居里夫人发现镭元素的始末
前因
1896年,物理学家亨利·贝可勒尔发现铀盐会发出一种看不见的射线,这在当时科学界属于无解的难题,由此引起了当时年轻的居里夫人的兴趣。
▲亨利·贝可勒尔(Henri Becquerel,1852年12月15日-1908年8月25日)
后果
凭借着发现镭元素这一卓越的成就,居里夫人在1903年毫无争议的获得了当年的诺贝尔物理奖。
▲镭(Radium),元素符号Ra
始末
1902年,经过多年的努力奋斗,居里夫人终于提取了镭元素,正式宣告镭元素的诞生。居里夫人也凭此成就获得了极大的赞誉。
不过正所谓所有鲜花掌声的背后都有不为人知的艰辛。居里夫人发现镭元素也是一个非常艰难的过程。
▲居里夫人
1867年,居里夫人出生于波兰华沙。她在波兰度过了高中以前的生涯。高中毕业后,她想继续上大学深造。然而在当时的环境下,她的这个愿望难以实现。处于俄罗斯的统治之下的波兰,女性是无权进入俄罗斯或波兰的任何一所大学深造的。因此,如果要想读大学,居里夫人必须移民它国,而当时居里夫人的家庭是支付不起这个费用的。于是迫不得已的情况下,居里夫人只能选择当家庭老师,去赚取移民费用。这一做就是整整8年。
8年后,事情的转机来了。当时她姐姐在法国取得了成功,于是资助她来到巴黎,并在巴黎大学学习物理和数学。经过4年的学习,居里夫人在巴黎大学取得物理及数学两个硕士学位,并且在随后不久就成为了该校的一名讲师。
除了学业有成,居里夫人爱情也得到了丰收。在巴黎读书期间,她认识了皮埃尔·居里,双方的三观与灵魂是如此的契合,于是在居里夫人毕业后不久双方就立马举行了婚礼。这时候的居里夫人绝对是爱情、学业双丰收。
▲皮埃尔·居里
1896年,物理学家亨利·贝可勒尔发现了铀盐的放射性现象,这个消息传到居里夫人耳中后,引起了她极大的兴趣,她就在想射线放射的力量来自哪里。而当时欧洲的科学家对这个现象并没有什么研究,于是她决定自己去探个究竟。
不过想去研究这个对于居里夫人而言也不是一个容易的事。这也不是说你想做就能做的,需要做大量实验才能完成的事,这就需要用到实验室。而当时居里夫人一没名气,二没资历,只是一个刚刚入校任职的讲师,是没有资格一个人专用一个实验室做研究的。
好在天无绝人之路。这时候她丈夫皮埃尔·居里帮大忙了。当时皮埃尔·居里是理化学校实验室的主任,他看到妻子这么想研究放射现象,于是就去找校长求情。刚开始,理化学校的校长并没有同意这个请求,原因就像刚才说一样,居里夫人没有资格。不过架不住皮埃尔·居里多次去求情,而且校长本人也是比较欣赏居里夫人的,于是同意让居里夫人用校内的一间小屋子做理化实验。
解决完实验场所的问题后,居里夫人就立马投身于放射现象的研究。她在研究过程中发现,除了铀元素之外,钍元素也具有放射性。而且经过进一步研究,居里夫人发现沥青铀矿石的放射性要比预计的要强的多。这到底是怎么回事呢?
经过思考,居里夫人认为在沥青铀矿中还存在一种新的物质,这种物质也能够放射光线,它只是极少量地存在于矿物之中。作出这样的判断后,居里夫人把这个未被发现的新元素定名为“镭”,因为在拉丁文中,它的原意就是“放射”。
▲居里夫妇在实验室
不过仅仅是在理论上发现它可不行,科学讲究的是真凭实据。因此当时所有的科学家几乎都对镭元素的发现持观望态度,甚至还有人说道:“如果真有那种元素,请提取出来,让我们瞧瞧!”因此,为了得到纯镭,居里夫人又开始了新的征程。
不过首要摆在她面前的难题是:她去哪里得到足够的沥青铀矿。这种矿物在当时价格非常昂贵,数量稀少。居里夫妇根本没办法得到。后来,这件事传到了奥地利,奥地利政府赠送他们一吨已提取过铀的沥青矿残渣,这才开始了提取纯镭的实验。
▲晚年的居里夫人
不过这个过程并不简单。为了提取到纯镭,居里夫妇需要将上千公斤的沥青矿残渣倒入到大锅中煮沸,在这个过程中还要用棍子不同的搅拌。在此之后,还要用蒸馏瓶把锅里的流汁倒出来,再进行蒸馏、结晶等活动,可谓是十分辛苦了。
就这样过了一天又一天,经过了一次又一次失败的实验,老天爷终于被居里夫人感动了。1902年深冬的一个雪夜,当居里夫人冒着大雪去实验室,继续他们已经进行过无数次的实验室时,奇迹发生了。屋子里盛放提取物的瓶子里放出了一片晶莹的蓝光,居里夫人心心念念的镭元素终于诞生了。他们在高兴之后,立刻动手把瓶子里的镭提取了出来,并随后测定了它的原子量,至此,镭元素正式被科学界承认了。
▲ 1903年的居里夫妇
结论
镭元素的发现开辟了科学世界的新领域,并由此诞生了一门新兴的放射学,因此,居里夫人为科学革命做出了巨大的贡献。