nie-afwykende strale van twee soorte was: a-strale (lae penetrerende) en ander baie deurdringende strale, wat 'g-strale' genoem word. Dit was eers in 1903 dat Rutherford opgemerk het dat straling elektries en magneties gedeflekteer kon word en dat dit dan positief gelaaide deeltjies was. Eers dan word die idee van die aard van hierdie drie stralings duideliker.
'N Ander aspek van radioaktiwiteit - die transformasie van radioaktiewe elemente - het ook stadig na vore gekom. In 1899 neem Rutherford kennis van die bestaan ​​van 'n radio-aktiewe uitstraling van thorium. Dorn het bevind dat die radio ook 'n soortgelyke uitstraling lewer. Na 'n paar maande is dit gevind dat dit 'n nuwe chemiese element is, gasvormig (radon). Hierdie gas word deur die radioaktiewe materiaal vervaardig. Boonop het die Curies aan die einde van 1899 opgemerk dat radio nabygeleë liggame radioaktief kan maak. Die volgende jaar het Rutherford ontdek dat die geïnduseerde radioaktiwiteit te wyte was aan 'n storting wat veroorsaak is deur gasvorming. Hierdie neerslag was egter nie identies met die ontstaan ​​nie.
Daar is ook gevind dat die ontginning en afsetting hul radioaktiwiteit vinnig verloor het, wat 'n geleidelike atoomverandering was. Na aanleiding van hierdie en ander studies het Rutherford en Soddy die teorie van radioaktiewe transformasies aangebied in vyf artikels wat vanaf November 1902 tot Mei 1903 gepubliseer is. Met hierdie werke is die uiteensetting van die nuwe siening oor radioaktiwiteit reeds vasgestel. Baie aspekte is in die daaropvolgende jare verhelder.
Eerder as om die rol van Becquerel in die ontdekking van radioaktiwiteit te verminder, was die doel van hierdie hoofstuk om die groot moeilikheid te toon om verskynsels te vestig wat nie teoreties verwag word nie. Dit is maklik om waar te neem wat voorspel is - soos dit blyk, kan 'n mens waarneem wat voorspel is, selfs as die voorspelling onwaar is. Baie moeiliker is om te sien wat teen alle verwagtinge inskakel.
Die diepgaande studie van sulke episodes behoort deel te wees van die opleiding van elke eksperimentele wetenskaplike, want die stereotipiese siening van die eksperiment kan die eksperimentele werk verlaag en trivialiseer - wanneer goeie eksperimentele werk in werklikheid uiters moeilik, kreatief en denkwekkend is, mits die moed het om verskynsels in die laboratorium te ondervind wat weier om gevestigde teorieë te respekteer.
Copyright 2021 \ Alle fisika en chemie op een webwerf \ Die ontdekking van radioaktiwiteit (vervolg)