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放射性物理現象的發現過程
發布時間:2022-08-23 09:01:01

X射線的發現立即導致了一種新的物理現象——放射性發現。

1896年1月20日,法國數學家彭加勒在法國科學院周例會上展示了倫琴提供的X射線論文和相關照片。當時,法國物理學家貝克勒爾認為X射線可能與他長期研究的熒光有關,第二天他開始研究哪些熒光物質可以發射X射線。貝克勒爾的祖父和父親都是以研究磷光和熒光而聞名的物理學家。這個家庭在這方面工作了60年,他們的實驗室收集了很多熒光物質。貝克勒爾在最初的一系列實驗中得出的是負面結果:磷光或熒光物質不發射X射線。

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此時,彭加勒發表了一篇論文,提出:“是不是所有熒光足夠強的物體都會同時發射光線和倫琴的X射線,而不管引發熒光的原因是什么。”然后,貝克勒爾恢復了他的實驗。這次使用硫酸鉀鈾酰,這是他父親已經研究過的。他通常把鈾鹽暴露在陽光下,讓它發出熒光,然后把它放在用黑紙包裹的照片底片上,以檢查它是否能像x射線一樣感光。1896年2月24日,他在科學院例會上報告了實驗結果。但一周后,當他再次向科學院報告時,情況發生了變化,因為當他即將重做這個實驗時,遇到了兩個陰天,烏云遮住了太陽,所以他不得不把鈾鹽和底片放在抽屜里。3月1日,他沖洗了其中一個檢查底片,意外地發現底片已經曝光,上面有明顯的鈾鹽包圖像。這讓他意識到陽光和熒光與底片感光無關。他推斷,感光一定是由鈾鹽本身發出的神秘射線引起的。第二天,他在科學院例會上報告了這一點。后來,他發現鈾鹽發出的射線不僅能使底片感光,還能使氣體電離。同時,他還發現,溫度變化和放電刺激對鈾鹽的射線沒有影響;只要有鈾,就會有輻射。因此,他明確表示,發射這種輻射是鈾原子本身的作用。

雖然貝克勒爾的發現遠沒有X射線的發現那么轟動,但它仍然吸引了一些杰出的物理學家。貝克勒爾本人繼續從事這項研究,但由于他僅限于研究他熟悉的鈾,并認為其他已知物質不太可能發出更強的射線,他的工作進展并不大。

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下一個重大進展是由一位出生在波蘭的物理學家里夫人完成的。當時,她選擇了放射性物質研究作為她的博士論文主題,直到1903年,她才完成論文,同年獲得諾貝爾獎。她首先證實,貝克勒爾發現的鈾的輻射強度與鈾的數量成正比,這與它的化學形式無關。然后她發現了釷也有類似的射線,她稱這種現象為放射性。更重要的是,她通過大量的實驗發現瀝青鈾礦渣具有很強的放射性,其強度遠遠超過鈾的放射性。她得出結論,這種放射性必須來自一種未知的新元素,并決心尋找它。

居里夫人的信心和毅力促使她的丈夫法國物理學家皮埃爾·居里放下了他正在做的研究,并投資于尋找新元素。他們在一個非常簡單的棚子里,將新元素的含量從成噸的鈾礦渣中分離出來。1898年7月,他們首先發現了放射性元素釙。但釙的射線并不夠強,不是他們尋找的最終目的。

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1898年11月,他們宣布發現了一種新的放射性元素鐳,它經常伴隨著鋇產生。這一發現再次引起了物理界的轟動。居里夫婦花了四年時間,在極其困難的條件下,從幾噸瀝青鈾礦渣中分離了0.12克純氯化鐳,并確定鐳的原子量為225,發出的射線比鈾強200多萬倍。這一舉動讓人們消除了懷疑,確信了鐳的存在。





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