第一章放射性的發(fā)

1、核能史話第一章：放射性的發(fā)現(xiàn)第一章：放射性的發(fā)現(xiàn)1、人類早期對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)自古以來(lái)，人類一直想從千變?nèi)f化的自然現(xiàn)象中找到如何認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的客觀規(guī)律，從而知道各種物質(zhì)來(lái)源于何處？它們是由什么東西組成的？等等。關(guān)于人類早期對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，綜合起來(lái)大致可分為兩種不同的論點(diǎn)：一種認(rèn)為，世界上的一切都是由上帝創(chuàng)造的；另一種認(rèn)為，萬(wàn)物皆由某些最基本的物質(zhì)要素所組成。我國(guó)古代思想家曾提出“五行說(shuō)”，用以說(shuō)明世界萬(wàn)物的起源。在古希臘時(shí)代，也曾流行過

2、類似的學(xué)說(shuō)。如亞里士多德就曾認(rèn)為，土、氣、火和水是組成物質(zhì)世界的基本要素，它們分別代表干、冷、熱和濕四種不同的物質(zhì)屬性。然而，在所有認(rèn)為世界是由物質(zhì)構(gòu)成的學(xué)說(shuō)中，影響最大的要算由德謨克利特首先提出的“原子說(shuō)”，他的老師留基伯也是這個(gè)學(xué)說(shuō)的創(chuàng)始人之一。他們都認(rèn)為萬(wàn)物皆由大量不可分割的微小物質(zhì)粒子組成，這種粒子被稱為原子(希臘文“不可分割”之意)。于此同時(shí)，德謨克利特還認(rèn)為“原子”具有不同的性質(zhì)。這就是說(shuō)，在大自然中能夠同時(shí)存在各種各樣的原

3、子。有些原子很輕，能自由地向各處滲透，而彼此間相距又很遠(yuǎn)，空氣和其它各種氣體就是由這類輕原子所組成的。相比之下，液體中的原子要重一些，它們雖然相互粘連在一起，但仍能流動(dòng)，故液體具有體積不變而形狀可任意改變的特性。至于固體中的原子，一定是更大、更重的。它們相互結(jié)合得更緊密，同圓潤(rùn)而又光滑的液體原子相比，固體原子表面想必是粗糙不平的，因此團(tuán)體原子間能互相鉤牢而不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果形狀和體積都可保持不變。由此可知，早期的原子說(shuō)雖粗淺，但仍能像現(xiàn)

4、在一樣，可用來(lái)解釋固體、液體和氣體的某些物理現(xiàn)象。到了十七世紀(jì)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種發(fā)明和發(fā)現(xiàn)紛至沓來(lái)，從而加深了人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)。人們開始不僅限于用頭腦思考提出各種概念，而是力求用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證對(duì)自然現(xiàn)象所作的種種假說(shuō)。1661年，英國(guó)化學(xué)家波義耳指出：“組成復(fù)雜物體的最簡(jiǎn)單物質(zhì)，或在分解復(fù)雜物體時(shí)所能得到的最簡(jiǎn)單物質(zhì)，就是元素”。在這里，被波義耳所采用的“元素”這個(gè)詞的含義和我們今天的理解是相同的，即物質(zhì)可由各種元素組成，它是用

5、一般化學(xué)方法不能再行分解的最簡(jiǎn)單的物質(zhì)。一定的化學(xué)元素，就有一定的性質(zhì)。自然界中各種物體，不論是動(dòng)物、植物和礦物，還是氣體、液體和固體都是由各種元素所構(gòu)成的，例如金和銀，氧和氫就都是元素。止工作，而亞鉑氰化鋇紙上的熒光也就同時(shí)消失。若再加上高電壓使陰極射線管重新工作，紙上的熒光就又重現(xiàn)。奇怪的是當(dāng)把紙慢慢移遠(yuǎn)時(shí)，竟然仍能見到閃爍的螢火。由此可知，紙上的熒光一定是由陰極射線管工作時(shí)所產(chǎn)生的。而當(dāng)時(shí)已知的陰極射線只能穿過幾厘米厚的空氣層，故

6、一定還有一種人們?nèi)庋鬯荒芤姷降纳渚€穿過陰極射線管的管壁，打在紙上，結(jié)果產(chǎn)生了熒光。倫琴為了對(duì)這種神秘的射線能有更進(jìn)一步了解，他又繼續(xù)做了許多試驗(yàn)。例如，他用黑紙把整個(gè)陰極射線管嚴(yán)密地包封起來(lái)。又在陰極射線管和涂有熒光物質(zhì)的紙間放置上千頁(yè)厚的書，或幾厘米厚的木板，或幾毫米厚的鋁板等等。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是紙、木板、玻璃，甚至金屬都不能擋住這種射線。這就說(shuō)明所產(chǎn)生的射線確有很強(qiáng)的穿透能力。由于當(dāng)時(shí)倫琴對(duì)這種射線的性質(zhì)還不分清楚，故就把它叫

7、做“X射線”。后人為了紀(jì)念倫琴的功勛，也稱之謂“倫琴射線”。另外，倫琴還發(fā)現(xiàn)X射線能穿過墻壁，使相鄰房間內(nèi)的膠片感光。同時(shí)又發(fā)現(xiàn)它雖能容易地透過薄而輕(即密度小)的物質(zhì)，但對(duì)厚而重(即密度大)的物質(zhì)卻很難穿過。例如，倫琴曾在暗室里把某種柔軟物質(zhì)或金屬鑰匙之類的硬物質(zhì)放在照相底版上。然后，用X射線對(duì)準(zhǔn)底片進(jìn)行照射(也稱曝光)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)射線能全部穿透柔軟物質(zhì)使底片全部曝光。但在放有金屬鑰匙的底片上，卻清晰地看到了一個(gè)和鑰匙形狀一樣的未曝光區(qū)

8、。倫琴的偉大發(fā)現(xiàn)是在1895年圣誕節(jié)后公諸于世的。當(dāng)時(shí)立即引起了許多物理學(xué)家的注意。特別是醫(yī)生們?cè)诳吹降谝粡堬@示人體手骨骼的照片后就更為激動(dòng)。從此，他們可利用X射線拍片，察看病人的骨骼在何處破裂或直接尋找彈片和子彈在人體中的位置，以便及時(shí)治療。在第一次世界大戰(zhàn)期間，居里夫人就曾在法國(guó)部隊(duì)中，組織傷兵醫(yī)療服務(wù)隊(duì)，在戰(zhàn)地前線建立了第一座有X光設(shè)備的醫(yī)療站，搶救和醫(yī)治了很多傷病員。而目前X射線在醫(yī)學(xué)上不論是診斷或治療邪得到了非常廣泛的應(yīng)用。X

9、射線的發(fā)現(xiàn)大大地推動(dòng)了近代物理學(xué)的發(fā)展。就在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的第二年，法國(guó)人貝克勒爾從鈾鹽中發(fā)現(xiàn)了放射性。又過了一年，英國(guó)人湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，等等。由于這些重大發(fā)現(xiàn)，就使得人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)更加深化了，人們的思維已深入到原子內(nèi)部，開始探索原子世界的奧秘了3、鈾鹽世家的新發(fā)現(xiàn)1895年1月20日，倫琴在巴黎法國(guó)科學(xué)院宣讀關(guān)于發(fā)現(xiàn)X射線的報(bào)告時(shí)，在眾多的聽眾中有一位名叫貝克勒爾的法國(guó)物理學(xué)家。他在聽過報(bào)告后，反復(fù)思考著一個(gè)問題，即熒光與神奇