Атомы и электроны
Шрифт:
Обо всех этих веществах вспомнил Анри Беккерель, как только услышал о зеленовато-жёлтом свете, похожем на свет флюоресцирующих веществ (так и писал Рентген в своём письме), которым сопровождается испускание рентгеновских лучей.
«Как знать, — подумал Беккерель, — может быть, флюоресценция и рентгеновские лучи всегда неразлучны; может быть, не только стекло рентгеновской трубки, флюоресцируя, испускает рентгеновские лучи, но и плавиковый шпат, и сернокислый хинин, и хлорофилл, и даже самый обыкновенный керосин, который торговцы развозят в своих тележках по парижским улицам и продают домашним хозяйкам, — может быть, даже и этот керосин испускает рентгеновские лучи в то время, как флюоресцирует на солнечном свету».
Вот какая мысль запала в голову Беккереля, и он в волнении ушёл домой, решив поскорее приступить к опытам, чтобы проверить свою догадку.
Несколько дней размышлял Беккерель о том, какой бы сделать опыт, чтобы узнать, действительно
«Вероятно, — думал Беккерель, — чем сильнее вещество флюоресцирует, тем больше оно испускает рентгеновских лучей, а значит, мне будет тем легче и удобнее их обнаружить».
Наконец, после долгих колебаний, он остановился на веществе, которое он когда-то — лет за пятнадцать перед этим — сам приготовил в своей химической лаборатории. Это вещество называлось «двойная сернокислая соль урана и калия». У Беккереля было несколько лепёшек этого вещества с таким длинным названием. Все они прекрасно флюоресцировали: стоило только им попасть на солнце, как они начинали испускать яркое зелёное сияние. Беккерель положил лепёшку с двойной сернокислой солью урана и калия на фотопластинку, завёрнутую в чёрную бумагу, и выставил всё это на солнце. Через несколько часов он проявил и отфиксировал пластинку. К его радости, оказалось, что на пластинке действительно отпечаталось изображение лепёшки. Выходило, что он был прав: флюоресцирующие вещества действительно испускают рентгеновские лучи.
Беккерель был очень доволен собой: ведь столько лет никто (да и он сам) не замечал, что флюоресцирующие вещества испускают рентгеновские лучи, и вот теперь ему впервые посчастливилось это заметить. Но всё-таки он не торопился напечатать в журнале Академии наук сообщение о своём открытии. Как часто бывает, что самое несомненное, казалось бы, открытие потом оказывается просто ошибкой! Поэтому Беккерель решил повторить свой опыт ещё раз, и ещё раз, пока, наконец, он не убедится, что всё это действительно так и что никакой ошибки быть не может. Он взял несколько ещё нетронутых фотопластинок, завернул их в чёрную бумагу и стал их выставлять на солнце, положив на каждую из них кусочек флюоресцирующего вещества. Такие опыты он делал довольно долго — несколько недель, как вдруг случилось странное происшествие, которое показало Беккерелю, что дело не так просто, как ему казалось раньше. Произошло вот что: пока Беккерель трудился в своей лаборатории, придумывая всё новые и новые опыты для изучения тех рентгеновских лучей, которые испускает флюоресцирующая, лепёшка двойной сернокислой соли урана и калия, наступили пасмурные дни. Напрасно Беккерель выносил на балкон свои фотографические пластинки с лепёшками сернокислой соли, — солнце было закрыто тучами, и лепёшки упорно не хотели флюоресцировать. Пришлось Беккерелю прекратить свои опыты, запереть все свои пластинки и лепёшки в ящик стола и ждать солнечных дней.
1 марта 1896 года Беккерель (от скуки или от нечего делать) вздумал проявить одну из таких фотопластинок, положенных им в ящик письменного стола. Эту фотопластинку он пробовал за несколько дней перед этим — 26 февраля — выставить на солнце вместе с лепёшкой сернокислой соли; пластинка была, как всегда, завёрнута в чёрную бумагу, а между ней и лепёшкой он ещё положил маленький медный крестик для того, чтобы узнать, смогут ли рентгеновские лучи, испускаемые лепёшкой, пройти не только через чёрную бумагу, но и через слой меди. Солнце показывалось из-за туч очень редко, а потому Беккерель очень скоро убрал свою пластинку в ящик вместе с лежащим на ней крестиком и лепёшкой.
Когда через несколько дней, 1 марта, Беккерель вздумал проявить эту пластинку, он ожидал, что изображение лепёшки, которое отпечатается на пластинке, будет очень слабенькое: ведь солнце появлялось на короткое время, и лепёшка флюоресцировала очень недолго. Но когда пластинка была проявлена и Беккерель на неё взглянул, он едва от удивления не выронил её из рук: на пластинке отпечаталось резкое тёмное изображение лепёшки — такое резкое, какое никогда не получалось в прежних опытах Беккереля, в которых лепёшка ярко флюоресцировала
Удивление Беккереля было безгранично. Ведь, лёжа в тёмном ящике стола, лепёшка не могла флюоресцировать, как она флюоресцирует на солнечном свету, а между тем изображение на фотопластинке получилось резкое и отчётливое, как будто бы невидимые лучи, проходящие через чёрную бумагу, действовали на пластинку очень долго. Выходило, что лепёшка продолжала и в темноте посылать свои невидимые глазу лучи, действующие на фотографическую пластинку. Зачем же было тогда выставлять лепёшку на солнце, когда даже в темноте она испускает те же самые лучи? Лепёшка двойной сернокислой соли урана и калия — и на солнце, когда она ярко флюоресцирует, и в темноте, когда она не светится вовсе, — одинаково испускает какие-то невидимые глазу лучи, похожие на лучи Рентгена. Вот какой неожиданный для себя вывод должен был сделать Анри Беккерель в этот пасмурный день 1 марта 1896 года. Его первоначальная догадка о том, что флюоресценция неразлучно связана с испусканием рентгеновских лучей, всё-таки в конце концов оказалась неверной. Но вместе с тем Беккерель увидел, что двойная сернокислая соль урана и калия обладает каким-то загадочным свойством, о котором до тех пор никто не подозревал.
И вот Беккерель принимается за новую работу: он должен исследовать открытое им свойство двойной сернокислой соли урана и калия, найти, с чем это свойство связано, какие особенности двойной сернокислой соли урана и калия делают её способной испускать невидимые глазу лучи. И Беккерель роется в своей коллекции флюоресцирующих веществ, берёт оттуда одно вещество за другим и делает с каждым таким веществом опыт: не испускает ли и оно такие же лучи, какие испускает двойная сернокислая соль урана и калия? Несколько недель напряжённой работы, и Беккерель приходит к следующему заключению: из всех флюоресцирующих веществ, взятых им для опыта, только те испускают невидимые глазу лучи, в состав которых входит уран (уран — это металл, который вместе с другим металлом — калием — входит в состав двойной сернокислой соли урана и калия). Флюоресцирующие вещества, в которых нет урана, не испускают никаких невидимых глазу лучей, — держать ли их на солнце или в тёмном шкафу, — а те флюоресцирующие вещества, в которых содержится уран, всегда испускают невидимые лучи, заставляющие — фотографическую пластинку чернеть, — даже если она завёрнута в плотную бумагу. И они испускают эти невидимые лучи и днём и ночью, совершенно независимо от того, освещены ли они и светятся ли они или нет.
Оставалось сделать ещё последний шаг — взять какое-нибудь вещество, которое содержит в себе уран, но никогда не флюоресцирует, и посмотреть, будет ли оно испускать невидимые лучи. Уран — довольно редкий и дорогой металл, но всё же в лаборатории Беккереля нашлась щепотка чистого урана в виде порошка, и ещё несколько кусочков урана ему на время дали знакомые химики. Сам уран никогда не флюоресцирует, сколько бы его ни освещали солнечные лучи. Но когда Беккерель положил кусочек урана на фотографическую пластинку, завёрнутую в чёрную бумагу, то пластинка, проявленная через несколько часов, почернела от действия невидимых лучей, которые испускал уран. Значит, эти таинственные лучи, которые открыл Беккерель и которые так похожи на лучи, открытые Рентгеном, не имеют ровно ничего общего с флюоресценцией. Сам металл уран обладает чудесным свойством испускать эти лучи; он испускает их и когда находится в чистом виде, и когда соединён с какими-нибудь другими веществами (например, в двойной сернокислой соли урана и калия, где уран соединён с калием, серой и кислородом). Уран испускает эти лучи совершенно независимо от того, освещает ли его в это время солнце или нет. Испускание лучей зависит только от количества самого урана — чем больше урана, тем больше и лучей — и ни от чего другого не зависит. Когда Беккерель, слушая чтение письма Рентгена, вообразил, что испускание рентгеновских лучей связано о флюоресценцией, то в этой мысли не было ничего верного. И если бы он взял для своего опыта не флюоресцирующую сернокислую соль, содержащую в себе уран, а плавиковый шпат или раствор хлорофилла, то из его опытов решительно ничего не вышло бы. Но по счастливой случайности Беккерель выбрал из всей своей огромной коллекции именно сернокислую соль урана и калия, и это помогло ему открыть удивительное свойство урана: способность без всякой видимой причины испускать лучи, похожие на лучи Рентгена.
Отличаются ли лучи, открытые Беккерелем, чем-нибудь существенным от лучей Рентгена — этого и сам Беккерель в первое время не мог решить. Лучи Беккереля, как и лучи Рентгена, невидимы глазу, проходят через, бумагу, дерево, тонкие слои металла, чернят фотографическую пластинку. Очень скоро Беккерель открыл ещё одно замечательное свойство лучей, испускаемых ураном (и каждым веществом, содержащим в себе уран), — способность действовать на заряженный электрометр. Электрометр — это такой прибор, в котором свисают рядом два тоненьких золотых листочка.