Ознакомительная версия. Доступно 8 страниц из 40
Сказка о таинственном излучении Сен-Виктора и Беккереля
Уран – распространённый химический элемент: в земной коре его в 40 раз больше, чем серебра, и в 500 раз – чем золота. Уран можно найти практически везде – в минералах и почве, в воде рек и океанов.
Золотистая окись урана, находимая в рудниках и по берегам рек, использовалась как краска для узоров на глиняных вазах ещё две тысячи лет назад. Впоследствии минералы, содержащие уран, стали добавлять в расплав при варке цветного стекла. Оказалось, что урановое стекло красиво светится при воздействии ультрафиолетового излучения, и с конца XIX века начался настоящий бум в производстве праздничной посуды из стекла с примесью урана. Забегая вперед, отметим, что, когда в 1940-х годах стало известно военное применение урана, власти США конфисковали все его запасы, в том числе тарелки и вазы из уранового стекла, хранившиеся на складах. В 1950-х годах производство светящейся урановой посуды возобновилось и было окончательно прекращено только в 1972 году, когда опасность радиоактивного облучения стала всем очевидна.
Впервые чистый уран – тяжёлый металл стального цвета – получил французский химик Пелиго в 1840 году. В XIX веке уран и его соединения привлекли внимание многих исследователей. В 1804-м немецкий химик Гелен заметил, что раствор хлорида урана на свету быстро меняет ярко-жёлтый цвет на зелёный. Этот факт решил использовать химик-экспериментатор Сен-Виктор, который в середине XIX века искал способ получить цветные фотографии с помощью светочувствительных солей металлов. В 1857 году он обнаружил, что его фотопластинки засвечиваются солями урана. Химик задумался: возможно, за этот эффект отвечает фосфоресценция или флуоресценция?
– Это что за зверьки? – не выдержала Галатея напора незнакомых терминов.
Дзинтара пояснила:
– Так называют нетепловое свечение вещества. Флуоресценцией называют свечение, например, кристаллов платиноцианистого бария, облучённых рентгеновскими лучами, или уранового стекла под воздействием ультрафиолета. Некоторые предметы, занесённые с яркого света в темноту, светятся довольно долго – этот эффект называется фосфоресценцией. При исчезновении внешнего фактора флуоресценция прекращается за долю секунды; в случае фосфоресценции свечение длится до нескольких часов или дней.
Андрей сказал:
– У меня где-то есть фосфоресцирующие кубики: если подержать их на ярком солнце, они в темноте светятся зелёным из угла моей комнаты. Постепенно свечение слабеет, и к утру их почти не видно.
Дзинтара согласилась:
– Да, эффект ослабления свечения типичен для фосфоресцирующих веществ. Но Сен-Виктор обнаружил, что его пластинки засвечиваются даже образцами солей урана, которые полгода провели в темноте, то есть они никак не могли фосфоресцировать. В 1861 году учёный решил, что соли урана дают «радиацию, невидимую нашему глазу». Мишель Шеврель, видный учёный и руководитель Сен-Виктора, высоко оценил его работу, назвав её «фундаментальным открытием». В 1868 году французский физик Эдмонд Беккерель опубликовал книгу «Свет», где описал опыты Сен-Виктора с солями урана и фотопластинками.
– Значит, это Сен-Виктор открыл радиоактивное излучение?! – воскликнул Андрей.
Дзинтара вздохнула:
– И да и нет. Открытие делает не только учёный, но и всё общество. Мало открыть дверь в неизвестное, нужно, чтобы кто-нибудь согласился туда войти. Если учёный открыл что-то непривычное, значительно опережающее существующий уровень знаний, его открытие может не получить отклика у других учёных, не станет работать на развитие науки. Такое открытие «молчит» – так было с гелиоцентрической системой Аристарха Самосского, генетической работой Менделя и космогоническими идеями Канта. Через десятки, сотни, а то и тысячи лет «молчащее» открытие повторно открывают другие учёные, и оно начинает влиять на прогресс общества, встраиваться в общее здание науки. Чтобы открытие «прозвучало», цивилизация должно быть к нему готова. В середине XIX века природа света оставалась непонятной и тем более ничего не было известно о строении атома и существовании невидимых излучений. В подобных условиях работа Сен-Виктора оказалась почти незамеченной.
– Невидимой! – подала голос Галатея.
– За вторую половину XIX века произошли серьёзные изменения: в 1865 году Максвелл доказал электромагнитную природу света, в 1886-м Герц обнаружил невидимое радиоизлучение, в эти же годы активно исследовались катодные лучи, а в конце 1895 года Рентген открыл невидимые Х-лучи. Всё это качественно изменило отношение учёных к возможности открытия новых невидимых излучений.
Эдмону Беккерелю в его опытах со светом активно помогал сын Антуан, которому на момент публикации книги «Свет» было 14 лет. Впоследствии он сам стал учёным, занимался вопросами фотографии и люминесценции солей урана.
Династия Беккерелей дала миру четыре поколения учёных. Антуан Беккерель стал в семье третьим главой кафедры физики в Национальном музее естественной истории Франции. Как только он узнал об открытии рентгеновских лучей, то подумал, что они могут испускаться при фосфоресценции тел, которой он сам занимался. Учёный полагал, что, полежав на ярком солнечном свете, вещество может испускать не только обычный свет, но и Х-лучи.
Антуан Беккерель был неправ, зато среди образцов фосфоресцирующих веществ у него были соли урана (сульфат уранила-дикалия). Однажды Антуан запланировал исследование на ярком солнечном свете, но из-за туч, закрывших небо, отложил эксперимент. Фотопластинки, завёрнутые в плотную чёрную бумагу, он положил в стол вместе с образцами солей урана.
На следующий день учёный обнаружил, что лежавшая в столе фотопластинка оказалась засвеченной, несмотря на то что была завёрнута в плотную чёрную бумагу. Существенной разницей по сравнению с опытами Сен-Виктора являлось то, что фотопластинки засвечивались сквозь плотную чёрную бумагу, которая задержала бы любое видимое излучение. Дальнейшие опыты Беккереля показали, что излучение не зависит от температуры и вызывает ионизацию воздуха, как и лучи Рентгена.
Ознакомительная версия. Доступно 8 страниц из 40
