Содержание
Начало новой физики
2. Начало |
И хотя
В конце 1895 г.,
Соли урана излучали непрерывно, самопроизвольно.
е. материя, полученная от различных источников, таких
А само явление –
Период полураспада разных радиоактивных веществ изменяется в
е.
Этот процесс аналогичен испусканию излучения| hν = U + Ee hν − энергия фотона, U − работа выхода, Ee − кинетическая энергия электрона. | Альберт Эйнштейн (1897 – 1955) |
А. Ф. Иоффе:
«Для физиков же, и в особенности для физиков моего
поколения — современников Эйнштейна, незабываемо появление
Эйнштейна на арене науки. В 1905 г. в «Анналах физики»
появилось три статьи, положившие начало трём наиболее актуальным
направлениям физики XX
века.
Это были: теория броуновского движения, фотонная теория света и
теория относительности. Автор их −
неизвестный до тех пор
чиновник патентного бюро в Берне Эйнштейн. He
приходится тратить много слов на теорию относительности −
её
историю знает каждый физик. Переход от преобразований Лорентца и от
гипотезы Лорентца–Фицжеральда к частной теории относительности
Эйнштейна, законы сложения скоростей, проблема одновременности,
знаменитое соотношение между массой т и
запасом энергии тела
E:
E = mc2,
где с −
скорость света, которая становится предельной скоростью
распространения энергетических процессов, — все это вошло в
кровь и плоть современной физики.
Известно так же как за частной теорией последовало в
1911 г. обобщение её на ускоренное движение, а в 1915 г. общая теория
относительности, включившая теорию тяготения и связь геометрии с
наличием массы.
Эйнштейн поставил перед собою дальнейшую
задачу — единую теорию поля, сочетающую электромагнитное поле с
тяготением.
Одна за другой следовали попытки создать единую теорию,
но все они одна за другой оказывались несостоятельными и отвергались
критикой».
Нобелевская
премия по физике
1921
г. А. Эйнштейн
За
вклад в теоретическую физику и, в особенности, за открытие закона
фотоэлектрического эффекта.
1900 г. М. Планк выдвинул гипотезу квантов и
сформулировал закон излучения черного тела
| Энергия кванта E = hν, ν − частота излучения. Спектральная ћ = h/2π = 1.05·10-34 | Макс Планк (1858 – 1947) |
Л. Д. Ландау:
«В чем заключалась суть того преобразования физики, которое
сделал Макс Планк в своей знаменитой классической работе в 1900 г.
?
Она заключалась в том, что с совершенно новой точки зрения
рассматривался вопрос о взаимодействии между излучением, т.е.
электромагнитными волнами, и веществом. Вещество в то время
представляли обычно в виде совокупности совершающих колебания
зарядов, иначе говоря, в виде системы осцилляторов. Планк решительно
изменил обычную трактовку характера взаимодействия осцилляторов с
электромагнитным полем. Именно он пришёл к выводу, что вопреки
классической электродинамике, согласно которой всякий осциллятор, как
и всякое другое тело, излучает электромагнитные волны непрерывно,
необходимо допустить, что излучение электромагнитных волн происходит
скачками, порциями, которые Планк назвал знаменитым теперь термином —
квантами. Величина одного кванта равна некоторой постоянной
h,
умноженной на частоту
ν
колебаний осцилляторов. При помощи этого с современной точки зрения
сугубо кустарного допущения Планк сумел получить правильную формулу
для черного излучения – формулу, которая осталась без всяких
изменений до сегодняшнего дня».
Нобелевская
премия по физике
1918
г. М. Планк
За
открытие кванта энергии.
| 1897 г. Открытие электрона 1904 г. Модель атома | Джозеф Джон Томсон (1856 – 1940) |
Э. Резерфорд, 1936 г.:
«Это было в 1897 г., когда из
экспериментов, проведенных в основном нашим руководителем
Дж. Дж. Томсоном, вытекало, что так называемые катодные
лучи Крукса состоят из потока частиц очень малой массы, движущихся с
очень большой скоростью. Я полагаю, что мы вправе приписать
преимущественную роль в этом открытии Дж. Дж. Томсону,
поскольку он был первым, кто отклонил эти частицы как в
электрическом, так и в магнитном полях, и первым понял, что электрон
должен быть составной частью всех атомов, а также придумал методы
определения числа электронов в aтоме»
Дж.
Томсон, 1898 г.: «Я
считаю, что атом состоит из большого числа… корпускул [т.е.
электронов]… В нормальном атоме это собрание корпускул
образует систему, которая электрически нейтральна. Хотя отдельные
корпускулы ведут себя подобно отрицательным ионам, однако, когда они
собраны в нейтральном атоме, отрицательный эффект уравновешивается
чем-то, что заставляет пространство, в котором находятся корпускулы,
действовать так, как если бы оно обладало зарядом положительного
электричества, равным по величине сумме отрицательных зарядов
корпускул».
Дж. Томсон, 1904 г.: «Мы
предполагаем, что атом состоит из некоторого числа [отрицательных
корпускул, движущихся внутри сферы с однородной положительной
электризацией… Корпускулы располагаются по ряду
концентрических оболочек. Постепенное изменение свойств, которое
имеет место при перемещении вдоль горизонтальных рядов
[периодической] системы элементов, иллюстрируется свойствами,
которыми обладают эти группы корпускул».
Нобелевская
премия по физике
1906
г. – Дж. Дж. Томсон
За
большие заслуги в теоретических и экспериментальных исследованиях
электрической проводимости газов.
1895 г. В. Рентген открыл X-лучи,
позже названные его именем – рентгеновские лучи
| Изучая катодные лучи, В. Рентген открыл новый вид излучения – X-лучи и описал их свойства.
| Вильгельм Рентген (1845 – 1923) |
Нобелевская
премия по физике
1901
г. – В. Рентген
За
открытие лучей, названных его именем.
1896 г. А.
Беккерель. Открытие
радиоактивности
| Анри Беккерель (1852 – 1908) |
А. Беккерель дважды в начале 1896 г.
выступал на заседании Парижской академии наук с сообщением об
открытии им нового явления — радиоактивности. 24 февраля 1896
г. А. Беккерель сообщил о методе регистрации радиоактивности. 2
марта 1896 г. А. Беккерель впервые сообщил, что открытое им
явление принципиально отличается от искусственной фосфоресценции,
вызываемой облучением некоторых кристаллов под действием солнечного
света.
Из
выступлений А.Беккереля на заседании Парижской академии наук.
Заседание
24 февраля 1896 г.
«Фотографическую
бромосеребряную пластинку Люмьера обертывают двумя листками очень
плотной черной бумаги… Сверху накладывают какое-нибудь
фосфоресцирующее вещество (бисульфат урана и калия), а затем всё это
выставляют на несколько часов на солнце. При проявлении фотопластинки
на черном фоне появляется силуэт фосфоресцирующего вещества».
Заседание
2 марта 1896 г.
«Я
особенно настаиваю на следующем факте, кажущемся мне весьма
многозначительным… Те же кристаллы, содержащиеся в темноте, в
условиях когда возникновение радиации под действием солнечного света
исключается, дают, тем не менее, фотографические отпечатки. В среду
26-го и в четверг 27 февраля 1896 г. солнце появлялось лишь с
большими перерывами. Я отложил совсем подготовленные опыты и, не
трогая кристаллов соли урана, установил кассеты в ящике стола в
темноте. В следующие дни солнце не появлялось вовсе, но, проявив
пластинки 1 марта,
я обнаружил на них совершенно отчетливые контуры».
Нобелевская
премия по физике
1903
г.
— А. Беккерель
За
открытие радиоактивности
М. Кюри:
«Анри Беккерель производил опыты с
солями урана, так как некоторые из них обладают свойством
флуоресцировать [H. Becquerel,
Comptes Rendus,
1896]. Он получил фотографические оттиски сквозь черную бумагу при
помощи флуоресцирующего двойного сульфата уранила и калия. Дальнейшие
опыты показали, однако, что наблюдаемое явление никак не связано с
флуоресценцией. Оказалось, что освещение соли не является необходимым
условием и что на фотографические пластинки действуют и уран и все
его, как флуоресцирующие, так и нефлуоресцирующие, соединения, причем
наиболее сильно действует металлический уран. Беккерель обнаружил
затем, что соединения урана, в течение нескольких лет находившиеся в
полной темноте, продолжают действовать на фотографические пластинки
сквозь черную бумагу. Тогда он пришел к заключению, что уран и его
соединения испускают особые урановые лучи. Эти лучи обладают
способностью проходить сквозь тонкие металлические экраны.
Проходя
через газы, урановые лучи ионизируют их и делают их проводниками
электричества. Излучение урана самопроизвольно и постоянно, оно не
зависит от таких внешних условий, как освещение и температура.
Лучи тория. Исследования, произведенные
одновременно В. Шмидтом и Марией Кюри, показали, что соединения тория
испускают лучи, подобные урановым. Такие лучи часто называют лучами
Беккереля. Вещества, испускающие лучи Беккереля, назвали
радиоактивными,
а новое свойство вещества, обнаруженное по этому лучеиспусканию, —
радиоактивностью
(Мария Кюри). Элементы, обладающие этим свойством, называются
радиоэлементами».
1898 г. М.
Кюри-Склодовская, П. Кюри. Открытие
радиоактивности элементов полония Po
(Z=84)
и радия Ra
(Z=88)
М. и П. Кюри: «Исследования
соединений урана и тория показали… что свойство испускать лучи,
которые делают воздух проводящим и действуют на фотографические
пластинки, является специфическим свойством урана и тория,
обнаруживающимся во всех соединениях этих металлов, причем это
свойство слабее, когда доля активного металла в соединении меньше:
Физическое состояние вещества, по-видимому, не имеет существенного
значения.
.. Следовательно, очень вероятно, что некоторые минералы,
более активные, чем уран и торий, содержат вещество, более активное,
чем эти металлы… Мы попытались изолировать это вещество в урановой
смолке, и эксперименты подтвердили предыдущее заключение… Урановая
смолка была примерно в 2,5 раза активнее [по производимой ею
ионизации], чем уран… Она была подвергнута действию кислот, и
полученный раствор был обработан сернистым водородом. Уран и торий
остались в растворе, [однако] осажденный сульфид содержал очень
активное вещество вместе со свинцом, висмутом, медью, мышьяком и
сурьмой…
При проведении таких операций получаются
все более и более активные продукты. Наконец, мы получили вещество,
активность которого оказалась в 400 раз больше активности урана…
Поэтому мы думаем, что вещество, которое мы выделили из урановой
смолки, содержит неизвестный до сих пор металл… Если существование
этого нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием
в честь родины одного из нас (Мария
Кюри)».
| Мария Кюри-Склодовская (1867—1934) и Пьер Кюри (1859— 1906) |
В ходе дальнейших исследований супруги Кюри
нашли, что урановая смолка содержит «второе сильно
радиоактивное вещество, совершенно отличное от полония по своим
химическим свойствам. Это новое радиоактивное вещество… имеет все
химические свойства бария.
Растворяя осадок в воде, вновь осаждая его
в спирте и повторяя эту процедуру несколько раз, удалось, наконец,
получить продукт с активностью, превосходящей в 900 раз
активность урана. Полученные результаты объяснялись присутствием
нового элемента, который был назван радием. Так как наиболее активный
продукт все еще содержал большую долю бария, был сделан
совершенно правильный вывод, что «радиоактивность радия
должна быть огромной» по сравнению с радиоактивностью урана.
«Супруги Пьер Кюри
и Мария Кюри-Склодовская подвергли систематическому исследованию все известные химические элементы в
отношении радиоактивности (термин «радиоактивность» был
впервые введен ими).
Они нашли её также у тория… Но в миллионы
раз сильнее она оказалась у двух новых элементов: полония и радия.
Аналитико-химическая методика, примененная супругами Кюри при
исследовании элементов на радиоактивность, привела в течение двух
следующих десятилетий в руках многочисленных исследователей к
открытию других «естественных» радиоактивных элементов».
М.
Лауэ «История физики»
Нобелевская
премия по физике
1903 г. – П. Кюри и М. Кюри-Склодовская
За Исследования
радиоактивности
Нобелевская
премия по химии
1911
г. — М. Кюри-Склодовская
За открытие элементов радия и полония,
изучение свойств радия, получение радия в металлическом состоянии и
осуществление экспериментов, связанных с радием
α-Частицы
— ионизованные атомы 4He
| 1 – разрядная трубка, 2 – радиоактивные источники Th, Ra, 3 – трубка для накопления α-частиц |
Работа
Резерфорда в Канаде ознаменовалась целым рядом крупнейших открытий.
Во-первых, им была открыта эманация тория. Вместе с Резерфордом там
же работал в то время молодой химик Содди, и с ним Резерфорд начал
изучать химический характер элементов, получаемых от радиоактивного
распада, так как было очень важно установить наряду с физическими и
химические особенности радиоактивного процесса. В то время
радиоактивность еще не была понята, и Резерфорд вместе с Содди были
первыми, кто доказал, что это есть спонтанный переход одних элементов
в другие, называемый теперь радиоактивным распадом. При этом
испускаются либо α-лучи, состоящие из быстро летящих атомов
гелия с положительным зарядом, либо β-лучи — быстро
летящие электроны. На основании этого Резерфорд предполагал, что
эманация тория есть элемент, отличный от самого тория. Вместе с Содди
он по диффузии определил атомный вес эманации и показал, что она
соответствует благородному газу. Теория радиоактивного распада,
выдвинутая Резерфордом и Содди в 1903 г., произвела революцию.
П.Л. Капица. «Воспоминания о
профессоре Э.
Резерфорде»
Уже в 1897 г. Э. Резерфорд различал
по проникающей способности два вида радиоактивного излучения: легче
поглощаемые
α-лучи
и более проникающие β-лучи.
В то время как последние, благодаря их легкой отклоняемости в
электрическом и магнитном полях, были вскоре отождествлены с
электронами, над природой первых Резерфорду пришлось потрудиться
более долгое время. Но в 1903 г. он нашел, наконец, посредством
опытов с отклонением этих лучей, что отношение их заряда к массе
по знаку и величине соответствует дважды ионизованным атомам
гелия. Вильям Рамзай (1852—1916) и Фр. Содди установили в
1904 г. поразительное появление гелия в соединениях радия;
единственным объяснением могло быть возникновение гелия из
радия. Резерфорд и Т. Ройдс подтвердили в 1909 г.
идентичность α-частиц
и ионов гелия, так как они обнаружили в собранных нейтрализованных α-частицах
характерную желтую линию спектра гелия. Так было доказано
возникновение элемента гелия из других элементов.
В то же самое
время постепенно установили, что за небольшими исключениями
радиоактивное тело посылает либо α-лучи,
либо β-лучи;
обнаруженное в 1900 г. Паулем Виллардом неотклоняемое γ-излучение
может быть связано с обоими.
М.
Лауэ «История физики»
Нобелевская
премия по химии
1908
г. — Э. Резерфорд
За
исследования по превращению элементов и за химические исследования
радиоактивных веществ.
Лучи Анри Беккереля
В 1895 году немецкий
физик Конрад Рентген (1845– 1923)открыл
свои замечательные Х-лучи, которые
впоследствии весь мир назвал рентгеновскими.
Давно известно,
что некоторые вещества после облучения
их солнечным светом способны светиться
в темноте холодным светом, т. е.
люминесцировать. Вскоре после открытия
рентгеновских лучей французский физик
Анри Беккерель(1852–1912) решил выяснить,
не связаны ли явления люминесценции с
излучением рентгеновских лучей.
Действительно,
первым «увидел» радиацию Анри Беккерель.
Он искал ответ на вопрос, поставленный
французским физиком Анри Пуанкаре
(1854–1912), не являются источником
рентгеновских лучей излучения
флуоресценцирующих веществ? Флуоресценция
– (от названия минерала флюорит) – есть
разновидность люминесценции, затухающая
в течение короткого времени. Для
исследования А. Беккерель выбрал хорошо
флуоресценцирующие соли урана – любимый
объект изучения его отца Эдмона Беккереля
(1820–1891), крупного физика 19-го века.
Естественная и искусственная радиоактивности
С тех пор необычайные
и удивительные свойства урана привлекли
к себе внимание выдающихся физиков и
химиков, и в первую очередь Пьера Кюри
(1859–1906) и Марии Склодовской-Кюри
(1867–1934). Действительно, уран оказался
не единственным химическим элементом,
способным испускать новые лучи.
Соотечественники Беккереля Пьер и Мария
Кюри из десятков тонн руды выделили
миллиграммы неизвестных ранее элементов
– полония и радия.
Эти элементы также
испускали урановые лучи. Аналогичные
свойства исследователи обнаружили и у
тория.
Лучи, открытые
Анри Беккерелем, стали называть
радиоактивными, а само явление их
испускания – радиоактивное.
В результате
большого числа опытов ученым удалось
установить, что радиоактивность
представляет собой естественный
самопроизвольный распад неустойчивых
атомов. Например, при распаде порождает
ряд других радиоактивных элементов и
в конечном итоге превращается в стабильный
изотоп свинца.
В 1934 году в
лаборатории Радиевого института в
Париже Фредерик Жолио-Кюри (1900–1958) и
его жена Ирен Жолио-Кюри (1897–1956) открыли
искусственную радиоактивность,
радиоактивность продуктов ядерных
реакций, которая впоследствии приобрела
особенно важное значение. Из общего
числа (-2000) известных радионуклидов лишь
порядка 300 – природные, а остальные
получены в результате ядерных peaкций.
Между искусственной и естественной
радиоактивностями нет принципиального
различия.
Излучение искусственной
радиоактивности привело к открытию
новых видов β-превращения: позитронному
β-излучению и электронному k-захвату.
В 1940 году советские
физики К. А. Петржак и Г. Н. Флеров открыли
спонтанное деление ядер урана. Спонтанное
деление ядер – это процесс туннельного
прохождения ядер через барьер деления.
Впоследствии это явление было наблюдено
и для многих других «тяжелых» ядер.
Глава 2. Источники радиации природного и техногенного происхождения
Естественный фон
радиации образуют космические лучи,
падающие на Землю из космоса, и
радиоактивные элементы, содержащиеся
в земных породах и пище, которую мы едим
(рис. 1).
Естественные
радиоактивные вещества обусловливают
уровень как внешнего, так и внутреннего
облучения организма. Радиоактивные
элементы, содержащиеся в земном коре
и строительных материалах, из которых
сооружены наши дома, испускают лучи,
непрестанно проходящие сквозь наши
тела, т.
е. они образуют внешний источник
радиации. В то же время наши пища содержит
микроскопическое количество редких
радиоактивных элементов, которые
поступают внутрь организма и образуют
постоянный источник внутреннего
облучения. Только недавно специалисты
признали, что содержание радиоактивного
радона, выделяемого строительными
материалами во вдыхаемом воздухе, ведет
к значительному облучению организма.
Рис.
1. Иллюстрация действия основных
компонентов естественного
радиационного фона: а) космических
лучей; б)радиоактивности
земной коры; в)радиоактивности, исходящей
из строительных
материалов; г) радиоактивности,
содержащейся в пище.
Этот месяц в истории физики
Во время одного из самых известных случайных открытий в истории физики, пасмурным мартовским днем 1896 года, французский физик Анри Беккерель открыл ящик и обнаружил спонтанное радиоактивность.
Анри Беккерель имел хорошие возможности для того, чтобы сделать захватывающее открытие, которое произошло всего через несколько месяцев после открытия рентгеновских лучей. Беккерель родился в Париже в 1852 г. в семье выдающихся физиков. Следуя по стопам отца и деда, он занимал кафедру прикладной физики в Национальном музее естественной истории в Париже. В 1883 году Беккерель начал изучать флуоресценцию и фосфоресценцию — предмет, в котором его отец Эдмон Беккерель был экспертом. Как и его отец, Анри особенно интересовался ураном и его соединениями. Он также умел фотографировать.
В начале 1896 года научное сообщество было очаровано недавним открытием нового типа излучения. Вильгельм Конрад Рентген обнаружил, что трубки Крукса, которые он использовал для изучения катодных лучей, излучали новый вид невидимого луча, способного проникать сквозь черную бумагу. Недавно открытые рентгеновские лучи также проникали в мягкие ткани тела, и медицинское сообщество сразу же признало их полезность для визуализации.
Беккерель впервые услышал об открытии Рентгена в январе 189 г.6 на заседании Французской академии наук. Узнав об открытии Рентгена, Беккерель начал искать связь между уже изученной им фосфоресценцией и вновь открытыми рентгеновскими лучами. Беккерель думал, что фосфоресцирующие соли урана, которые он изучал, могут поглощать солнечный свет и переизлучать его в виде рентгеновских лучей.
Для проверки этой идеи (которая оказалась ошибочной) Беккерель заворачивал фотопластинки в черную бумагу, чтобы на них не попадал солнечный свет. Затем он поместил кристаллы урановой соли поверх обернутых пластин и выставил всю установку на солнце. Когда он проявил пластины, он увидел очертания кристаллов. Он также помещал такие предметы, как монеты или вырезанные металлические фигуры между кристаллами и фотопластинкой, и обнаружил, что может создавать очертания этих фигур на фотопластинках.
Беккерель воспринял это как доказательство того, что его идея была верна, что фосфоресцирующие соли урана поглощают солнечный свет и испускают проникающее излучение, подобное рентгеновским лучам.
Он сообщил об этом результате на собрании Французской академии наук 24 февраля 1896 года.
В поисках дальнейшего подтверждения того, что он обнаружил, он планировал продолжить свои эксперименты. Но погода в Париже не благоприятствовала; следующие несколько дней в конце февраля стало пасмурно. Думая, что без яркого солнечного света он не сможет проводить никаких исследований, Беккерель убрал свои кристаллы урана и фотопластинки в ящик стола.
1 марта он открыл ящик и проявил пластины, ожидая увидеть очень слабое изображение. Вместо этого изображение было удивительно четким.
На следующий день, 2 марта, Беккерель сообщил в Академию наук, что соли урана испускают излучение без какой-либо стимуляции солнечным светом.
Многие задавались вопросом, зачем Беккерель вообще проявлял пластины в то пасмурное 1 марта, ведь он не ожидал ничего увидеть. Возможно, им двигало простое научное любопытство. Возможно, на него оказывали давление, чтобы ему было что сообщить на завтрашней встрече.
А может быть, он просто был нетерпелив.
Какой бы ни была причина проявления пластин, Беккерель понял, что заметил нечто важное. Он провел дополнительные испытания, чтобы подтвердить, что солнечный свет действительно не нужен, что соли урана излучают излучение сами по себе.
Сначала он думал, что этот эффект связан с особенно длительной фосфоресценцией, но вскоре обнаружил, что нефосфоресцентные соединения урана проявляют тот же эффект. В мае он объявил, что уран действительно излучает радиацию.
Беккерель первоначально считал, что его лучи подобны рентгеновским, но его дальнейшие эксперименты показали, что в отличие от рентгеновских лучей, которые нейтральны, его лучи могут отклоняться электрическими или магнитными полями.
Многие представители научного сообщества все еще были поглощены недавним открытием рентгеновских лучей, но в 1898 году Мария и Пьер Кюри в Париже начали изучать странные урановые лучи. Они придумали, как измерить интенсивность радиоактивности, и вскоре нашли другие радиоактивные элементы: полоний, торий и радий.
Мария Кюри ввела термин «радиоактивность» для описания нового явления. Вскоре Эрнест Резерфорд разделил новые лучи на альфа-, бета- и гамма-излучения, а в 1902 Резерфорд и Фредерик Содди объяснили радиоактивность как самопроизвольное превращение элементов. Беккерель и Кюри получили Нобелевскую премию 1903 года за работу по радиоактивности.
История открытия Беккереля — хорошо известный пример случайного открытия. Несколько менее известен тот факт, что сорок лет назад кто-то другой сделал такое же случайное открытие. Абель Ньепс де Сен-Виктор, фотограф, экспериментировал с различными химическими веществами, включая соединения урана. Как позже сделал Беккерель, он выставил их на солнечный свет и положил вместе с кусочками фотобумаги в темный ящик стола. Открыв ящик, он обнаружил, что некоторые химические вещества, в том числе уран, обнажили фотобумагу. Ньепс решил, что обнаружил какой-то новый вид невидимого излучения, и сообщил о своих открытиях во Французскую академию наук. Никто не исследовал этот эффект до тех пор, пока десятилетия спустя Беккерель не повторил практически тот же эксперимент в тот серый день в марте 189 г.
6.
Анри Беккерель | французский физик
Беккерель, Анри
Смотреть все СМИ
- Дата рождения:
- 15 декабря 1852 г.
Париж
Франция
- Умер:
- 25 августа 1908 г. (55 лет)
Франция
- Награды и награды:
- Нобелевская премия (1903 г.)
- Предметы изучения:
- радиация
радиоактивность
уран
Просмотреть весь связанный контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
Анри Беккерель , полностью Антуан-Анри Беккерель , (родился 15 декабря 1852, Париж, Франция — умер 25 августа 1908, Ле Круазик), французский физик, открывший радиоактивность в ходе своих исследований урана и других веществ. . В 1903 он разделил Нобелевскую премию по физике с Пьером и Марией Кюри.
Он был членом научной семьи, насчитывающей несколько поколений, наиболее известными из которых были его дед Антуан-Сезар Беккерель (1788–1878), его отец Александр-Эдмон Беккерель (1820–1891) и его сын Жан Беккерель ( 1878–1953).
Тест «Британника»
Физика и законы природы
Какая сила замедляет движение? Каждому действию есть равное и противоположное что? В этом викторине по физике нет ничего, что E = mc было бы квадратным.
Образование и обучение
После раннего обучения в лицее Луи-ле-Гран Анри получил формальное научное образование в Политехнической школе (1872–1874 гг.) и инженерное образование в Школе мостов и шоссе (Школа мостов и шоссе; 1874–77). Помимо своих преподавательских и исследовательских должностей, Беккерель в течение многих лет был инженером в Департаменте мостов и автомобильных дорог, а в 1894 году был назначен главным инженером. Его первая академическая должность была в 1876 году в качестве помощника преподавателя в Политехнической школе, где в 1895 он сменил кафедру физики. Одновременно он был помощником натуралиста своего отца в музее, где он также принял должность профессора физики после смерти отца.
Электричество, магнетизм, оптические явления и энергия были основными областями физических исследований в 19 веке.
В течение нескольких лет исследования молодого человека были связаны с вращением плоскополяризованного света магнитными полями, предметом, открытым Майклом Фарадеем и в который также внес свой вклад отец Генри. Затем Анри занялся инфракрасным излучением, изучая, среди прочего, спектры различных фосфоресцирующих кристаллов при инфракрасной стимуляции. Особое значение имеет то, что он расширил работу своего отца, изучив связь между поглощением света и испусканием фосфоресценции в некоторых соединениях урана.
К 1896 году Анри был опытным и уважаемым физиком — членом Академии наук с 1889 года, — но более важными, чем его исследования до сих пор, были его опыт работы с фосфоресцирующими материалами, его знакомство с соединениями урана и его общие навыки в лабораторных методах. в том числе фотографии. Вместе они должны были сделать открытие радиоактивности в пределах его досягаемости.
Систематическое изучение радиации
В конце 1895 года Вильгельм Рентген открыл рентгеновские лучи.
Беккерель узнал, что рентгеновские лучи, испускаемые стеклянной вакуумной трубкой, флуоресцируют при попадании на нее пучка катодных лучей. Он взялся исследовать, существует ли какая-то фундаментальная связь между этим невидимым излучением и видимым светом, так что все люминесцентные материалы, как бы они ни стимулировались, также испускают рентгеновские лучи. Чтобы проверить эту гипотезу, он поместил фосфоресцирующие кристаллы на фотопластинку, обернутую непрозрачной бумагой, чтобы на эмульсию могло попасть только проникающее излучение. Он выставил свою экспериментальную установку на несколько часов на солнечный свет, таким образом возбуждая кристаллы обычным образом. При проявлении на фотопластинке выявлялись силуэты образцов минералов, а в последующих экспериментах — изображение монеты или металлического выреза, вставленного между кристаллом и бумажной оберткой. Беккерель сообщил об этом открытии в Академию наук на ее заседании 24 февраля 189 г.6, отметив, что некоторые соли урана были особенно активны.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас
Таким образом, он подтвердил свое мнение о том, что это люминесцентное вещество испускало что-то очень похожее на рентгеновские лучи, в то же время испуская видимое излучение. Но на следующей неделе Беккерель узнал, что его соли урана продолжают излучать проникающую радиацию, даже если они не фосфоресцируют под воздействием ультрафиолета солнечного света. Чтобы объяснить эту новизну, он постулировал долгоживущую форму невидимой фосфоресценции; когда он кратко проследил активность металлического урана, он интерпретировал ее как уникальный случай металлической фосфоресценции.
В течение 1896 года Беккерель опубликовал семь статей о радиоактивности, как позже назвала это явление Мария Кюри; в 1897 г. всего две статьи; а в 1898 г. — ни одного. Это было показателем как его интереса, так и интереса научного мира к этому предмету, поскольку в этот период проводились исследования многочисленных излучений (например, катодных лучей, рентгеновских лучей, лучей Беккереля, «лучей разряда», канальных лучей, радиоволн, видимого спектра).
, лучи светлячков, светлячков и других люминесцентных материалов), а лучи Беккереля казались не особенно значительными. Гораздо более популярные рентгеновские лучи могут делать более четкие теневые фотографии и быстрее. Требовалось расширение в 1898 радиоактивности в другой известный элемент, торий (Герхардом Карлом Шмидтом и независимо Мари Кюри), и открытие новых радиоактивных материалов, полония и радия (Пьером и Марией Кюри и их коллегой Гюставом Бемоном), чтобы пробудить мир и Беккерель к значению его открытия.
Дальнейшие взносы
Вернувшись в созданное им поле, Беккерель сделал еще три важных вклада. Один из них заключался в измерении в 1899 и 1900 годах отклонения бета-частиц, которые являются составной частью излучения как в электрическом, так и в магнитном полях. Исходя из полученного таким образом значения заряда и массы, он показал, что бета-частица была такой же, как недавно идентифицированный Джозефом Джоном Томсоном электрон. Другим открытием явилось то обстоятельство, что якобы активное вещество урана, уран X, со временем утратило свою излучающую способность, а уран, хотя и неактивный в свежеприготовленном виде, со временем вновь обрел утраченную радиоактивность.