僅僅在倫琴發(fā)現(xiàn) X 射線還不到 2 個月之后,法國物理學(xué)家 A.H.貝克勒爾 在進(jìn)行熒石發(fā)出 X 射線可能性研究的過程中,又發(fā)現(xiàn)了一種十分奇異的現(xiàn)象。
1896 年 2 月 26 日,他把一包硫酸鈾鉀樣品放進(jìn)抽屜,無意之中又將它 放在一塊未曝光的感光板上。過了幾天,當(dāng)他去取樣品時,發(fā)現(xiàn)感光板已經(jīng)被感光。我們來聽聽貝克勒爾在向法國科學(xué)院的報告中是怎樣敘述他的發(fā)現(xiàn)經(jīng)過的:“由于幾天來太陽不露面,我在三月一日沖洗了底片,心想即使在照片上出現(xiàn)了陰影,它也一定很淺??墒鞘聦?shí)適得其反,那陰影看來很深。 我立刻想到也許黑暗之中也能產(chǎn)生輻射。”
在那幾天中這包樣品既未接觸過陽光,又未接觸過其它任何的能源。因 此這種能使感光板感光的奇異射線不是熒光現(xiàn)象,只能被認(rèn)為是樣品自身發(fā) 射出來的。貝克勒爾本人稱這個發(fā)現(xiàn) “是非常重要的,是完全出乎意料的”。 隨后,貝克勒爾又對其它含鈾化合物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些化合物都發(fā)出 同樣的射線,即使是這些化合物被熔化或溶解之后也照樣發(fā)出射線。 他還發(fā)現(xiàn)純鈾樣品發(fā)射這種射線的本領(lǐng)更強(qiáng)。
貝克勒爾的這一新的重要發(fā)現(xiàn)更具有翻天覆地的特殊意義。它就像一把打開原子內(nèi)部奧秘的鑰匙,向人們預(yù)示著,在過去一直被認(rèn)為是構(gòu)成物質(zhì)最基本單位的原子內(nèi)部,竟存在著一個異彩紛呈的亞原子粒子的神奇世界。這 真是科技史上又一個典型的偶然事件。在這樣緊要的關(guān)頭,科學(xué)家個人的機(jī) 遇、學(xué)識、判斷力和想象力都是缺一不可的。
P.居里和 M.居里夫婦繼續(xù)貝克勒爾的工作,又發(fā)現(xiàn)其它幾種元素也和鈾一樣,能夠發(fā)出貝克勒爾射線。在異常艱苦的研究工作條件下,他們還發(fā)現(xiàn)了鐳和釙這兩種新元素。 M.居里還將這些元素發(fā)射貝克勒爾射線的特性稱為放射性。她認(rèn)為放射性不是一種化學(xué)現(xiàn)象,而是一種從原子內(nèi)部產(chǎn)生的科學(xué)現(xiàn)象,因?yàn)槿魏魏唵蔚奈锢磉^程和化學(xué)過程,如加熱、冷卻、熔化、溶解以及與非放射性元素的化合等等都絲毫不影響給定元素的放射性。
1903 年 12 月,貝克勒爾和居里夫婦因?yàn)樵谪惪死諣柹渚€——放射性研究上的杰出貢獻(xiàn),共同獲得了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎。
與此同時,還有許多其它國家的科學(xué)家也在深入進(jìn)行由以上 3 位杰出物 理學(xué)家所開創(chuàng)的研究工作,其中做出了最突出貢獻(xiàn)的是英國劍橋大學(xué)的兩位 物理學(xué)家 J.J.湯姆孫和他的助手、新西蘭人 E.盧瑟福。湯姆孫的一個最偉大 的貢獻(xiàn)就是前面已經(jīng)介紹過的電子的發(fā)現(xiàn),從而揭示了陰極射線的本質(zhì),第 一個打破了原子是物質(zhì)最小單位的傳統(tǒng)觀念。因此楊振寧教授稱 J.J.湯姆孫 是 “一位最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人”。進(jìn)而,湯姆孫對原子 的結(jié)構(gòu)提出了一種模型。這種模型認(rèn)為,原子是一個比較大的帶正電的球體, 而電子就像散布在布丁中的葡萄干那樣地均勻鑲嵌在原子球內(nèi)。這就是所謂湯姆孫原子模型。
E.盧瑟福采用了一種簡便而精巧的方法,對鈾元素發(fā) 出的貝克勒爾射線進(jìn)行深入一步的研究。一小塊鈾元素材料被放在一個鉛容 器的長槽底部,將貝克勒爾射線約束成一細(xì)束。照相底版作為射線的探測器。 在鉛容器長槽的出口處,放置一個方向與圖面相垂直的磁場,并將整個系統(tǒng) 抽成真空。被貝克勒爾射線感光過的照相底版經(jīng)沖洗后,發(fā)現(xiàn)有 3 個明顯的斑點(diǎn),一個正對著鉛容器的長槽,另外兩個則分別置于第一個斑點(diǎn)的兩側(cè)。 根據(jù)貝克勒爾射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向可以推知:鈾元素發(fā)出的貝克勒爾射 線中有 3 種射線,即帶正電的α射線,帶負(fù)電的β射線和不帶電的γ射線
進(jìn)一步的研究表明,并不是所有能發(fā)出貝克勒爾射線的放射性元素都同 時發(fā)出這 3 種射線,有些發(fā)射α射線,有些發(fā)射β射線,而γ射線有時伴隨 α射線發(fā)射,有時伴隨β射線發(fā)射。
文章內(nèi)容來源于公眾號:核輻射它說
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