阴雨天的意外发现

阴雨天的意外发现

X射线发现之后,不仅使打着X射线旗号的商品风靡欧美,连科学界也掀起了一股“X射线热”。不少科学家都改行搞起了这项热门的研究,其中有一位法国物理学家,他叫亨利·贝克勒尔。

伦琴与X射线

1895年11月的一天,德国物理学家伦琴在研究阴极射线时,偶然发现了一种不知名的射线。这种射线穿透力很强,纸片以至厚木板都不能把它挡住。奇妙的是,当这种射线透过人体时,可把体内骨胳的影子显示在荧光屏上,或感光在照相底片上。伦琴就用数学中常用的未知数符号X来命名它,称它为X射线。后来人们知道,X射线是一种波长极短的电磁波,它的波长介于γ射线与紫外线之间。伦琴因这项发现而荣获1901年的诺贝尔物理学奖。

贝克勒尔的父亲是一位物理学家,他对荧光研究特别感兴趣。在父亲的影响下,贝克勒尔也热衷于研究荧光。在X射线发现时,贝克勒尔正在研究一种叫硫酸双氧铀钾的矿石,这种矿石受到阳光照射后能发出荧光。转向研究X射线后,贝克勒尔想用这种矿石做试验,看它在阳光照射下除了发射荧光外,还会不会发出X射线来?

贝克勒尔设计出一个简单而巧妙的办法:他在硫酸双氧铀钾矿石下放一张用黑纸包着的照相底片,太阳光和矿石发出的荧光都不能穿透黑纸使底片感光,就像现在照相胶卷暗盒能保护底片不被感光一样。如果有X射线发出的话,由于它有极强的穿透力,能穿透黑纸使底片感光,因此,只要在做试验之后检查一下包在黑纸里的底片是否感光,就知道这种矿石会不会发射X射线了。

1896年春天,贝克勒尔开始按照自己的设计做实验。头几天实验做得很顺利,那种矿石被太阳一照似乎发出了X射线,因为放在它下面的黑纸包里的底片感光了。正当贝克勒尔想进一步深化这种实验时,天公不作美,竟连续阴雨,没有太阳光实验无法进行,他只得把黑纸包着的一叠底片放进抽屉,顺手把那块矿石压在黑纸包上面,等待天晴以后继续实验。

几天之后天气转晴,贝克勒尔开始准备实验。这位细心的科学家想黑纸包是否会漏光?要是漏光的话,底片早就被感光了,实验不是白做了吗?想到这里他就从放在抽屉里的那叠底片中,抽了几张拿去冲洗。看了冲洗后的照片,贝克勒尔大吃一惊。原来,那几张底片全都由于受到某种强烈的照射而感光了,感光部分的形状正好与那块矿石的形状相一致。惊奇万分的贝克勒尔又把其余的底片全部拿去冲洗,结果每张底片上都留下了那块矿石的影子。贝克勒尔陷入了沉思。

首先,这不可能是漏光造成的,因为每张底片都是他事先在暗室里仔细用黑纸包好的。即使是漏光,也没有那么巧合,所有底片都被感光成一个样子。

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其次,原先设想的研究路线是:阳光照射矿石后它会发出荧光,而荧光又激发出X射线来。现在,在黑暗抽屉里的矿石丝毫没有发出荧光,当然也不会激发出X射线来(后来的研究表明,荧光根本就不能激发出X射线来)。由此可见,一定是矿石本身在发射一种像X射线一样的、穿透力很强的射线。

经过连续几天的反复实验和深入分析,贝克勒尔断定使底片感光的是矿石中的铀元素放出的一种射线,而且这种射线的穿透力比X射线还强。后来,人们把铀的这种能发出射线的性质叫“放射性”,而具有放射性的元素(例如铀)就叫“放射性元素”。