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居里夫妇的镭发现:科技万象中的革命

时间:2023-08-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:1896年起,居里夫人和她的丈夫一起进行了系统的发现,在各种元素与其化合物以及天然物中寻找这种效应。居里夫人的发现吸引了皮埃尔先生的注意,居里夫妇携起手来,并驾齐驱,向科学的未知领域发起强有力的进攻。镭的发现在科学界爆发了一次真正的革命,1903年,居里夫妇因此而双双获得了诺贝尔物理学奖。

居里夫妇的镭发现:科技万象中的革命

在柏克勒尔对于铀的放射性质进行了开创先河的观察和研究以后,跟着便发现铀的射线也像X射线,能使空气和其他气体产生导电性,而钍的化合物也经人发现有着类似的性质。

1896年起,居里夫人和她的丈夫一起进行了系统的发现,在各种元素与其化合物以及天然物中寻找这种效应。玛丽亚·斯可罗多夫斯卡娅,即著名的居里夫人,1867年11月7日诞生于波兰华沙的一个书香门第之家。父亲是大家的物理教授,母亲是钢琴家。玛丽亚具有父亲的智慧和母亲的灵巧,从小就对科学实验发生了浓厚的兴趣。

1891年,她到巴黎求学。学业完成后,她原本打算回到正在遭受着沙皇铁蹄践踏的祖国,去为祖国竭尽自己的绵薄之力,同时,也为父母尽一个女儿的孝心。

但是,同法国物理学家皮埃尔·居里先生的相识、相恋和成为终身伴侣,彻底改变了她原来的计划,她只好侨居法国,并于1897年生了一个可爱的女儿。

柏克勒尔现象,引起了居里夫妇的浓厚兴趣,射线放出来的力量究竟是从哪里来的呢?这种放射的性质又是什么呢?

居里夫人把自己的全部身心都投入到铀盐的研究中去了,她广为搜罗并研究了各种铀盐矿石,她被铀盐矿石神奇的射线所吸引,她把特别的爱奉献给了这种特别的矿石。

接受过严格而又系统的高等化学教育的居里夫人,在研究铀盐矿石时想到,没有任何理由可以证明铀是唯一能发射射线的化学元素。她猜想,一定还会有别的元素也具有同样的力量,只不过人们目前还不知道罢了。

她依据门捷列夫的元素周期律排列的元素,逐一进行测定,结果很快发现另外一种钍元素的化合物,也自动发出射线,与铀射线相似,强度也较接近。

居里夫人认识到,这种现象决不只是铀的特性,必须给它一个新名称,居里夫人就把它命名为“放射性”,铀、钍等有这种特殊“放射”功能的物质,叫做“放射性元素”。

后来,在她的丈夫皮埃尔先生的帮助下,她又测定了能够收集到的所有矿物,她想知道还有哪些矿物具有放射性。

在测量中,她获得了又一个戏剧性的发现,在一种来自当时的捷克斯洛伐克沥青铀矿中,她发现,其放射性强度比原先设想的要大不知多少倍。

那么,这种不正常的而且过度的放射性又是从哪里来的呢?用这些沥青铀矿中的铀和针的含量,决不能解释她观察到的放射性的强度。

因此,只能有一种解释,这些沥青矿物中含有一种比铀和针的放射性作用强得多的新元素,而且不是当时人类所已经知道的元素,它一定是一种未知的元素。

居里夫人的发现吸引了皮埃尔先生的注意,居里夫妇携起手来,并驾齐驱,向科学的未知领域发起强有力的进攻。

在条件极其简陋的实验室里,经过居里夫妇锲而不舍的长期努力,1898年7月,他们宣布发现了这种新元素,它比纯铀放射性要高出400倍。

为了纪念她饱经磨难的祖国波兰,新元素被命名为钋(即波兰的意思)。

1898年12月,居里夫妇又根据大量的实验事实宣布,他们又发现了第二种放射性元素,这种新元素的放射性比钋还强,他们把这种新元素命名为“镭”。

但是,由于没有钋和镭的样品,也没有钋和镭的原子量,当时的科学界,几乎没有人愿意相信他们的这个惊世骇俗的新发现。

居里夫妇决心,无论付出什么样的代价,都要提炼出钋和镭的样品,这一方面是为了证实它们的存在,另一方面,也已为了使自己更有把握。

当然,这是一件非常困难的事情。因为藏有钋和镭的沥青铀矿,是一种价格昂贵的矿物,这种矿物主要在波希米亚的圣约阿希姆斯塔尔矿,通过对这种矿物的冶炼,人们可以提取出制造彩色玻璃用的铀盐。

居里夫妇是一对经济相当拮据的知识分子,他们无力支付购买沥青铀矿所需的高昂的费用。但他们没有被眼前的这只“拦路虎”所吓倒,他们几乎想尽了各种各样的办法。

经过无数次的周折,奥地利政府这才正式决定,先捐赠一吨重的残矿渣给居里夫妇,并且许诺,如果他们将来还需要大量的矿渣,可以在最优惠的条件下供应给他们。

居里夫妇这才长长地松了一口气,他们从朋友那里东挪西借,筹到了一笔钱,因为他们仍须购买这种原料,并且还需要付出运到巴黎的运费。他们再次陷入漫长的等待之中。

一天凌晨,太阳刚刚升起来,一辆像运煤货车似的载重马车,便停在了居里夫妇的家门口。(www.xing528.com)

居里夫人高兴极了,她所日夜期待的沥青铀矿终于运到了,她所梦绕魂牵的镭就藏在这里呵!

她急急忙忙地用刀割断绳子,一把扯开那些粗布口袋,把一双纤纤细手深深地插进那棕色矿物中,她一定要从中提炼出镭来。

居里夫人立即投入了繁重的提取工作中去,她每次把20多公斤的废矿渣放入冶炼锅里加热熔化,连续几个小时不间断地用一根粗大的铁棍搅动沸腾的渣液,而后从中提取仅含百万分之一的微量物质。

从1898年到1902年,经过无数次的提取,处理了几十吨矿石残渣,终于得到了0.1克的镭盐,并测定出了它的原子量是225。

镭终于横空出世了!

镭的发现在科学界爆发了一次真正的革命,1903年,居里夫妇因此而双双获得了诺贝尔物理学奖。居里夫人这一巨大成功绝不是轻而易举就能获得的,它凝聚了居里夫人多少汗水、多少泪水,完全是居里夫人心血的结晶。

居里夫人从小就孜孜不倦地追求真理,渴求知识。她有着过目不忘的惊人的记忆力和洞察入微的敏锐的观察力中学毕业时,就曾经获得过金质奖章。

但在当时的波兰,是不准女人上大学的,她也曾经哭过,也曾经闹过,但都无济于事。在她的母亲去世以后,她和姐姐相依为命,患难与共,她俩都渴望能去巴黎上大学。

16岁的她,为了凑足姐姐去巴黎上学的路费,同时也为自己出国做好准备工作,到人家去当了家庭教师,以挣取微薄的收入,在8年中,先后为三户人家当过家庭教师,过着寄人篱下,困苦不堪的生活

1891年,24岁的她只身来到了灯红酒绿的巴黎,并以优异的成绩考入了她向往已久的巴黎大学

一开始的时候,她住在姐姐的家里,但是因为路途太远,她只好在学校附近租了一间小阁楼,冬天奇冷无比,夏天又酷热难当,没有钱吃些好的,经常靠嚼生硬的干面包艰难度日。

尽管日子过得跟苦行僧似的,但她的学习成绩是那样地出类拔萃,只用了两年的时间,就获得了物理学硕士学位,又过了一年,获得数学硕士学位。苦难的生活越发磨砺了她坚强不屈的意志,她自始至终地沿着科学的道路,一如既往地求索下去。

居里夫人在一生中获得了许多荣誉,除两次获诺贝尔奖以外,还获得其他奖金8次,各种科学奖章16枚,各种荣誉称号、学位称号107个。

她无愧于她的时代,她成了本世纪最伟大的科学家之一,然而,金钱和荣誉都没有阻止她前进。引用现代物理学之父爱因斯坦的话说,居里夫人是一位“没有被荣誉腐蚀的人”。

居里夫人不仅仅在早年求学的道路上,备尝人世间的种种艰辛,作为一个女科学家,在成名之后,也曾经遭受过数不清的压制、诽谤和攻击,这真是做人难,做女人更难,做名女人更是难上加难。

1911年法国科学院要选举新院士,接替去世的热内尔。在保守派的操纵下,拒绝接受富有开拓精神而又卓有成就的居里夫人。

1911年11月4日,法国的一家下流报纸还对居里夫人进行了无耻的人身攻击,他们捏造居里夫人所谓的私生活方面的问题,企图把她置于死地而后快。

原来,居里先生生前有个学生叫朗之万(1872~1946),后来成了著名的物理学家,他几乎和爱因斯坦同时发现了质能关系式。居里逝世后,他和居里夫人合作,开展了许多颇有成效的研究工作。

但法国封建保守势力为了达到他们不可告人的目的,乘居里夫人赴布鲁塞尔参加索尔威物理学会议期间,对她进行了恶毒的人身攻击,说她和朗之万关系不正当,出现过所谓的“实验室中的罗曼史”。

他们还花钱雇佣了一批流氓地痞,围攻居里夫人的住宅,向里面扔石头,砸玻璃,喊下流口号,然后又在报纸上大肆渲染。

事后,给她散布流言的一些人承认了错误,但这件事使居里夫人百感交集,感慨万千,更加认清了世态炎凉,人情冷暖。

居里夫人因长期接触和研究放射性物质,受到了放射性的严重伤害。1934年春天就开始卧床不起,7月4日溘然长逝,一代伟人就这样永远地离开了我们。

继居里夫人发现镭之后,另外一些新的放射性元素如锕等也相继被发现。从此,探讨放射现象的规律以及放射性的本质成为科学界的热门话题。随着X射线、放射性和下面即将叙述的电子的发现,原本就脆弱的以古典物理学理论为基础的传统观念,被震撼得摇摇欲坠,整个物理学都处于危机之中。向原子内部发动总攻和分裂原子,已成为世纪更替时期科学领域中最振奋人心的口号。

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