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一种从矿物中来的气体

时间:2023-08-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:有一天,拉姆齐在皇家科学会上作完了例行报告后,收到了一封信,那是地质学家麦尔斯寄给他的。可是,在承认彻底失败以前,他决定做一次最后的努力,把那从钇铀矿得来的气体,拿来检查一下。拉姆齐的助手预备好了镁屑,把它烧红了,使这种气体通过它。于是拉姆齐走进实验室附设的暗室去观察这气体的光谱。这时候,玻璃管中的气体立刻放出光来。

一种从矿物中来的气体

有一天,拉姆齐在皇家科学会上作完了例行报告后,收到了一封信,那是地质学家麦尔斯寄给他的。麦尔斯不来听报告,可是报告的内容,看来他都听说过。

信里写道:“我不知道您曾设法使氩同金属铀结合过没有。假如没有,我觉得您很值得试一试。数年前,美国地质学家希勒布兰德曾经指出,如果把一种含铀的矿石——钇铀矿,放在硫酸中加热,就有极多的气泡从矿石里冒出来。希勒布兰德认为这气体是氮。不过这里也可能有氩吧。我认为这是值得检查的。怎能知道钇铀矿中,一定不会含有铀与氩的化合物呢?”

拉姆齐认为麦尔斯的主意出得很有道理。但又上哪儿去找钇铀矿呢?钇铀矿,极其稀少,价格又昂贵,只有到挪威去才找得到。拉姆齐怕自己费了功夫,还是找不到东西,就托一位伦敦商业界的朋友代为寻找。而这位朋友也真有办法:只花了18个先令,就在一位矿石商人手里买到了钇铀矿2英两(约101.6克)。

拉姆齐的助手立刻把这块矿石投入硫酸,加起热来。钇铀矿果然发生了泡沫,冒出了气体。可是拉姆齐当时正忙着别的实验,抽不出时间来研究它,就吩咐助手把这气体暂且放进密闭的容器,保存起来。

时间过得真快,一晃又是一个半月。

在这段时间里,拉姆齐又做了几种尝试,想得到氩的化合物,可都没有成功。他的耐性终于消磨尽了,他看出面对着这种稳定得出奇、消极得惊人的物质,自己的确束手无策了。可是,在承认彻底失败以前,他决定做一次最后的努力,把那从钇铀矿得来的气体,拿来检查一下。

首先应该辨认这种气体是什么,是希勒布兰德所主张的氮呢,或者不是氮而是氩。

拉姆齐的助手预备好了镁屑,把它烧红了,使这种气体通过它。气体如果是氮,就会为这种捕集物所吸收,因为镁是善于吸收氮的。但是气体通过捕集器之后,差不多原封未动。可见希勒布兰德的主张是不合事实的。

于是拉姆齐走进实验室附设的暗室去观察这气体的光谱。他拿了根两端焊有金属电极的玻璃管,用唧筒抽尽管里的空气,然后把这种气体放进去,通上电流。这时候,玻璃管中的气体立刻放出光来。

拉姆齐往分光镜里窥看。

里面有许多条不同颜色的明亮谱线,其中有条黄线,十分明亮。“钠!”拉姆齐想,“镁屑里大概也夹杂有钠。这种杂质,你是什么时候也避不开的……”

为了更容易把这种复杂的光谱弄明白,拉姆齐把另外一支玻璃管装满纯氩气,也通上电。并使两支玻璃管的光谱同时出现在分光镜里。现在他可以对照着研究未知气体的光谱了。

两种光谱上有许多条谱线,都是互相吻合的。纯氩的光谱上也有一条黄线,只是亮度比较弱些。这分明是无所不在的钠也混进了第二管,他想。

但装有纯氩的那支玻璃管所生的黄色钠谱线,为什么要立在钇铀矿气体所生的黄线旁边,相隔一点点呢?

拉姆齐稍微调整了一下分光镜,又转了转窥管,想借此让两条黄线合为一条。但它们还是各就各位地立着,虽然相距很近,可总不肯合拢。(www.xing528.com)

“我们的分光镜出毛病了。”拉姆齐对助手说。

于是他开了灯,拆开分光镜,把三棱镜仔细擦干净。可是并没有用:拉姆齐把分光镜重新装好再看时,由两管来的两条黄色钠谱线照旧是分开的。

这真是天大的怪事!

自本生和基尔霍夫以来,物理学家和化学家个个都知道光谱里的钠谱线是有一定不变的位置的,即使你从地球上极不相同的地方采来了1000种钠的样品。无论你在哪儿进行研究,它们也只产生同一的黄色光线,同一的光谱。怎么在这里,在伦敦大学的这间实验室里,钠的谱线为什么不在一起呢?

拉姆齐在分光镜旁呆坐了好几分钟,眼睛死盯住那支装着钇铀矿气体、发着明亮的金色冷光的玻璃管。说实在的,要找到这个问题的答案,并不困难。拉姆齐已经找到了它。但他害怕这个答案有点过分大胆,过分危险。他不敢相信自己就会那么顺利。

其实,为什么不假设那根玻璃管里面,除了氩,还有别的呢?

还有陌生的未知元素呢?

拉姆齐立刻为这新元素想到了个现成的名称——氪。氪的希腊文就是“秘密”“隐藏”的意思。

拉姆齐马上动手检验自己的假设。他在暗室里一连待了好几个小时,忘记了时间,也忘记了疲倦;他研究着钇铀矿气体的光谱,拿它来跟氩、氮、钠的光谱互相比较。最后,他认为他那架分光镜太不行了,完全不能帮他解决这个复杂问题。想来想去,拉姆齐还是决定去麻烦他的朋友,物理学家克鲁克斯,一位有名的光谱学专家。他派人把盛“氪”的玻璃管送给克鲁克斯,请他研究一下它的光谱。

那是1895年3月22日黄昏的事。

第二天清早,邮局派人来到拉姆齐的实验室,把主人请出来,交给他一封电报

“您的氪就是氦,您请过来看看吧。”克鲁克斯的电报里说。

拉姆齐去了,他看见钇铀矿气体的黄线,跟太阳光谱上那条神秘的黄线,氦的谱线是完全吻合的。

这样,那神秘的太阳物质,地球上也找到了。

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