斯可罗多夫斯卡实验:元素的故事

在铀射线发现的前4年，一位名叫玛丽·斯可罗多夫斯卡的波兰少女，来到巴黎求学。她的老家华沙，当时还由俄罗斯帝国统治着。玛丽一心想当科学家，但在俄罗斯帝国的统治下，妇女很难有机会受到高等教育，至于研究科学，那就更不必提，因此，玛丽才到法国巴黎来。

居里夫人

她在这里不得不过极其清苦的生活。课余她去担任家庭教师，有时得不到教职，就给巴黎大学的索尔奔纳学院当杂工，收拾实验室和洗涤容器。她用这样赚来的一点点钱，在一座大楼的6层楼上租了一间天花板紧贴楼顶的小屋子。她常常一连几个星期只吃干面包。冬天她得亲自把一筐筐的煤炭很吃力地搬上楼去生火。而她手头的钱还常常不够买煤炭。遇到这种日子，她的顶楼里就冷不可耐，连洗脸盆里的水也结上了冰，使这位年轻的女大学生不得不在安歇的时候，把身上穿的衣服全都堆在被子上，马马虎虎地挡一挡寒气。

可是，这样艰苦的生活并没有影响玛丽的学习，她终于顺利地读完了大学。

大学毕业后不久，玛丽就同法国科学家、物理学教授皮埃尔·居里结了婚。该为自己第一件独立进行的科学工作选择题目了，她同丈夫商量以后，决定从事铀射线的研究。

对于一个刚开始做研究工作的人来说，这个题目当然不容易。

这里的一切都是陌生的。铀射线的性质是怎样的？它的强度是由哪些条件决定的？它是怎样在铀的化合物里产生的？产生这种光线需要能量，铀化合物里的这种能量是从哪儿来的？还有，是不是只有铀这一种东西能够发射这样的射线？

但玛丽勇敢地跨进了这座从来没人到过的迷宫。

第一步她得想法迅速侦察铀射线的存在，并精确测量它的强度。利用照相底片的方法太麻烦了。玛丽当然可以比较射线留在底片上的迹印，凭着黑色斑点的浓淡来判定射线什么时候比较强，什么时候比较弱，但这方法是不会很精确的。如果能用一种物理仪器来测量铀射线的强度，像用温度计测量温度，用安培表测量电流那样，就好得多了。

这样的仪器，玛丽的丈夫居里是会做的，很快他就给她做了一架。

居里做的仪器的主要部分是一只普通的平面电容器，也就是被一层空气隔开的两片金属。下面那一片金属，用电池组给充上电，上面那一片跟地接连。这种装置里的电路，平常是不通的，因为谁都知道，空气不是导电体。

可是下面那片金属上如果撒了铀盐，电流就会立刻冲过这个电容器的空气层，因为空气在铀射线的作用下会变成导电体。

而且射线越强，空气的导电性就越好，随之电路中的电流也就越强。

的确，就是在射线最强的时候，电流的强度也不会超过一安培的几十亿分之几。可是有了居里所造的特别仪器，这个数值虽小，还是可以随时测量出来。

待检查的物质一撤到了电容器的下面那片金属上，跟上面的金属片连接的电流计立刻就能指出它发射不发射铀射线。同时还可以十分精确地测出射线的强度来。

手头有了这样方便的仪器，玛丽立即着手寻找还有没有别的物质能够像铀化物那样自动发射不可见光线。(www.xing528.com)

她从许多地方收集到了各种各样的化学物质。从一所实验室，弄到了一切已知元素的化学上纯净的盐与氧化物；从另一所实验室收集到了几种稀有的盐——稀少到比黄金昂贵得多的盐。矿物博物馆，又送给了她许多种从世界各处收集来的矿物标本。

玛丽把这些物质一一放到电容器的金属片上，查看电流计上的读数。

她老是不走运：电容器下边的那片金属上虽然已经更换了百十种不同的物质，电流计的指针始终没有变动位置。但玛丽顽强地实验下去，最后，电流计上的信号终于来了：有一天这个指针到底离开了零位。

这时，撒在金属片上的是金属钍的化合物。

第一场胜利！原来不只铀能发射不可见光线，钍和钍的化合物也能发射。可是一切别的物质——铁、铅、锰、碳、磷的化合物呢？世界上一切不计其数的别的物质，它们能不能也发射这样的射线呢？不能，居里的电流计对这问题的答案是完全否定的。

于是玛丽回到铀的化合物上来。

她测量了铀本身的射线的强度，又测量了铀的氧化物、铀盐、铀酸和种种含铀矿物的射线的强度。它们全都能够或强或弱地增大空气的导电能力。含铀多些的，增大空气导电性的能力也强些，含铀少些的，能力就弱些。例如一种物质，如果含有50%的铀，那么，它使空气导电的能力，就只等于100%铀（纯铀）的一半。而含铀25%的物质，它的这种能力就等于100%铀的1/4，余可类推。

铀的一切化合物——氧化物、盐、酸以及含铀矿物，都要严格服从这条法则。它们射线的强度全都比金属铀本身更弱。

能不能有一种铀的化合物，它的射线的强度超过纯铀呢？当然没有！因为不可能有一种物质，含铀量超过100%。

可是，就有两种矿物——沥青铀矿和铜铀云母——放到电容器下面的那片金属上时，表现得十分奇特：它们在电路里所引起的电流，比铀本身所引起的要强得多！那么，像这样的事怎么会有呢？

是不是因为这种矿物里还隐藏着另一种能够发出射线的元素？如果是的，它又是什么元素？要知道，除了铀和钍以外，好像再也没有元素能够发出射线了。而钍所发的射线在强度上又同铀所发出的相差很少。

为了进行检验，玛丽决定用人工方法来制造铜铀云母，也就是在实验室里用几种化合物来制造它。就成分看，她的人造矿物和天然的没有一点不同。其中的含铀量同天然铜铀云母的含铀量完全相等。可是当人造的成品研成细末撒到电容器下面那片金属上时，却查出它的射线大约弱到天然矿物的18%。

这就是说，在天然的铜铀云母和沥青铀矿中，的确存在着一种活泼的杂质，它的力量比铀高强，可能还高强不少倍哩。

事情发展到这一步就急转直下，使皮埃尔·居里认为有必要放弃自己的研究，以便积极参与妻子的研究。