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放射性的发现

在探索微观世界的道路上,科学家们经过艰辛的不懈的努力,攻克了一个又一个难关,最终敲开了原子的大门。放射性的发现,可以说是奏响了人们跨入原子时代的前奏曲。

1895年11月一个寒冷的夜晚,德国匹茨堡大学的伦琴教授还在实验室里忙碌着。为了弄清阴极射线的性质,几个月来,他投入了极大的热情,夜以继日地工作。这时,他熄了灯,准备再做一次阴极射线实验。

高压电源接通了。忽然,一种奇异的现象映入了他的眼中:距阴极射线管不远的涂着铂氰化钡的屏幕上,不知什么原因竟闪出了一片黄绿色的荧光。

阴极射线管被黑纸板裹着,阴极射线是不会透射出来的,难道从阴极射线管中还能发出另一种射线,它能穿透黑纸板,映射到屏幕上吗?

伦琴试着把手挡在射线管和屏幕之间,屏幕上竟出现了一个吓人的图像——一只手的骨骼的图像!这肯定是一种新的神秘的射线,它能穿透黑纸、肌肉,但被骨骼挡住了。

这一发现使伦琴兴奋不已,他一连几个星期把自己关在实验室里,研究着这种射线的性质。当他发现这种射线还能使底片感光时,便为妻子拍下了一张手部骨骼的照片。

1895年12月28日,伦琴正式向科学界宣布了他的新发现,并在第二年初的一次学术报告会上,用这种射线当场为解剖学家克利克尔拍下了一张手的骨骼照片。伦琴的发现,震惊了世界,各地的学者、专家、新闻记者都千里迢迢地来登门求教。这种射线究竟是什么呢?是光?是带电微粒?当记者问他时,伦琴实事求是地说:“我真的不知道,它好像数学中的未知数X,我只好称它为X射线。”

X射线就这样问世了。17年以后,德国物理学家劳厄证实了X射线是一种电磁波,或者说是一种光。后来,科学家还测出了X光的波长,并把它用于医学、金属探伤、研究物质分子和结晶结构等众多领域。

伦琴发现X射线以后,世界曾掀起一股研究X射线的热潮。当时,不少人认为荧光来源于X射线。为了证实这点,法国物理学家贝克勒尔做了一个有趣的实验:他用一种晶体铀盐作为荧光物质,放在阳光下照射。然后把它拿进暗室,放在用黑纸包好的照相底片上,结果,密封的底片感光了。贝克勒尔认为,荧光中真的含有X射线。为此,他准备重复几次实验,确实验证后,再公布他的实验结果。意想不到的是,天公不做美,一连几天的阴雨天,使贝克勒尔难以完成他的实验。他懊丧地从抽屉里取出样品,把底片冲洗出来以检查纸包是否漏光,然而,一个现象使他大吃一惊:照相底片居然被感光了,而且感光影像正好是铀盐的像。荧光物质没见阳光,不会发出射线,也就是说,底片感光与荧光无关,底片的感光必定另有原因。

经过反复实验,贝克勒尔发现,只要把铀盐和照相底片放在一起,不管在多么黑暗的地方,底片都会感光。贝克勒尔断定,含铀的物质能自发地产生一种射线,这种射线是不同于X射线的新射线,它同样可使底片感光。这是科学界最早发现的放射性现象,铀也是人们发现的第一个放射性元素。

贝克勒尔发现放射性的消息公布以后,立刻引起了一对从事科学研究的年轻夫妇的注意,他们就是人们熟悉而尊敬的居里夫妇。

含铀物质为什么会放出射线?这种射线有什么性质?是否只有铀能放出射线?别的物质能不能放出其他射线呢?带着这些问题,居里夫妇花了三年多时间,从几吨沥青铀矿中分离出了比铀放射性强400倍的新元素钋。不久,他们又发现了另一种放射性化合物。9年以后,在居里去世后的第二年,居里夫人终于异常艰苦地从30吨铀沥青残渣中提炼出0.1克镭盐,并确定了镭的放射性比铀强200多万倍。

钋和镭的发现,不仅给科学界提供了两种用途广泛的放射性元素,而且给人们提供了一种提炼制取放射性元素的方法。居里夫妇因而也在科学史上写下了光辉的一页。

镭射线在磁场中分为三部分放射性物质每时每刻都在不停地向外放出射线,这些射线又是由什么构成的呢?解开这个谜的是英国物理学家卢瑟福。

卢瑟福把铀、镭之类的放射性元素放进一个铅制容器中,容器上端有个小孔。由于铅能阻挡放射线,所以只能从容器的小孔中放出一束射线。卢瑟福把一块磁力很强的磁铁放在小孔附近,于是放射线受磁铁的不同作用分成三束:一束是不受磁铁影响,穿透力较强的γ射线,一束在磁场作用下发生偏转的α射线,还有一束与α射线偏转方向相反,偏转角度最大的β射线。

α射线、β射线、γ射线都来自原子内部。原子放出α射线或β射线后,变成了另一种新的原子。原子既不是不可分的,也不是一成不变的。放射性的发现,使人们开始步入神秘的原子世界,开创了科学研究的新纪元。 GCW27tPSUtZGm0mAEZNoE3jdokEzguCVHPOcy9txDLAviU7QYpItXyS2D0GKq0sU

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