贝克勒耳发现铀射线

1895年伦琴射线的发现引起世界的轰动,实验室里所有的放电管都开动起来,医院也纷纷装配X射线管给病人检查。

法国科学家彭加勒注意到X射线产生的地方恰好是克鲁克斯管壁上被阴极射线打中的地方,这部分玻璃管还发出荧光。于是他想是不是发荧光的东西也可以发出X射线呢?

荧光物质在被光线照射后,会发出荧光,但时间很短,伦琴发现X射线时观察到的铂氰酸钡就是荧光物质,常见物还有硫化锌和硫化钙。有人听说彭加勒的猜想后,用黑纸包着照相底片,然后放在太阳下晒,冲洗底片后果然看到底片上有深色斑点,能透过黑纸使底片感光,这不就是x射线吗?

1896年2份月那段时间每周在法国科学院上就有人作报告,宣布他用荧光物质得到x射线。用不着复杂的电源和易碎的放电管,用强光照一照荧光物质,就能得到x射线,半天时间就能写出一篇论文,而且是在科学院上作报告,有这么便宜的事吗?

贝克勒耳发现铀射线_第1张图片
贝克勒耳


在法国从荧光物质中寻找X射线的浪潮中,贝克勒耳的科学家也卷入其中。他选用一种荧光最强的物质硫酸钾铀复盐作实验。1896年2月24日他在法国科学院上做报告,他说:“用两张致密的黑纸,把溴化银照相底片包起来,在纸上放硫酸铀和硫酸钾复盐,然后在太阳底下晒,背景会出现荧光物质轮廓,如果在黑纸和荧光物质之间放上花或钱币,照相底片会有这些物品的形象。”

贝克勒耳做了报告回来后,他继续做实验,他发现这种射线不仅能透过黑纸,而且能够穿过薄的金属,例如0.1毫米厚的铝或铜箔。

2月26日,他用金属片剪成一个花样,放在黑纸包的底片上,上面布满硫酸钾铀复盐,当他准备把这些东西拿出去晒太阳的时候,不巧是个阴天。连续几天都是阴天,太阳始终没出来。3月1日就要开科学院大会了,贝克勒耳只好把没晒过太阳的底片拿去显影。他知道阴天光线弱,没有强光照射不会有荧光也不会有x射线,他猜想底片不会有物品的形象。

出乎意料,冲洗出来的底片有非常清楚的金属花样。莫非这些天荧光物质一直在发射x射线?

贝克勒耳知道,荧光是有寿命的,他的铀化合物荧光寿命非常短,只有0.01秒,即在没有强光下照射下,荧光还能继续发光0.01秒。第二天,贝克勒耳在科学院上报告了他一周的发现,根据实验可以看出荧光物质发出的不可见的射线比荧光的寿命要长的多。

过了一星期,贝克勒耳在暗室中做实验,含铀的荧光剂根本不发荧光,但洗出来的照片依然很清楚,不可见的射线强度一直没有发生变化。

看来彭加勒的观点可能有问题,荧光现象和X射线应该没有关系。贝克勒耳又重复了别人用硫化锌和硫化钙等荧光剂的实验,可无论太阳怎么晒也没有得到预期的射线产生的图片。其他院士也重复做实验没有得到同样的现象。

重复做了一个月的实验,除了保存在暗室里铀的化合物不停地发出不可见的射线外,其它几种荧光剂并没有发出不可见的射线。

贝克勒耳现在可以确定不可见的射线和荧光没有关系。那么放出不可见的射线一定是硫酸钾铀复盐中的某种物质,是硫酸?还是钾?还是铀呢?

贝克勒耳又埋头做实验。

他用纯硫酸钾作实验,照相底片没有感光。证明了硫酸和钾不会发出不可见的射线。那只能是铀了。

换用别的含铀的化合物进行实验,照相底片感光,贝克勒耳用各种铀化合物进行实验,结果都一样。

1896年5月18日,贝克勒耳再次登上法国科学院的讲台,他说:“我用纯铀粉也做了实验,是铀在不停地发出不可见的射线,而不是荧光剂,这不可见的射线是不是就是X射线呢?我告诉大家:不是。”

他用金属验电器做实验。

金属验电器的金属箔张开,证明验电器带有同种电荷,如果空气干燥,金箔可以张开很久,如果空气潮湿或有带电粒子通过,金箔则会闭合。

贝克勒耳发现,铀发出的射线会让金箔很快合拢,而X射线不会。

这说明铀放出来的射线不是X射线,而是一种新的不知名射线,到有点像克鲁克斯管中发出来的阴极射线。

顺便提一下,这铀发出的新射线到底是什么呢?那要归功于英国卡文迪许实验室的主任汤姆逊的学生卢瑟福,汤姆逊利用磁场和电场来研究阴极射线而发现了电子,而他的学生卢瑟福利用强磁场研究铀射线才揭露了铀射线的本质。

贝克勒耳发现铀射线_第2张图片
铀射线在强磁场中分成三段

铀射线有三股,一股是在磁场中不发生弯曲的波长比X射线更短的电磁波γ射线,一种是高速带阴电的电子流β射线 ,还有一种穿透力弱带正电荷的氦离子流α射线。

贝克勒耳发现铀射线_第3张图片


那么原先同样在法国科学院报告硫化锌或硫化钙荧光剂能产生X射线使底片感光的实验是怎么回事呢?那时因为实验的底片或显影液本身有问题,或漏光或硫化物光下分解产生的化合物漂泊了底片……总之是不仔细而急于下结论造成错误。

1903年贝克勒耳和居里夫妇因放射性的研究一起获得诺贝尔奖。

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