Füüsika

Radioaktiivsuse avastus


Sissejuhatus

Peaaegu kõik on kuulnud radioaktiivsuse avastamisest - nähtusest, mille käigus aatomituumad muutuvad ja eraldavad kiirgust ning võivad protsessis moodustada uusi keemilisi elemente. Sageli öeldakse, et selle nähtuse avastas Henri Becquerel juhuslikult 1896. aastal. Kõik juhtus seetõttu, et Becquerel hoidis fototahvliga uraaniühendit sahtlis, paljastas seejärel plaadi ja märkas selle märke. kiirgus

Lugu pole päris selline. Vaevalt võiks öelda, et Becquerel avastas radioaktiivsuse; ja see, mille ta tegelikult avastas, polnud juhus.

Selles peatükis tutvustatakse Becquereli loomingut, pikka ja käänulist rada, mis viis radioaktiivsuse avastamiseni, ning käsitletakse täheldatud faktide mõistmise raskusi. See episood on väga õpetlik, kuna see näitab selgelt, kuidas teoreetilised ootused võivad mõjutada inimese enda tähelepanekuid, pannes teadlase nägema asju, mida pole olemas.

Luminestsentskehade kiirgus

Röntgenikiirte avastamine äratas Pariisi Teaduste Akadeemias peaaegu kohe palju tööd ja see oli Becquereli varase töö peamine motivatsioon. Sellega seoses paistab silma Poincaré tõstatatud hüpotees, et röntgenkiirte kiirguse ja selle klaasi fluorestsentsi vahel, millest röntgenitoru tehti, oli seos. Tema enda sõnul:

"Seetõttu eraldab Roentgeni kiirte klaas ja see kiirgab neid fluorestseeruvaks. Võib küsida, kas ükski keha, mille fluorestsents on piisavalt intensiivne, ei kiirgaks lisaks valguskiirtele ka Roentgeni röntgenkiirte, ükskõik mis need ka ei oleks." olla nende fluorestsentsi põhjuseks. Nähtusi ei seostataks siis elektriliste põhjustega. See pole eriti tõenäoline, kuid seda on võimalik ja kahtlemata lihtne kontrollida. "

Becquereli uuringutele viib just fluorestsentsi ja röntgenikiirguse vahelise suhte taotlemine. Tegelikult pole meie praeguste teadmiste kohaselt röntgenkiirguse ja luminestsentsi vahel otsest seost. Kuid just selle vale juhtimise tulemusel tehakse palju avastusi.

Mitu Roentgeni avastusega seotud tööd esitati akadeemias 1896. aasta esimestel istungjärkudel. 1896.02.03 toimunud istungjärgul teatas Nodon, et kaarevälk ei tekita röntgenikiirgust, kuid Moreau teatas, et neid kiirgab kõrgepingelaeng. induktsioonimähise vaakumtoru kasutamata ja seetõttu katoodkiirteta. Benoist ja Hurmuzescu märgivad, et röntgenikiirgus on võimeline elektroskoopi tühjendama. Teine nädal (18.02.2002) on esimene töö, mis on mõeldud Poincaré soovituse testimiseks.

Sellel sessioonil tutvustab Poincaré akadeemiale Charles Henry loomingut. Ta katsetab algselt, kas fosforestseeruv tsinksulfiid on võimeline suurendama röntgenikiirguse mõju, ja järeldab, et kui metallist ese on osaliselt kaetud tsinksulfiidikihiga, muutub selle objekti radiograafia kaetud piirkonnas tugevamaks ja selgemaks. kui piirkonnas, kus pole tsinksulfiidi. Veelgi enam: kasutades laboris magneesiumlindi põletamisel tekkivat valgust, väitis Henry, et on saavutanud samasugused efektid kui radiograafia, kattes objekti lihtsalt tsinksulfiidikihiga. Näib, et Poincare'i hüpotees sai kinnitust.

Järgmisel nädalal (17. veebruar 1896) ilmub röntgenuuringute tavalise ulatuse keskel Niewenglowski töö, mis kinnitab ja laiendab Henry tulemusi. See kasutab teist fosforiseerivat materjali - kaltsiumsulfiidi. Siin on teie kirjeldus:

"Mähkinud tavalise tundliku paberi (fotopaberi) lehe mitme kihiga musta või punase nõelapaberiga, asetasin selle kohale kaks münti ja kaotasin ühe (lehe) pooltest klaasplaadiga koos fosforiseeriva pulbriga (kaltsiumsulfiid). Pärast neli või viis tundi päikese käes viibimist oli pool tundlikku paberit, mis oli otseselt päikesekiirgust saanud, terveks jäänud ja sellel ei olnud ühtegi märki selle kohale asetatud mündist, mis näitas, et must või punane paber polnud päikese poolt ületatud. kerge. See pool, mis sai päikesekiirt ainult läbi fosforiseeriva plaadi, oli täiesti must, välja arvatud see osa, mis vastas ühele mündile, mis tekitas mustal taustal valge silueti.

Paigutades ainult ühe õhukese punase paberikihi, võimaldades päikesekiirtel läbi pääseda, leidsin, et tundliku paberi see osa, mis sai päikesekiirgust alles pärast seda, kui see läbis fosforestsentsi kihi, mustas palju kiiremini kui teine. "

Niewenglowski tähelepanekud kinnitasid Charles Henry tähelepanekuid: fosforstsentsmaterjalid kiirgasid valgustatult röntgenikiirgust. Veelgi enam: Niewenglowski uurib pärast päikesevalguse saamist pimedasse kohta paigutatud kaltsiumsulfiidi fosforestsentsi mõju, järeldades, et ka sel juhul eraldas materjal kiirgust, mis on võimeline läbima musta paberit:

"Samuti täheldasin, et fosforiseeriva pulbri kiirgatav valgus, mida varem pimedas päike valgustas, suutis läbida mitu punase paberi kihti ja varjata tundlikku paberit, mille need paberikihid neist eraldasid. ".

Veel nädal möödub. 1822. aasta 24. septembri istungil teatas Piltchikof, et kasutades tugevalt fluorestsentsi tekitavat ainet Crookes'i torus, kus katoodkiired tabasid klaasseina, täheldati röntgenikiirguse intensiivsuse suurt suurenemist, mis võimaldas röntgenikiirgus 30 sekundi jooksul (varem oli vaja mitu minutit). Seetõttu oli Poincaré soovituse tulemus juba olulisi tehnilisi rakendusi. Kõik need tulemused hämmastavad iga kaasaegset füüsikut. Selliste autorite kirjeldatuga sarnast mõju pole praegu teada. Katsed ei oleks tohtinud tulemusi anda. Mis juhtus? See pole teada.

Samal akadeemia sessioonil ilmub Henri Becquereli esimene töö sellel teemal.


Video: Radioaktiivsuse mõõtja (Detsember 2020).