射線溯源——貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性

從1895年到1896年，人們沉浸在“X射線熱”之中。人們都按照自己的理解去對(duì)待X射線，因?yàn)樗俏粗穆铮射線是怎樣產(chǎn)生出來的呢？誰也不能給出明確的結(jié)論。

絕大多數(shù)人都認(rèn)為，不管X射線是怎樣產(chǎn)生的，肯定與熒光物質(zhì)有關(guān)。這也難怪，因?yàn)槿藗儗?duì)X射線產(chǎn)生中的熒光板作用印象太深了。

1896年1月，冒著寒風(fēng)擠在參觀X射線照片展覽人群中的一位中年人，深深為倫琴的發(fā)現(xiàn)所激動(dòng)。4年前他就研究發(fā)光現(xiàn)象，他在心里對(duì)自己說，“X射線和熒光絕對(duì)有關(guān)系，這是天賜良機(jī)，讓我來解決這一問題吧！”

這位中年人就是法國物理學(xué)家昂利·貝克勒爾。如果說，德國倫琴在演奏19世紀(jì)末物理大發(fā)現(xiàn)樂章的序曲，那么，貝克勒爾肯定要演奏主旋律了。

貝克勒爾

貝克勒爾家族一直在研究熒光、磷光等發(fā)光現(xiàn)象。昂利的父親對(duì)熒光的研究堪稱第一流的水平，他提出了鈾化合物發(fā)生熒光的詳細(xì)機(jī)制。昂利自幼喜愛物理學(xué)，為了趕超祖父、爸爸，他不知偷偷下了多少功夫。而今他作為法國自然歷史博物館的物理學(xué)研究員，應(yīng)該獲得像倫琴那樣的榮譽(yù)。

為了證實(shí)X射線與熒光的關(guān)系，他從父親那里找來熒光物質(zhì)鈾鹽，立即投入實(shí)驗(yàn)。他很想知道鈾鹽的熒光輻射中是否含有X射線，他把這種鈾鹽放在用黑紙密封的照相底片上。昂利從小就看見爸爸用陽光中的紫外線激發(fā)熒光物質(zhì)，進(jìn)而獲得熒光。他想，黑色密封紙可以避陽光，不會(huì)使底片感光，如果太陽光激發(fā)出的熒光中含有X射線，就會(huì)穿透黑紙使照相底片感光。倫琴發(fā)現(xiàn)的X射線在這一點(diǎn)上屢試不爽，密封底片若能感光就成功了。

1896年2月，貝克勒爾把鈾鹽和密封的感光底片，放在太陽光下一連照射了幾個(gè)小時(shí)。晚上，當(dāng)貝克勒爾從暗室中沖出來的時(shí)候，他激動(dòng)得快要瘋了。鈾鹽使底片感了光！重復(fù)的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了以往的設(shè)想。為了穩(wěn)妥起見，貝克勒爾又用金屬片放在密封感光底片和鈾鹽之間，X射線是可以穿透它們使底片感光的。如果不能穿透金屬片就不是X射線。這樣做了以后，他發(fā)現(xiàn)底片感光了，X射線穿透了他放置的鋁片和銅片。

這似乎更加證明，鈾鹽這種熒光物質(zhì)在照射陽光之后，除了發(fā)出熒光，也發(fā)出了X射線。

貝克勒爾開始撰寫研究報(bào)告了。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)騙人嗎？不會(huì)。但是，事實(shí)上貝克勒爾的感光實(shí)驗(yàn)確實(shí)和他開了一個(gè)天大的玩笑。貝克勒爾的研究報(bào)告的結(jié)論當(dāng)然是不正確的，不久，他自己的一次偶然發(fā)現(xiàn)，推翻了他自己的結(jié)論。

二月里的巴黎，天氣像個(gè)頑皮的小孩子，說變就變。幾天來一直陰天，太陽像個(gè)害羞的新娘，躲在云層里不出來。沒辦法，貝克勒爾只好把準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)用品放在桌子的抽屜里。一連幾天，太陽還沒有出來?？墒?，底片沖洗出來時(shí)卻是感了光的。

鈾鹽不經(jīng)過太陽光照射，也能使底片感光。善于留心實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的貝克勒爾一下子抓住了問題的癥結(jié)。貝克勒爾慎重地又重新做了實(shí)驗(yàn)，一切和以前一樣，只是不再讓鈾鹽和底片暴曬了，沖洗感光片結(jié)果表明鈾鹽不需要陽光照射也能使底片感光。

貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性，標(biāo)志著原子核物理學(xué)的開端。由此他和居里夫婦共同獲得1903年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

從此，貝克勒爾開始懷疑他已擬就報(bào)告的結(jié)論了，他決心一切推倒重來，不過，這次他又增加了幾種熒光物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很快出來了。其他熒光物質(zhì)不論是否用陽光照射，都不能使感光底片感光，而鈾鹽不論是否用陽光照射，都能使感光底片感光。

問題再明顯不過了，貝克勒爾進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)說明，底片感光不是熒光物質(zhì)發(fā)射X射線的結(jié)果，而是一種新的射線作怪，是它使底片感光，這種射線源就是鈾鹽。

此后，貝克勒爾便把研究重心轉(zhuǎn)移到研究含鈾物質(zhì)上面來了，他發(fā)現(xiàn)所有含鈾的物質(zhì)都能發(fā)射出一種神秘的射線，他把這種射線叫做“鈾射線”。貝克勒爾的發(fā)現(xiàn)吸引了他的同伴，他們也和貝克勒爾一樣投入了研究。

貝克勒爾的發(fā)現(xiàn)，使旅居在法國巴黎的波蘭女科學(xué)家居里夫人挺身而起，沖向深入研究鈾礦石的最前沿。不久，皮埃爾·居里也參加到妻子的行列。他們經(jīng)過千辛萬苦，相繼提煉出釙、鐳等放射性元素，引起全世界的高度重視。

X射線的發(fā)現(xiàn)，把人們引向了一個(gè)完全陌生的王國——微觀世界。放射性的發(fā)現(xiàn)，直接地揭開了原子的秘密，為深入到原子內(nèi)部的科學(xué)研究，提供了線索，打通了航道……

你若要喜愛你自己的價(jià)值，你就得給世界創(chuàng)造價(jià)值。

——歌德