Φυσική

Η ανακάλυψη της ραδιενέργειας


Εισαγωγή

Σχεδόν όλοι έχουν ακούσει για την ανακάλυψη της ραδιενέργειας, η οποία είναι ένα φαινόμενο με το οποίο οι ατομικοί πυρήνες υφίστανται μετασχηματισμούς και εκπέμπουν ακτινοβολία και στη διαδικασία μπορούν να σχηματίσουν νέα χημικά στοιχεία. Συχνά λέγεται ότι αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε τυχαία από τον Henri Becquerel το 1896. Όλα συνέβησαν επειδή ο Becquerel κρατούσε ένα σύνθετο ουράνιο με μια φωτογραφική πλάκα σε ένα συρτάρι, αποκάλυψε έπειτα το πιάτο και παρατήρησε τα σημάδια του. ακτινοβολία

Η ιστορία δεν είναι αρκετά έτσι. Δεν μπορούσε να λεχθεί ότι ο Becquerel ανακάλυψε τη ραδιενέργεια. και αυτό που πραγματικά ανακάλυψε δεν ήταν το αποτέλεσμα της τύχης.

Αυτό το κεφάλαιο θα παρουσιάσει το έργο του Becquerel, το μακρύ και ελικοειδές μονοπάτι που οδήγησε στην ανακάλυψη της ραδιενέργειας και τη συζήτηση των δυσκολιών κατανόησης των γεγονότων που παρατηρήθηκαν. Αυτό το επεισόδιο είναι πολύ διδακτικό γιατί δείχνει με σαφήνεια πώς οι θεωρητικές προσδοκίες μπορούν να επηρεάσουν τις δικές του παρατηρήσεις, οδηγώντας τον ερευνητή να δει πράγματα που δεν υπάρχουν.

Η ακτινοβολία των φωτεινών σωμάτων

Η ανακάλυψη των ακτίνων Χ σχεδόν προσέλκυσε πολύ μεγάλη δουλειά στην Ακαδημία Επιστημών των Παρισίων και αποτέλεσε το κύριο κίνητρο για την πρώιμη δουλειά του Becquerel. Από την άποψη αυτή, η υπόθεση που έθεσε ο Poincaré ότι υπήρχε μια σχέση μεταξύ της εκπομπής ακτίνων Χ και του φθορισμού του ποτηριού του οποίου κατασκευάστηκε ο σωλήνας ακτίνων Χ ξεχωρίζει: Με τα λόγια του:

«Είναι λοιπόν το γυαλί που εκπέμπει τις ακτίνες Roentgen και τις εκπέμπει φθορίζοντες. Μπορούμε να αναρωτηθούμε αν οποιαδήποτε σωματίδια των οποίων ο φθορισμός είναι αρκετά έντονος δεν θα εκπέμπουν, εκτός από τις ακτίνες φωτός, τις ακτινογραφίες Roentgen, ό, τι κι αν είναι». να είναι η αιτία του φθορισμού τους.Αυτά τα φαινόμενα δεν θα συνδέονται με μια ηλεκτρική αιτία.Αυτό δεν είναι πολύ πιθανό, αλλά είναι δυνατόν και αναμφισβήτητα εύκολο να εξακριβωθεί ».

Είναι η επιδίωξη αυτής της σχέσης μεταξύ φθορισμού και ακτίνων Χ που θα οδηγήσουν στις μελέτες του Becquerel. Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με τις τρέχουσες γνώσεις μας, δεν υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ εκπομπής ακτίνων Χ και φωταύγειας. Αλλά χάρη σε αυτό το λανθασμένο προβάδισμα θα γίνουν πολλές ανακαλύψεις.

Αρκετά έργα που σχετίζονται με την ανακάλυψη του Roentgen παρουσιάστηκαν στην Ακαδημία στις πρώτες συνεδρίες του 1896. Κατά τη συνεδρίαση στις 02/03/1896, ο Nodon αναφέρει ότι ένα φλας τόξου δεν παράγει ακτινογραφίες, αλλά ο Moreau αναφέρει ότι εκπέμπονται από την εκφόρτιση υψηλής τάσης. ενός επαγωγικού πηνίου χωρίς τη χρήση ενός σωλήνα κενού και συνεπώς χωρίς κάθοδοι. Οι Benoist και Hurmuzescu σημειώνουν ότι οι ακτίνες Χ είναι ικανές να εκπέμπουν ηλεκτροσκόπιο. Την άλλη εβδομάδα (10/02/1896) εμφανίζεται το πρώτο έργο που σκοπεύει να δοκιμάσει την πρόταση του Poincaré.

Σε αυτή τη σύνοδο, ο Poincaré παρουσιάζει στην Ακαδημία έργο του Charles Henry. Αρχικά εξετάζει αν το φωσφορίζον σουλφίδιο ψευδαργύρου είναι ικανό να ενισχύσει την επίδραση των ακτίνων Χ και καταλήγει στο συμπέρασμα ότι εάν ένα μεταλλικό αντικείμενο είναι μερικώς επικαλυμμένο με ένα στρώμα σουλφιδίου ψευδαργύρου, η ακτινογραφία αυτού του αντικειμένου γίνεται ισχυρότερη και καθαρότερη στην επικαλυμμένη περιοχή. από ό, τι στην περιοχή χωρίς θειούχο ψευδάργυρο. Ακόμη περισσότερο: Χρησιμοποιώντας το φως που παράγεται από την καύση ταινίας μαγνησίου στο εργαστήριο, ο Henry ισχυρίζεται ότι έχει επιτύχει τα ίδια αποτελέσματα με την ακτινογραφία απλά καλύπτοντας το αντικείμενο με ένα στρώμα σουλφιδίου ψευδαργύρου. Η υπόθεση του Poincare φάνηκε να επιβεβαιώνεται.

Την επόμενη εβδομάδα (17/02/1896), μέσα στην συνηθισμένη συσσώρευση των ακτινογραφικών μελετών, αναδεικνύεται ένα έργο του Niewenglowski που επιβεβαιώνει και διευρύνει τα αποτελέσματα του Henry. Χρησιμοποιεί άλλο φωσφορίζον υλικό - θειούχο ασβέστιο. Εδώ είναι η περιγραφή σας:

"Αφού περιτύλιξα ένα φύλλο ευαίσθητου ευαίσθητου χαρτιού (φωτογραφικό χαρτί) με πολλά στρώματα χαρτιού μαύρου ή κόκκινου βελόνου, έβαλα πάνω του δύο νομίσματα και κάλυψα ένα από τα μισά (με το φύλλο) με μια γυάλινη πλάκα με φωσφορίζουσα σκόνη (θειούχο ασβέστιο). Μετά από τέσσερις ή πέντε ώρες έκθεσης στον ήλιο, το ήμισυ του ευαίσθητου χαρτιού που είχε λάβει απευθείας την ηλιακή ακτινοβολία παρέμεινε άθικτο και δεν έδειξε κανένα σημάδι του κέρματος που τοποθετείται πάνω του, υποδεικνύοντας έτσι ότι το μαύρο ή το κόκκινο χαρτί δεν είχαν διασταυρωθεί από τον ήλιο. φως. Το μισό που έλαβε μόνο τις ακτίνες του ήλιου μέσω της φωσφορίζουσας πλάκας ήταν εντελώς μαύρο, εκτός από το τμήμα που αντιστοιχεί σε ένα από τα νομίσματα, το οποίο παρήγαγε μια λευκή σιλουέτα σε μαύρο φόντο.

Τοποθετώντας μόνο ένα στρώμα λεπτού κόκκινου χαρτιού, επιτρέποντας στις ακτίνες του ήλιου να περάσουν μέσα, βρήκα ότι το τμήμα του ευαίσθητου χαρτιού που έλαβε ηλιακή ακτινοβολία μόνο αφού περάσει από το φωσφορίζον στρώμα μαυρίζει πολύ πιο γρήγορα από το άλλο ".

Οι παρατηρήσεις του Niewenglowski επιβεβαίωσαν αυτές του Charles Henry: τα φωσφορίζοντα υλικά φαινόταν να εκπέμπουν ακτινογραφίες όταν φωτίζονται. Ακόμη περισσότερο: ο Niewenglowski μελετά την επίδραση της φωσφορισμού του θειούχου ασβεστίου που τοποθετείται σε σκοτεινό μέρος μετά τη λήψη του ηλιακού φωτός, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι και σε αυτή την περίπτωση το υλικό συνέχισε να εκπέμπει ακτινοβολία ικανή να διέρχεται από μαύρο χαρτί:

"Παρατήρησα επίσης ότι το φως που εκπέμπεται από τη φωσφορίζουσα σκόνη, φωτισμένο προηγουμένως από τον ήλιο στο σκοτάδι, ήταν σε θέση να περάσει από πολλά στρώματα κόκκινου χαρτιού και να καλύψει ένα ευαίσθητο χαρτί που χωρίστηκε από αυτά από τα χαρτιά "..

Μια άλλη εβδομάδα περνάει. Στη συνάντηση της 24/02/1896, ο Piltchikof ανακοίνωσε ότι η χρήση μιας έντονα φθορίζουσας ουσίας στο εσωτερικό του σωλήνα Crookes, όπου οι ακτίνες της καθόδου έπληξαν τον τοίχο από γυαλί, παρατηρήθηκε μεγάλη αύξηση της έντασης ακτίνων Χ, επιτρέποντας ακτίνες Χ μέσα σε 30 δευτερόλεπτα (προηγουμένως απαιτούνται αρκετά λεπτά). Κατά συνέπεια, η πρόταση του Poincaré είχε ήδη ως αποτέλεσμα σημαντικές τεχνικές εφαρμογές. Όλα αυτά τα αποτελέσματα θα εκπλήξουν κάθε σύγχρονο φυσικό. Δεν υπάρχει παρόμοια επίδραση με αυτή που περιγράφεται από τέτοιους συντάκτες. Τα πειράματα δεν θα έπρεπε να παρέχουν τα παρατηρούμενα αποτελέσματα. Τι συνέβη; Δεν είναι γνωστό.

Στην ίδια αυτή συνεδρίαση της Ακαδημίας, εμφανίζεται η πρώτη εργασία του Henri Becquerel για το θέμα.