登陆注册
7867500000014

第14章 物理学的发展(3)

第二天是周末,学生放假,研究所活动不多,正是继续进行实验的好机会。伦琴一大早就来到实验室,忙碌了整整一天,以后又连续抓紧实验了好几天。他系统地记录了各种实验装置以及实验中所发生的一切现象,然后,又连续工作好几个星期,专门来确定这种放射的性质。

有一次,他在实验中拿着一块铅片,放到适当的位置,然后通电。这时,在他面前出现了令人惊异的现象,他不但看到了出现在荧光屏上的铅片的圆形黑影,而且还清楚地看到了他的手指的轮廓,那是一只骷髅手,整个手的骨骼看得清清楚楚。这天晚上,当妻子来到实验室后,伦琴叫她帮忙。他让妻子把手按在用黑纸包的底片上,然后用放电管对准,照射15分钟后拿去显影,结果就出现了我们前面所说的那张轰动世界的照片。

伦琴妻子对这神秘的射线感到不可思议,便向丈夫问道:“这是什么射线?”

“我也不知道叫什么射线,它还是一个X(表示未知)!”伦琴停了一会儿,又说道,“不如就叫‘X射线’吧!”

此后,这种神秘的射线,就被称为“X射线”。为了纪念它的发现者伦琴,人们也叫它为“伦琴射线”。

玛丽·居里与放射性元素研究居里夫人(1867~1934)居里夫人,法国物理学家、化学家。

居里夫人在工作她世称居里夫人,原籍波兰华沙。在她出生的年代,波兰正处在俄国沙皇侵略者的统治下,妇女受到歧视,不能上大学。她于1891年到法国巴黎大学读书,由于学习努力,两年内连获物理学硕士学位和数学硕士学位。在此期间,她认识了法国科学家皮埃尔·居里。

在前人的基础上,居里夫人几乎检查了所有化合物,发现了与铀相似的钍化合物,接着又检查沥青铀矿、辉铜矿等多种矿物。经过反复的检查试验,她在沥青铀矿中发现了有一种比铀或钍的放射性强得多的元素。为了研究这种新元素,她和丈夫废寝忘食,昼夜不停地工作,终于在1897年7月在含铋的部分中分析出一种新放射性元素,命名为钋,其放射性比纯铀要强400倍。经过继续努力,于同年12月在含钡的部分中又发现了另一种新元素,命名为镭,其放射性比纯铀要强900倍。

但镭在铀矿中含量微乎其微,居里夫妇克服种种困难,终于在1902年从几吨沥青铀矿中提炼出微量(0.1克)氯化镭,并初步测出镭的原子量为225。由于放射性现象这一划时代的发现,居里夫妇与亨利·贝克勒尔于1903年同获诺贝尔物理学奖。

居里夫人在丈夫去世后,仍然坚持不懈地工作。由于这些重大成就,居里夫人于1911年第二次获诺贝尔化学奖。为了纪念这位杰出女科学家对放射性元素研究的重大贡献,后人把放射性强度单位定为“居里”。

放射性元素,特别是镭的发现,突破了传统物理学范围,进入了一个新领域——微观世界,为原子物理学奠定了基础。爱国的小玛丽

6岁的那一年,玛丽背起书包去上学。可是那个时候,她的祖国波兰已经被奥、俄等几个国家瓜分了,华沙当时被并入了俄国的领土。

在学校里,学生们只能学俄语,但是学校为了反抗俄国的统治,仍然偷偷地教学生们波兰语。

一天,俄国督学突然对学校进行检查。玛丽他们班上的老师正在教学生们学波兰语,大家听到消息后赶紧把书藏在了秘密的地方,然后桌子上又重新摆起了规定的教材。

督学进来以后,用怀疑的眼光扫了大家一眼后,气势汹汹地说道:“给我叫一个学生起来,我要考一考,是不是你们真的在学俄国的东西。”老师就叫学习最优秀的玛丽回答督学的问题。

督学看玛丽用流利的俄语回答着他提出的问题,有些怀疑地问玛丽道:“你是在俄国出生的?”

“不,我出生在波兰。”

“现在谁是你们波兰的领袖?”

玛丽此时只是咬着牙齿,她实在不愿意回答这个问题,老师和校长也十分无奈地互相交换了一下眼神。

督学看了校长一眼,然后慢条斯理道:“女士,你难道不教学生们这最神圣的名字吗?”

玛丽看着同学和老师惊恐的神态,她愤怒地回答道:“是统治俄国领土的亚历山大二世陛下。”

“下次回答问题不允许故意拖延时间。”

说完,督学趾高气扬地跨出了教室。

这个问题深深地刺痛了玛丽幼小的心灵,等督学刚一走,玛丽便抱着老师痛哭起来,同学们也在下面默默地擦拭着眼泪。

回到家里知道这件事的父亲安慰玛丽道:“一个国家,领土可以被侵略者夺走,民族的尊严也可以暂时遭到凌辱,但是你要记住,知识是永远无法从人们的头脑里夺走的!”

从此以后,玛丽更加用功读书了。

有趣的回答

有一天,一个到处寻访居里夫人的美国新闻记者听人说这对夫妇正在不列颠的一个叫做波尔都的渔村里度假。记者到了这个村里,找到居里夫妇所住的村舍。在村舍外,他看见了一个普普通通的年轻妇女(她就是居里夫人)赤着脚坐在门前的台阶上。

“你是这所房子的管家吗?”

“是的。”

“主妇在吗?”

“不,她在房子外面。”

“你想她会很快就回来吗?”

“不会。”

这个记者在台阶上坐了下来,又问:“你可以告诉我一点关于你的主妇的个人情况吗?”

“无可奉告。只有一点,居里夫人叫我转告记者先生们,少打听些关于个人的私事,多打听些关于思想的问题。”

无私的居里夫人

居里夫人的好朋友爱因斯坦曾经高度评价这位世界上最杰出的女性:“在所有的世界著名人物中,玛丽·居里是唯一没有被盛名宠坏的人。”

居里夫人不要金钱、名誉,她想到的只是科学,只是为人类的利益工作。当他们成功地提炼出镭以后,有一个好消息传来了,镭能够治疗癌症,这时不少人写信希望他们能够公开提炼镭的方法和技术。对此,居里夫妇面临两种选择,一是领取专利权,一举成为富翁;二是毫不隐瞒地公布所有的研究成果,夫妇二人为此讨论起来。

居里夫人说:“领取专利虽然能让我们富有,但这是违反科学精神的,物理学家总是把研究成果全部发表公布于众的,我们的发现不过偶然有商业上的前途,我们不能从中取利;再说,镭将在治疗疾病上有大用处。我觉得似乎不能借此求利。”居里夫妇在实验室里工作

皮埃尔完全赞同妻子的意见。

在这期间,有一位美国的莫太太特地去法国拜访居里夫人,她对居里夫人说:“您可以申请专利权呀!这样您会成为一个富有的人啊!”

“不!镭是全人类的!”居里夫人坚决地摇了摇头。

居里夫妇毫无保留地公布了镭的研究成果,并详尽地介绍了镭的制造技术和方法,凡是有人为此登门拜访,他们总是不厌其烦地教给来访者,他们希望制镭业尽快发展起来。

在皮埃尔逝世后,居里夫人又把他们共同研究的成果,价值超过100万法郎的1克镭,无偿地送给了一个研究防治癌的实验室。尽管遇到了亲戚们的反对,他们认为居里夫人应该给孩子们留下一笔遗产,可是居里夫人却认为:“贫寒固然不便,过富也是多余而且讨厌的。”

约瑟夫·汤姆生发现电子汤姆生(1856~1940)汤姆生,英国物理学家,出生于英格兰曼彻斯特。

1880年他毕业于剑桥大学三一学院。1918年他任三一学院的院长,后辞去卡文迪许实验室教授职务,任名誉教授,继续在卡文迪许实验室工作,并指导青年研究生。

汤姆生在气体放电方面进行过不少研究。1897年,通过对阴极射线的研究,他测定了电子的荷质比(电荷e/质量m),从实验中发现了电子的存在,这是汤姆生在科学上的最大贡献。后来他又发现电子的许多性质,指出电子既像气体中的导电体,又像原子中的组分。1912年,他通过对某些元素的极隧射线研究,指出存在同位素。汤姆生由于在物理学方面有重大贡献,于1906年获诺贝尔物理学奖。人类对基本粒子的认识可以追溯到2400多年前。从古希腊的“原子论”到近代道尔顿的“新原子论”,都认为原子是构成物质的最小单位,是永恒不变而且不可分割的。千百年来,人们对此深信不疑。

然而,1879年,英国物理学家约瑟夫·汤姆生却发现了比原子更小的单位——电子。这一石破天惊的发现,打开了人类通往原子科学的大门,标志着人类对物质结构的认识进入了一个新的阶段。

在汤姆生发现电子之前,物理学家们在研究真空放电现象时发现了阴极射线。当时,对于阴极射线的本质是“光波”还是“微粒”,科学界展开了激烈的争论。20多年之后,汤姆生以其杰出的实验令人信服地表明阴极射线是带负电的微粒。因为它在真空管中产生了偏移,被负极板排斥,为正极板所吸引。

1879年,汤姆生在皇家学会讲演中,介绍了他的实验背景。

首先,汤姆生认为“在气体中的电荷载体一定比普通的原子或分子要小”,因为它们比起原子或分子来更容易且更多地穿过气体。

其次,汤姆生认为“放电管中不管用什么气体,而电荷载体却都是一样的”。这一点也为事实所证明,不论真空管里是什么气体,射线在标准磁场作用下产生的偏移是一样的。

根据这些假说,汤姆生大胆推测,阴极射线中的电荷载体是一种普通的物质成分,它比元素原子还要小。

同年,汤姆生创造性地设计了一个杰出的实验。这项实验包括一个阴极作为射线源,两个金属栓带缝隙,以便产生良好的射线来。然后,通过保险丝连接玻璃管和两个金属板以及电池,使两板之间形成电场,并在玻璃管的圆球形一端产生阴极射线冲击的闪光。

实验的核心是测出了阴极射线的电荷与质量的比值(后来被称为电子的“荷质比”)。他所得到的数值比法拉第所测的最轻原子的荷质比大2000倍。这就一举结束了长达20多年的对阴极射线本质的争论,并合理地做出假说:存在着比元素原子还要小的一种物质状态。

汤姆生将这种带负电的阴极射线粒子称为“原始原子”,它的质量仅为氢离子质量的千分之一。

后来的物理学成果证明,汤姆生关于“比原子小”的“原始原子”的假说是对的。另一位著名的物理学家卢瑟福对此做了更科学具体的阐述,他用“核化原子”来解释,正电荷集中在原子的中心,形成沉重的原子核,而电子则环绕着它沿轨道旋转。最后,根据斯托尼的建议,将汤姆生发现的“物质的原始电子”普遍称做“电子”。

电子的发现,打开了现代物理学研究领域的大门,标志着人类对物质结构的认识进入了一个新的阶段。这不仅是物理学发展史上的一项划时代的重大发现,而且还具有极其深远的哲学意义。

电子的发现,使汤姆生获得了1906年度诺贝尔物理学奖。

同类推荐
  • 马克思的故事

    马克思的故事

    他出生于一个律师家庭,在中学时代,已树立为人类谋幸福的崇高理想。1848年2月,他和恩格斯共同发表《共产党宣言》。《共产党宣言》后来成为科学共产主义的第一纲领性文献,成为世界各国无产阶级革命的行动指南。在19世纪中期。他写成经济学巨著《资本论》,从而使无产阶级有了反对资产阶级的最锐利的思想武器。
  • 龙兄鼠弟:神秘黑衣人

    龙兄鼠弟:神秘黑衣人

    不满自己的老鼠身份,一心想做大人物的工匠鼠乐乐,误打误撞进入故宫博物院,并和灵兽小龙成为好朋友。为了挽救大难来临的故宫,龙兄鼠弟齐心协力寻找历史上早已丢失的传国之玺。在整个历险过程中,故宫内各种各样的奇珍异宝,跳出了教科书中死气沉沉的文物形象,变成一个个性格独特的生动卡通角色,怀着他们的使命,轮番上演了一系列妙趣横生的历险故事。
  • 仙境守护神

    仙境守护神

    珠宝星是仙境的魔力之源,恶巫婆凶巴巴处心积虑地想要毁灭她,雏菊仙子是如何粉碎凶巴巴的阴谋的?处于换牙期的小仙孩儿为什么总是这么调皮捣蛋?仙子国和马蜂国之间爆发了激烈的“三颗马蜂牙之战”,战争的结局却是那么出乎意料……送你一对仙子的玲珑翅膀,和魔法小仙子一起到仙境里飞翔吧!让我们跟随晓玲叮当的文字,在迷人的故事和奇妙的仙境中,去发现那些藏在花朵中的秘密!
  • oz国历险记

    oz国历险记

    《OZ国历险记》是弗兰克·鲍姆艺术成就最高的一部著作。它主要讲述了堪萨斯小女孩多萝西的故事。在龙卷风袭来的一天,多萝西和她的小狗托托被威力无比的狂风吹到了美丽而神奇的国家——OZ国。为了重返家乡,回到收养自己的亨利叔叔和伊姆婶婶身边,她历经千辛万苦和种种惊险。在寻找回家的路的漫长旅途中,不断有新的伙伴参加进来。首先是渴望能够得到一个聪明头脑的稻草人,其次是想要获得一颗善良的心的白铁樵夫,最后是想要拥有足够勇气的胆小的狮子。这些为了实现各自的愿望而走到一起的朋友们,成为了亲密的伙伴。他们患难与共,相互扶持,一起经历了那些不可思议的奇特之旅。
  • 通行全球的驾驶证

    通行全球的驾驶证

    成长的花瓣在天空中轻盈地飞舞,装扮着五彩缤纷的世界。在成长的过程中,你可曾跌倒?可曾失意与彷徨?学会做人的道理和处世的方法,会让你获得启发,为你的人生锦上添花,使你收获生活的真谛。
热门推荐
  • 十六岁花嫁(已完结)

    十六岁花嫁(已完结)

    正值花样年华的她,只因父亲的一纸“荒谬遗言”要被迫即将成为“他人之妇”?!噢NO!可笑!可笑!暂且不说她夏子只是一个高中生,单单是看到她那“傲慢跋扈”的“丈夫”,她就有千千万万个NO了。他不帅吗?不,他帅!帅得一塌糊涂。他家很穷?不,他家几乎可以说是富得流油。但是,帅,可以当饭吃吗?不能!有钱人就可以目空一切?不能!或许嫁给他是众多女孩们梦寐以求的事。但她夏子却只想成为众多中的例外。
  • 妖月倾璃:黑凤傲归

    妖月倾璃:黑凤傲归

    从云端坠落,她嘴角带着冷笑。以一己之力,毁灭神族,那是她的骄傲。灵魂却在裂缝中迷失,传入另一时空,成就一代杀手传奇。曾经的过往被遗忘,当初的仇恨却无法掩盖。轮回百世,是否能回归?诛神之愿,是否能实现?曾经骄傲不可一世的黑凤王者,隐没于人群。当她的亲卫拖着残破之躯寻觅着她,隐藏在轮回中的秘密爆发,真正的自己已然苏醒。她踏血归来,卑微的蝼蚁啊,等着我杀出一条血路吧!
  • 血战星源

    血战星源

    他生而不祥,受尽欺凌,遭人遗弃,远走他乡......陈家庄一遭毁灭,是何人所为?少年陈仇带着满腔仇恨踏上修行之路,多年积怨,一朝爆发。面对敌人,杀?还是不杀?星辰不是起点,难道星云就是终点?“我陈仇天下都不怕,还会怕你?”看一个杀人无数实则心的善良的复仇者如何血战星源。
  • 五世为媒

    五世为媒

    那一年,初夏时分,莲花正盛,一眼,便是万年。“我愿替她受五世轮回之苦,只为护她一世的周全。”他为她毅然决然地跳下了轮回,却不知在他跳下的那一刻,她与佛祖定下了赌注,也亦生死相随,其实,即使五世不能与你相守也没有关系,因为遇见你就已经是我一生中最大的幸运了。这是一个关于五世的记忆的故事,我愿以五世为媒,许你生生世世。
  • 三国之单身狗怒开无双

    三国之单身狗怒开无双

    练师、甄女王、貂婵、星彩、月英……所有的妞都是我的!我本是立志成为三国泡妞王的男人!曹操孙权刘备吕布敢不服?我打!如今我铁军驰骋,四海征战,只为保家卫国,扫平天下,荡清宇内!用斗魂与热血来实现华夏一统!
  • 羽化飞升经

    羽化飞升经

    他。是正道300年来最杰出的弟子。是整个正道的希望。他。是杀人无数嗜血成性的魔头。她。是天之娇女。无数男子仰慕的对象。她。是万人唾弃妖媚无限的妖女。这是属于我心中的仙侠。希望大家多多指教。以上!
  • 一品太傅女

    一品太傅女

    “你叫李淑离?”唐尹品味着,“淑离,淑离——淑离不淫,梗其有理兮。嗯!你爹不愧是个一品文官,好名字!”李淑离眨了眨眼,略有惊诧道:“谁说我不淫了?”
  • 傲骨战神

    傲骨战神

    【玄幻爽文】大道三千,万法通天,乾坤域邦,骨力称王!没有帝骨的天才谢辰,遭尽讥讽,却修鸿蒙战魂,终成傲骨战神!论炼丹制器,我九阳骨炎一出,天品丹器随手即来!论操兽控军,我只需骨笔一画,万军俯首群兽称王!论剑法,我修太上剑道九重天,怒震风雷耀星辰!大鹏一日同风起,扶摇直上九万里!待我谢辰,以骨证道,傲剑九重霄!(书友请加群,天/朝三盟379137182)
  • 重演此生

    重演此生

    本以为高中生活就是简简单单的念书、考试,偶尔顶撞老师。却不料在某天醒来之后发现一切都在悄然改变。每天中午准时而来的神秘电话;让人摸不着头脑的时间改变;越来越疏远的至亲好友……这一切,难道只是我的错觉?还有,我发现自己活在了同一天。不断回到那一天,不断试着改变。可是如果真的没有明天,我将如何说出再见。
  • 夫君们,有礼了

    夫君们,有礼了

    前世之事帮人背了黑锅,算了,玉帝给了她无边的法力,好,扶世就贫吧!美丽的外表让人窒息,试问世界几人不陶醉呢?又笑问她的个性,哪个男子不喜欢?她来到这里,男子纷纷倾倒,可是这是她心中所想的吗?这么多男子为她倾心,不知何时已变成了一种负担。不知道何时已经成了负担,让她怎么选……当她选择离开时,她失去了一切,