Реферати українською » История техники » Радіоактивні явища. Маріо Льоцці: з історії фізики


Реферат Радіоактивні явища. Маріо Льоцці: з історії фізики

СавельєваФ.Н.,к.т.н.

Радіоактивні речовини

Потрапляючи на стінки скляній трубки, катодні промені викликають тамфлуоресценцию;флуоресцирующая частина трубки є джерелом рентгенівських променів. Чи пов'язані між собою ці дві явища, збіжні в часі та у просторі,— флуоресценція і випущення рентгенівських променів? Це питання навіть виникла б, якби рентгенівські промені був із початку одержані трубці типу «фокус». Але оскільки, повідомив Рентген у першій роботі, вони виходять у дуже простій розрядної трубці, таке питання цілком закономірне.

Це питання поставив собі АнріБеккерель (1832—1108), одне із славної династії видатних фізиків, до котрої я належали його дід АнтуанСезар (1788—1878), батько Едмонд (1820 —1891) із сином Жан (1878—1953).Флуоресценция і фосфоресценція були, як кажуть, «сімейним справою»Беккерелей. Батько АнріБеккереля— ЕдмонБеккерель — справді багато займавсяспектроскопическими дослідженнямифосфоресценции, і зокремафосфоресценции урану, а Анрі з 1882 по 1892 р. продовжував дослідження.

Щойно АнріБеккерель дізнався про дослідах Рентгена, йому відразу ж здалося, що вони теж мають ставлення до того що, що вона займається, відразу ж т. е. на початку 1896 р., він поцікавився, чи можуть рентгенівські променіиспускаться фосфоруючими тілами, що зазнали тривалого опроміненню сонячним світлом. Серед досліджених фосфоресціюючих речовин були й солі урану.Беккерель помістив лусочки солі урану на фотопластинку, загорнену щільною чорної папером, і піддав їх протягом кількох годин сильному впливу сонячних променів. Після прояви фотопластинки у ньому знайшли контури лусочок, хто був до неї притиснуті. Цей результат говорив у користь прийнятої робочої гіпотези і змушував продовжувати дослідження. Було очевидним, що уранова сіль випускає якесь випромінювання, що відбувається через чорну папір ізасвечивающее фотопластинку. Чи пов'язане вона зфосфоресценцией, т. е. перетвориться у урановому мінералі сонячна енергія до цього випромінювання?

Щаслива нагода дозволив Беккерелю невдовзі відповісти на питання. 26 і 27 лютого 1896 р. підготували досвід, кілька який відрізнявся від початкового, але виконати її зірвалася, оскільки день був хмарний і сонце показувалося тільки короткий час. Тому тепер уся установка (на фотопластинці на тлі із чорного тканини, прикритої алюмінієвої платівкою, знайшов спочинок тонкий мідний хрест, з якого розташовувався препарат з подвійним сульфатом калію і урану) була замкнена у шухляді столу. Проявивши 1 березня ці платівки,Беккерель несподівано виявив ними дуже чіткий контур хреста. Йому відразу ж спала на думку думку, що "дія випромінювання відбувалось і у темряві, і призначає нові, спеціально що їх досліди підтвердили це припущення. Отже, щоб одержати фотографічного ефекту був необхідності попередньо висвітлювати уранову сіль сонцем. Понад те, це явище інших фосфоресціюючих речовинах немає, але спостерігалося інших солях урану, котрі маютьфосфоресценцией. Усього цього було чимало, щоб зробити висновок, що саме йдеться про новий мимовільному явище, інтенсивність якого помітно не убуває у часі, як і доводили досліди з урановими солями, приготовлені набагато раніше постановки досвіду.

Саме на цей час у Париж прийшли дані про те, що багатьма фізиками помічено витік заряду з зарядженого тіла,облучаемого рентгенівськими променями.Беккерель поставив аналогічний досвід з новими випромінюванням й дійшов до того ж результату. Він продовжив дослідження двома методами: методом фотопластинок, суто якісним, і електричним методом, придатним відносних про чисельні вимірів. Як не дивно, близько два рокиБеккерель був єдиним фізиком, яка займалася дослідження. Пізніше, 1898 р., щодо нього підключилися дружини Кюрі, а після відкриття радію до кінця століття число дослідників відразу дивовижно розрослася. У тому числі були Резерфорд,Дебьерн, Ельстер, Гейтель, Гізель, Кауфман,Крукс,Рамзай,Содди. Напрям, прийнятеБеккерелем, послужило, природно, відправною точкою для наступних досліджень. Однією з основних фактів, встановленихБеккерелем, був такий: все солі урану,фосфоресцирующие інефосфоресцирующие, як кристала і у вигляді порошку, в сухому вигляді й в розчині, незалежно від своєї походження — все випускають випромінювання одному й тому ж природи, інтенсивність якої тільки від кількості урану, що міститься в солі. Отже, ця здатність виявляється атомним властивістю, властивим елементу урану. Це підтверджувалося тим, що металевий уран володів3 рази більшою активністю, ніж застосовували перших дослідах солі урану. Ці результати, природно, порушували питання пошуках інших речовин, які можуть опинитися мати аналогічними властивостями.

У 1898 р. майже одночасно МаріяКюри-Склодовская (1867—1934) у Франції та Ерхард Карл Шмідт (1865—1949) у Німеччині виявили, що торій має аналогічними властивостями. Марія Кюрі зробила систематичне вивчення мінералів, містять уран і торій, й помітила, деякі мінерали виявилися активніше урану. Марія Кюрі і чоловік П'єр Кюрі дійшли висновку, що у цих мінералах має бути елемент, ще більше активний, ніж уран. Саме на цей час, 1898 р., дружини Кюрі запровадили термін радіоактивність для позначення властивості речовини випускати «променіБеккереля», як називалося тоді випромінювання,испускаемое ураном і торієм. Подружжя Кюрі спробували виділити цей гіпотетичний елемент, активніший, ніж уран, з уранової смоляний руди. Хімічний аналіз мінералу і вимір радіоактивності поступово відокремлюваних фракцій підтвердили, що справді знайдено просте речовина, більш радіоактивне, ніж уран. Вони назвали його полонієм на вшанування батьківщини Марії Кюрі. Пізніше знайшли іще одна елемент, значно більше радіоактивний, який назвали радієм. Два роки, в 1900 р., АндреДебьерн, учень Марії Кюрі, відкрив третє радіоактивне речовина, що його їмактинием.

Дослідження нових випромінювань

Коли виріс список відомих радіоактивні речовини — уран, торій, полоній, радій, актиній — і кількість учених, котрі займаються їх вивченням, почалася друга, більш фізична фаза дослідження, під час якої основну увагу було на вивчення характерних властивостей нових явищ. На перших зразках полонію і радію, отримані від подружжя Кюрі,Беккерель виявив, щоиспускаемое радієм випромінювання має значно більшою проникаючої здатністю, ніж випромінювання полонію. Випромінення радію після проходження алюмінієвої і слюдяний платівок впливає на фотопластинки, тоді як промені полонію було неможливо проникнути навіть крізь картонні стінки коробки, у якій зберігався препарат. Отже, радіоактивне випромінювання різнорідно. Це дістала новий експериментальне підтвердження у кінці 1899 р., колиБеккерель навіть від нього Гізель виявили, що й султанБеккереля проходить магнітне полі, то частина променів відхиляється щодо одного напрямі, іншу — у протилежному. Досвід дослідження катодних променів відразу ж підказав ученим інтерпретацію цього експериментального результату: отже, променіБеккереля неоднорідні і мають корпускулярну природу, переносячи електричний заряд. До того ж висновку й те водночас прийшов у основі вивчення проникаючої здібності променів новозеландський фізик Ернест Резерфорд, який розпочинав своє наукове роботу під керівництвом Джозефа Томсона в Кавендишської лабораторії і присвятив все життя виключно дослідженням радіоактивності. На закінчення свого дослідження він пише: «Ці досліди показують, що випромінювання урану є і полягає по крайнього заходу з цих двох різних видів: дуже швидко що поглинається, назвемо для зручності - випромінюванням; інше, більш проникаюче, назвемо - випромінюванням».

Три року ПольВийяр (1860—1934) показав, що є й третя складова випромінювання, яку раніше не підозрювали; вона відхиляється магнітним полем, отже, подібна за своєю природою з рентгенівськими променями. За аналогією з іншими складовими у неї названа - випромінюванням.

>Беккерель показав, що - промені, генеровані різними радіоактивними речовинами, мають різні швидкості і відхиляються електричним полем. Подружжя Кюрі встановили, що це промені несуть з собою негативний заряд, а Вальтер Кауфман (1871—1947), визначивши методом Томсона одночасно відхилення в електричному і магнітному полях, знайшов ставленняe/m події і виявив, що є функцією швидкості v частки. Це наштовхнув Кауфмана на думку, що маса електрона відповідно до висунутої МаксомАбрагамом (1875—1922) гіпотезою має, по крайнього заходу частково, електромагнітне походження, т. е. є виявом реакції електромагнітного поля. Звідси беруть свій початок теорії електромагнітної природи матерії, які великий вплив на фізиків першої чверті нашого століття.

Енергія радіоактивних випромінювань

Але ці та інші властивості радіоактивного випромінювання, про які сьогодні дізнатися у кожному, навіть елементарному курсі фізики, хіба що важливі вони були б власними силами, відходять другого план проти головною проблемою, яку ці досліди поставили перед першими експериментаторами. У радіоактивних явищах виділяється енергія: енергія хімічного дії, енергія елементарних зарядів, енергія руху частинок. Звідки вона береться?

Марія Кюрі висунула дві гіпотези в 1899 й у 1900 рр. Відповідно до першої, радіоактивні речовини уловлюють зовнішнє випромінювання, не сприймається нашими приладами, та був назад його випускають. Інакше кажучи, де вони генератори, а трансформатори енергії. За другою гіпотезі, навпаки, передбачається, що радіоактивні тіла спонтанно генерують енергію, повільно змінюючись у своїй, хоча ми (поки) не помічаємо їх змін. Обидві ці гіпотези представляли однаково можливими чи, якщо хочете, однаково необгрунтованими.

Гострота цієї проблеми ще більше зросла, як у 1903 р. П'єр Кюрі зробив дуже важливе відкриття, виявивши, що солі урану безупинно виділяють тепло, причому у такій кількості, яке за порівнянні з малої масою радіоактивного препарату представляється величезним. У першій якісному досвіді, проведеному що з А.Лабордом, П. Кюрі встановив виділення теплоти з допомогою термопари, один спай якою Лєсного оточили радіоактивним хлористим барієм, а інший — чистим хлористим барієм. Було виявлено, що ця відмінність температур обох місцьспаев становить близько 1,5° З, значно перевершувало можливі експериментальні помилки. Натхнені цим першим позитивний результат, Кюрі іЛаборд справили безпосереднє вимірвиделившейся теплоти, користуючись двома різними методами. У першому методі кількість тепла, отримане металевим блоком, всередину якого поміщалося певну кількість радіоактивного речовини, прирівнювалося кількості тепла, наголошеногоразогреваемой струмом металевої спіраллю, вміщеній всередину блоку замість радіоактивного зразка і викликає той самий розігрів металевого блоку. У другому методі в калориметрБунзена вводилася ампула з радіоактивним хлористим барієм і із чистим хлористим радієм так і безпосередньо визначалося кількість виділеного тепла. Обидва методу давали досить узгоджувалися результати: враховуючи 1 р радію виходило 100 кал за годину (наступні виміру зменшили що цієї цифри приблизно до 25,5 кал).

Чи може бути така велика енергія просто перехопленої радієм? Невже Всесвіт пронизується такими інтенсивними потоками енергії, які ми можемо знайти, інакше як через ці радіоактивні явища? Такі елементарні міркування штовхали фізиків до того що, щоб відмовитися з першої гіпотези Кюрі на користь другого. Але припустити, що радіоактивні речовини, будучи джерелами енергії, відчувають у своїй якісь повільні зміни, глибші, ніж звичайні хімічні зміни, означало знову піддати обговоренню все основи атомістики.

Щоб осягнути, наскільки радикальним і революційним був такий погляд, сучасний читач має подати Образ мислення фізиків початку нашого століття, їх світогляд, як кажуть, отримане з молоком матері та який був дає підстави пишатися науки на той час.Атомарная структура матерії, незмінність атомів, сталість маси, збереження енергії — такими були засадничі принципи, які багатьом представляли не гіпотезами, а самоочевидними істинами. Хто має ж вистачить сміливості зазіхнути для цієї становища науки, підтверджені століттям безперервних успіхів?

Знайшлися два сміливця — ми скажімо про неї пізніше.

Радіоактивність негайно знайшла численні застосування у фізиці, хімії, геології, метеорології, медицині.Смертоносное дію радіоактивного випромінювання на тварини організми справило моє найбільше враження громадські думка, і знову піднято питання користь наукових досліджень про. Протягом року до трагічної загибелі у Парижі вуличної катастрофи П'єр Кюрі у фіналі своєї лекції на 1905 р. у зв'язку з присудженням йому Нобелівської премії за 1903 р. говорив: «У злочинних руках радій може стати дуже небезпечним, і ми можемо тепер поставити собі запитання, виграє чи людство від знання секретів природи, чи достатньо воно дозріло, аби скористатися ними, не чи принесе їй шкоди те знання. Приклад відкриття Нобеля дуже характерний. Наявність потужних вибухових речовин прискорило проведення грандіозних робіт. Але з тим вибухові речовини є страшним засобом руйнації до рук злочинців,вовлекающих народи під час війни. Я схильний дотримуватися погляду Нобеля, що одержить від нових відкриттів більше хорошого, ніж поганого».

Список літератури

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайтуportal-slovo


Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Застежка-молния
    7 листопада 1891 року Уиткомб Джадсон з Чикаго отримав патент за номером 504038 на винахід, що його
  • Реферат на тему: Неженскии працю
    8 березня 2009 року виповнюється 170 років після народження Жозефіни Кохран (уродженої Гарис),
  • Реферат на тему: Небесний флот Григоровича
    Історія однієї з найбільш успішних літаючих човнів - моделі М-5 конструкції Григоровича - почалася
  • Реферат на тему: Залізна рука
    2 червня 1998 роки компанія Bahco випустила 199-миллионный розвідний ключ. Лише таких інструментів
  • Реферат на тему: Електричний тато автомобіля
    Попри велике кохання до електротехніці, саме Роберт Бош допоміг машині з ДВС обійти електромобіль

Навігація