登陆注册
6395200000004

第4章 本森和基尔霍夫:杰出的化学家

用光谱分析的方法在化学新元素的发现中作出了杰出贡献的是一对非常要好的朋友:本森和基尔霍夫。

本森是一位化学家,基尔霍夫却是一位物理学家,他们两个人都是德国人,都在德国的海德尔堡大学教学,而且还是一对非常要好的朋友。本森身材高大,体态魁伟,基尔霍夫却身材矮小,只有他的大个子朋友的一半。本森沉默少言,很难得说句话,而基尔霍夫呢,则是有名的贫嘴。他妈从小就叫他“小尤丽娅”,就因为他长得又小、又矮、又爱说,像个小女孩子。人们无法想像他们两个人怎么会成为一对形影不离的好朋友。

其实,这一对好朋友的关系很简单,基尔霍夫是个学者,除去科学,什么也不想知道,而本森呢,为了自己的科学事业一辈子连婚也没顾上结,这是两个把自己完全献给了科学事业的科学家。他们每天在一起讨论着他们共同关心的东西,他们怎么能不成为好朋友呢?

本森曾经发明过一种煤气灯,今天这种灯的名字就叫本森灯。他在玩他的本森灯的时候,发现在灯上燃烧的物质不同,产生出来的火焰的颜色也不同。他想:如果能用火焰的不同颜色区分化学元素多么省事啊。于是他就开始了这方面的实验。

本森在实验中发现:钠这种元素在我们这个地球上几乎无处不在,许多物质都含有钠,而且钠在燃烧时发出的光很强、很亮,总是掩盖了其它颜色。在对物质进燃烧时,很难区分不同的元素,所以他感到很困惑。在一次散步的时候,本森就把自己遇到的困难告诉了好朋友基尔霍夫,基尔霍夫非常爱说,而光学又正好在他的物理学研究范围之内。他马上作出了回答说:“这太好办了,你不会看光谱吗?”于是便滔滔不绝地向本森讲开了光和光谱的知识。

在这次谈话以后,两个好朋友努力合作揭开了化学科学光辉的一页,他们用光谱分析的方法取得了许多世界第一流的发现。

基尔霍夫所说的光谱,就是牛顿在乡下和他的小妹妹用三棱镜分解出来的那道美丽的彩虹。牛顿得到的光谱是太阳光谱,由赤、橙、黄、绿、青、兰、紫七种原色组成的。由于不同的元素燃烧时会产生不同的光谱,于是这一对好朋友就开始用光谱分析的方法去寻找新的未知元素了。

用光谱分析有个最大的好处,无论钠在燃烧时发出的光多么强、多么明亮,在光谱上只是相应的彩带宽了一些,却掩盖不了其它元素的光谱了。因此,只要在对某种物质燃烧时发现了新的光谱线,那么,这种物质中就一定含有新的元素了。于是,两个好朋友就用一盏本森灯开始了他们的科学新发现。

他们两个不断地把不同的东西投入本森灯的火焰之中,然后用三棱镜对他们燃烧时产生的光谱进行分解,从1860年4月—11月,基尔霍夫和本森两个人发现好多种新的化学元素,当他们发现铯和铷的时候,人类已经知道了59种元素了。

对科学来说,更重要的是,这两位科学家把这种方法从地上扩大到了太空。用光谱分析法分析了天体的元素成份。

基尔霍夫和本森的研究起源于一个名叫夫琅和费的科学家。

早在1814年,德国光学家夫琅和费为了检验他的光学仪器,研究了许多种灯的光谱,想找一种光线为单色光的理想光源。光源没有找到,这位先生却发现了许多有趣的现象。其中最为重要的就是发现了以他的名字命名的夫琅和费线。

夫琅和费进行研究时也是用的牛顿的方法。像牛顿一样,他也钻进了一间黑屋子,只留了一条狭缝让阳光照进去。

第一次,夫琅和费在狭缝跟前摆了一盏油灯,他通过三棱镜看到的是有两条大小和狭缝相等的极其明亮的黄线,并排出现在那条彩色的光谱带上,这就是钠的光谱线。

第二次,夫琅和费把油灯换成了日光,他发现黄线不见了,变成了两条宽窄相同的黑线。

这引起了他极大的好奇,当他在太阳光的谱带上仔细寻找时,发现在太阳的光谱上有许多条横断在上面的黑线,他数了数一共有500多条,截断了太阳光谱,使彩虹变成了断断续续的。这就是著名的夫琅和费线。但是,许多年来,谁也弄不清这些夫琅和费线是哪儿来的。

霍尔基夫认为钠的光谱和太阳光谱中的双黑线总是占着同一位置,这绝不是偶然的。于是他进行了一个实验:他在把本森灯放在狭缝上的同时,让日光也照了进去,他要看一看这两种光谱重叠的现象。当太阳光的强度调得较弱时(用毛玻璃挡住口),夫琅和费线的双黑线就变成了两条明亮的纳谱线,当太阳光稍强时,黄色的纳谱线消失了,再现了那两条黑色的夫琅和费线。然后,他用石灰灯光代替阳光继续观察,他发现只要把一个含钠的灯焰放在石灰灯前,就会出现那两条黑色的夫琅和费线了。

两个好朋友终于明白了,因为含钠的灯焰吸收了石灰灯发出的钠光谱,所以才出现了夫琅和费线,那么在太阳上,也一定是纳蒸气吸收了阳光中的钠谱线才出现的夫琅和费线。这充分说明了太阳里含有钠,那么,那500多条夫琅和费线也一定和其它相应的元素谱线相对应了。

一个新的、意义深远的工作开始了。

本森和基尔霍夫首先在铁的谱线上找到了60条各种颜色的线与太阳光的谱线完全相合。

紧接着,用同样的方法——通过元素的谱线与夫琅和费线对比的方法,这两位科学家查明了太阳上的30多种元素与地球上的元素基本上是一致的。

这个惊人的消息立刻传遍了整个科学界,震动了全球。到了这个时候,在科学面前,连太阳也失去了神秘性。紧接着,所有的天体的神秘性也逐渐消失了。亚里士多德月上界,月下界的划分,在科学面前,在更深的认识层次上被彻底地推翻了。

由于本森和基尔霍夫的巨大成功,许多科学家也纷纷把各种物质送进火焰中去烧,并且使用这种新的方法去寻找新的元素了。

1861年,英国科学家克鲁克斯发现了铊;

1863年,德国科学家利赫杰尔发现了铟:

1868年,法国让逊和英国洛克发现了氦;

1875年,法国科学家列科克·布阿博德朗发现了镓;1879年,瑞典化学家拉尔斯·弗勒德里·尼里逊发现了钪;1885年,德国化学家温克勒发现了锗。

这最后面的三种元素的发现,非常有意思,因为他们都是由一个伟大的预言家,在发现之前早已预言过的。而且这个预言者甚至指出了这些新元素的发现者测定的比重和原子量上的错误,在整个科学界引起了极大的震动。

这个预言家就是俄国伟大的化学家门捷列夫。

由于元素周期律是在原子论的基础上产生的,所以在讲门捷列夫的惊人发现的故事之前,还得先讲一下古希腊原子论的新生。

同类推荐
  • 我对于生活如此认真:梁漱溟问答录

    我对于生活如此认真:梁漱溟问答录

    梁漱溟称作者是“多年相识的晚辈朋友”,在本书初版时亲自审定书稿并作序介绍。这是唯一一部经梁先生亲自审定的关于自己的传记作品。作者在特殊年代里记录整理了梁漱溟在当时的各次发言以及受批判斗争的情况,在文中以强烈的历史责任感记录了梁漱溟所经历的时代变化和各种重大历史事件,独家披露了包括1953年梁漱溟与毛泽东之争、“文革”中拒绝“批林批孔”等重大历史内容在内的1949年以后梁漱溟先生39年人生轨迹,为海内外梁漱溟研究提供了弥足珍贵的档案材料。
  • 鬼谷子全书(第八卷)

    鬼谷子全书(第八卷)

    鬼谷子,原名王诩,又名王禅,是历史上极富神秘色彩的传奇人物,春秋时人。常入云梦山采药修道。因隐居清溪之鬼谷,故自称鬼谷先生。鬼谷子是春秋战国时期著名的思想家、谋略家,兵家、教育家,是纵横家的鼻祖,是中国历史上一位极具神秘色彩的人物,被誉为千古奇人,长于持身养性,精于心理揣摩,深明刚柔之势,通晓纵横捭阖之术,独具通天之智。他的弟子有兵家:孙膑、庞涓;纵横家:苏秦、张仪。相传鬼谷即为太上老君的唯一弟子玄都仙人。鬼谷诡秘,社会纵横、自然地理、宇宙天地玄妙;其才无所不窥,六道无所不破,众学无所不通。证得弟子门人无数,翻云覆雨,惊世骇俗,后皆大有作为。鬼谷堪称万圣先师,万圣之祖,绝不为过。
  • 正说明朝十八臣

    正说明朝十八臣

    本书精选了18位在明朝有过重大作为的大臣,他们分别是:武略文韬首推徐达、开国宰相李善长、僧人宰相姚广孝、铁骨青天海瑞、留世清白惟于谦、一夫当关袁崇焕等。
  • 杜佑评传

    杜佑评传

    杜佑是唐代著名的政治家,史学家和思想家,代表作《通典》一书体制宏大、思想深刻,总结过去,反映现实,开辟历史编纂学新途径,在中国古代的国家行政理论,政治制度研究方面取得了杰出的学术成就。《杜佑评传》紧扣唐中叶的政治、社会和文化时代背景,细致考察、介绍了杜佑一生的经历,他的近六十年的从政生涯和著述生活,在此基础上,对杜佑的政治思想、经济思想、社会思想和学术思想成就及其贡献,做了比较详细的讨论阐述。
  • 明太祖朱元璋(世界伟人传记丛书)

    明太祖朱元璋(世界伟人传记丛书)

    此书以朱元璋的苦难童年开笔,写他的曲折传奇的情爱故事,写他铁马金戈救民于水火,写他的辉煌政绩,写他政治家的谋略与风采,写他的肃贪风暴,写他礼贤下士和选贤任能的品格以及运用权谋的无奈……本书的看点在于从文章的点滴言辞中能够去真实的体会一个历史人物的功过是非,升降沉浮,于是这些曲折起伏的事实显然搭建了一个鲜明的历史平台。朱元璋及他的亲人与仇人都在这一历史平台上演绎他们命运的悲欢离合,大喜大悲。本书的实质不在于让读者去通读历史事件,而在于让读者朋友廓清历史烟尘,通过起伏波折,大开大阖,震撼心灵的故事,把一个个真实的灵魂发掘出来,从而去探索昔日王朝兴衰、错综复杂的历史传奇……
热门推荐
  • 道德真经论兵要义述

    道德真经论兵要义述

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 闺密老公:等你爱上我

    闺密老公:等你爱上我

    那一年,十五岁的他和十二岁的她约定好枫叶红了还会再见。十年之后,再次遇见,她已忘了他,他没有认出她。后来,他才知道原来那个女孩是她,可惜她已经忘了自己。是命运让他们分离,也是命运让他们再次相遇。
  • 千年冰山遇上刁蛮公主

    千年冰山遇上刁蛮公主

    殷芷溪,一个天真、有梦想的奋斗型女孩,她最大的梦是当上国际知名小说作家。为了实现梦想,她遇到了自己的真命天子苏子峰。
  • 十里仙路

    十里仙路

    云雾缭绕,仙鹤往来。几根百丈巨柱巍然耸立,柱子上刻有金色的盘龙图案,就如活物蠢蠢欲动,在柱子上向上盘绕,仿佛随时都会冲出来仰天长啸一般。数十根柱子尽头,有一座若隐若现的巨殿。近看,巨殿金光流转,在云雾中散发着金光。无论是谁,在巨殿面前,都有一种双膝跪地,朝拜一般的冲动!巨殿内,东华大帝刚从睡梦中苏醒,脸色微茫,问道:“今夕是何年?”殿下,小炉神躬身答道:“大帝您已沉睡了五百年。”“哦,五百年了......辰儿,辰儿他还好吗?”“飞辰将军已经在人间一千年了,共转世十八次。”东华大帝缓缓站起身来,面向北方,不觉又陷入了沉思。一千年前......
  • 优势病种诊疗方案

    优势病种诊疗方案

    河北省沧州市历史悠久,名人辈出,中医药文化底蕴深厚,涌现出神医扁鹊、金元四大家之一刘完素等杏林巨擘,特别是中西医结合先驱张锡纯,其专著《医学衷中参西录》至今在医学界有着重要的学术地位和深远影响。
  • 王俊凯之少年我们在一起可好

    王俊凯之少年我们在一起可好

    他学习好,长的帅,还是校草,在别人眼中是高冷的,学校里又有许多女生喜欢;她学习一般,长不算太好看,还有点呆。可是,他却唯独对她好,而她却傻傻的不知道。后来,她终于明白。爱的种子也在心里悄悄埋下,慢慢地发了芽……[本故事纯属虚构,如有雷同,纯属巧合,巧合]
  • 乱世情殇:凤飞迷雾记

    乱世情殇:凤飞迷雾记

    乱世纷杂,她深爱的恋人为参军与她洒泪而别,她迫于母亲的病委身于一个有权势的军官。她清冷的气质、坚强的个性让倨傲的军官发狂般地爱上她。他想要娶她,爱她,而她只想离开他。她心中深爱的只是青梅竹马的恋人,仇敌的心,让她无法接受他的权势和爱情,针锋相对的激烈对决,一颗清冷的心和两颗炙烈情潮的对碰。战火硝烟,尘世迷雾,从烈火中跃起的浴血凤凰,如何拨开硝烟和迷雾,勇闯艰难险阻,争得一世的幸福与和平!
  • 网游三国之谁可争锋

    网游三国之谁可争锋

    三国一个英雄辈出,名将如雨的时代。卧龙诸葛、冢虎司马、毒师贾诩、武圣关羽、恶来典韦、虎痴许褚、枪神赵云、猛虎孙坚、上将华雄、天公张角.......数不尽的风流人物!黄巾力士、先登死士、白马义从、无当飞军、陷阵勇士、西凉铁骑、虎豹精骑、南蛮象兵、藤甲蛮兵、白耳精兵.......道不完的传奇故事!看现代武者齐林如何在游戏里面,攻城掠地、争锋天下。“我欲问鼎天下,试问谁可争锋。”——齐林
  • 虚空盗帝

    虚空盗帝

    道本是盗,盗亦有道,盗亦为道,以盗为道。仙者,盗取天地灵气强大自身,实为大盗。盗帝者,乃仙盗之极。盗帝之镜,乃天地大道之极。一个曾经威震武林的大盗,有缘得到十万年前引发仙界大战的天罚神镜进入上古‘吃货’仙帝遗留的养殖场。在这里无数仙珍成妖,不幸到此的人族因难吃才能苟延残喘。且看莫凡凭借无所不能的神镜,如何找回人类的尊严,虐妖成仙……
  • 宇宙奥义书

    宇宙奥义书

    关于修行历史的探索。修行的历史远远超越了我们的宇宙的历史。这不是一本小说,而是一本历史书,不仅仅是修行的历史还是智慧生命的文明史!