原子是如何发现的( 三 )


伦琴确认 , 这并不是阴极射线 , 因为这种看不到的新射线穿透能力非常强 , 他用代表未知的字母X , 将其命名为X射线 。
关于X射线是如何在阴极射线管中出现 , 这个问题我会在后面的视频中提到 。我们接着往下说;
1895年12月28号伦琴以一篇题为《关于一种新射线》的文章发表了他的发现 。
X射线瞬间点燃了科学界的热情 , 也在全世界引起了巨大的轰动 , 各大报纸头版头条疯狂报道 , 如此轰动的原因是 , 伦琴照出了人类历史上第一张人体X射线的照片 , 在所有的人看来 , 这个发现跟魔法一样神奇 。
消息很快传到法国 , 法国人贝克勒尔知道伦琴的发现以后 , 比任何人都兴奋 , 因为他家祖上就是研究荧光物质的 , 比如有些铀矿石在黑暗环境下就能发出幽幽绿光 , 不过非常暗基本上看不到 , 但是把铀矿石放在太阳底下暴晒一下 , 荧光就会变得非常强烈 。
贝克勒尔就想 , 铀矿石在太阳下一晒 , 是不是也能发出X射线 , 结果发现只要是含铀的荧光物质 , 不需要暴晒就能释放出看不见的辐射 , 将照相底片曝光 。
这是人类首次发现的元素放射性现象 , 不过放射性这个词是后来居里夫人发明的 。在贝克勒尔之后 , 居里夫人成为了法国乃至当时全世界放射性研究的先驱 。
1896年 , 在英国卡文迪许实验室 , 给汤姆逊当助手的卢瑟福 , 正在按照导师的要求研究X射线 , 对气体产生的效应时 , 听说了贝克勒尔的铀射线 。
他决定从穿透能力的角度研究下铀射线 , 卢瑟福发现铀释放出来的射线有两种 , 一种穿透力很弱 , 一张纸就能把它挡住 , 命名为α射线 。
一种穿透能力稍微强一些 , 需要一张薄铝板才能挡住 , 跟阴极射线的穿透能力差不多 , 命名为β射线 , 后来证实阴极射线和β射线其实是同一种东西 。
随后德国物理学家发现钍及其化合物也能发出辐射 , 卢瑟福发现钍的辐射中有一种射线穿透力明显强过于前两种射线 , 按照字母顺序就叫它γ射线吧 。
1901年卢瑟福先是发现了放射性的半衰期 , 也就是元素放射性强度下降一半所需要的时间 。随后又同英国化学家索迪发现了 , 元素的嬗变现象 , 也就是元素在经历了放射性辐射以后 , 就转变成了另外一种元素 。
这一发现一下圆了化学家点石成金的梦想 , 牛顿要是知道这事 , 估计能激动地哭出来 , 这是他最爱的事业 。
至此元素的放射性 , 以及元素的嬗变 , 就成为了原子存在的证据之一 。
大家别忘了 , 阴极射线的事情还没有解决呢 。当年问题卡在了有人发现它在磁场中会偏转 , 又有人发现它在电场中不偏转 , 这不是互相矛盾吗 。
卡文迪许实验室的掌门人汤姆逊在1897年的时候 , 决定重新研究阴极射线 , 他发现赫兹之所以在电场下不能偏转阴极射线 , 是因为真空管中有残留的气体干扰 , 将气体抽干净以后 , 阴极射线可以在电场下偏转 , 从而也证明了这是一种带负电的粒子 。
接着汤姆逊给阴极射线在同一方向上同时施加电场和磁场 , 通过调节两者的强度 , 使得阴极射线正好沿着直线打在探测屏上 , 并且算出了粒子的荷质比 。
不管阴极换哪种金属材料 , 粒子的荷质比都不会发生变化 , 汤姆逊猜测这种粒子是所有元素所共有的一部分 , 取名为电子 。
【原子是如何发现的】元素既然有带负电的电子 , 那么它肯定有带正点的粒子 , 因为物质是电中性的 , 所以电子的发现也成为了原子存在的证据 , 也表明了原子可再分 。这个问题可是争论了几千年的话题 , 不知道气死了多少人 。
1903年卢瑟福还根据自己对原子结构的研究 , 提出了一个广为人知的原子模型 。这个问题在下个视频中我们会提到 。
最后一个为原子存在盖棺定论的发现是 , 1905年爱因斯坦发表的一篇 , 关于解释布朗运动现象的论文 , 以纯理论的方式证实了原子存在的真实性 。