Physik

Die Entdeckung der Radioaktivität


Einleitung

Fast jeder hat von der Entdeckung der Radioaktivität gehört, die ein Phänomen ist, bei dem Atomkerne Transformationen eingehen und Strahlung abgeben, die dabei neue chemische Elemente bilden kann. Es wird oft behauptet, dass dieses Phänomen 1896 von Henri Becquerel versehentlich entdeckt wurde. Alles geschah, weil Becquerel eine Uranverbindung mit einer fotografischen Platte in einer Schublade aufbewahrte, die Platte dann enthüllte und die Anzeichen dafür bemerkte. Strahlung

Die Geschichte ist nicht ganz so. Es kann kaum gesagt werden, dass Becquerel Radioaktivität entdeckte; und was er tatsächlich entdeckte, war nicht das Ergebnis eines Zufalls.

Dieses Kapitel wird zeigen, was Becquerels Werk war, der lange und mühsame Weg, der zur Entdeckung der Radioaktivität führte, und die Schwierigkeiten beim Verstehen der beobachteten Tatsachen erörtern. Diese Episode ist sehr lehrreich, weil sie deutlich zeigt, wie theoretische Erwartungen die eigenen Beobachtungen beeinflussen können, und den Forscher dazu bringt, Dinge zu sehen, die es nicht gibt.

Die Strahlung von Leuchtkörpern

Die Entdeckung von Röntgenstrahlen zog an der Pariser Akademie der Wissenschaften fast augenblicklich viel Arbeit an und war die Hauptmotivation für Becquerels frühe Arbeit. In diesem Zusammenhang sticht die von Poincaré aufgestellte Hypothese hervor, dass es einen Zusammenhang zwischen der Emission von Röntgenstrahlen und der Fluoreszenz des Glases gibt, aus dem die Röntgenröhre hergestellt wurde.

"Es ist daher das Glas, das die Röntgenstrahlen aussendet und sie fluoreszieren lässt. Wir könnten uns fragen, ob Körper, deren Fluoreszenz ausreichend intensiv ist, außer Lichtstrahlen keine Röntgenstrahlen aussenden würden, was auch immer sie sein mögen." die Ursache für ihre Fluoreszenz sein. Die Phänomene würden dann nicht mit einer elektrischen Ursache in Verbindung gebracht. Dies ist nicht sehr wahrscheinlich, aber es ist möglich und zweifellos leicht zu überprüfen. "

Es ist das Streben nach dieser Beziehung zwischen Fluoreszenz und Röntgenstrahlung, das zu Becquerels Studien führen wird. Tatsächlich gibt es nach unserem derzeitigen Kenntnisstand keinen direkten Zusammenhang zwischen Röntgenemission und Lumineszenz. Aber es ist dieser falschen Führung zu verdanken, dass viele Entdeckungen gemacht werden.

In den ersten Sitzungen des Jahres 1896 wurden an der Akademie mehrere Arbeiten im Zusammenhang mit Roentgens Entdeckung vorgestellt. In der Sitzung vom 02.03.1896 berichtet Nodon, dass ein Lichtbogenblitz keine Röntgenstrahlen erzeugt, Moreau berichtet jedoch, dass sie durch die Hochspannungsentladung emittiert werden. einer Induktionsspule ohne Verwendung einer Vakuumröhre und daher ohne Kathodenstrahlen. Benoist und Hurmuzescu bemerken, dass Röntgenstrahlen ein Elektroskop entladen können. Die andere Woche (02.10.1896) erscheint die erste Arbeit, die Poincarés Vorschlag testen soll.

In dieser Sitzung präsentiert Poincaré der Akademie eine Arbeit von Charles Henry. Zunächst testet er, ob phosphoreszierendes Zinksulfid die Wirkung von Röntgenstrahlen verstärken kann, und kommt zu dem Schluss, dass das Röntgenbild dieses Objekts im beschichteten Bereich stärker und klarer wird, wenn ein metallischer Gegenstand teilweise mit einer Schicht aus Zinksulfid beschichtet ist. als in der Region ohne Zinksulfid. Darüber hinaus behauptet Henry, dass er das Licht, das beim Brennen eines Magnesiumbandes im Labor erzeugt wird, genauso wie die Radiographie einsetzt, indem er das Objekt einfach mit einer Schicht Zinksulfid bedeckt. Die Hypothese von Poincare schien sich zu bestätigen.

In der folgenden Woche (17.02.1896) erscheint inmitten der üblichen Fülle von Röntgenstudien eine Arbeit von Niewenglowski, die Henrys Ergebnisse bestätigt und erweitert. Es verwendet ein anderes phosphoreszierendes Material - Calciumsulfid. Hier ist deine Beschreibung:

"Nachdem ich ein Blatt gewöhnliches empfindliches Papier (Fotopapier) mit mehreren Schichten schwarzen oder roten Nadelpapiers umwickelt hatte, legte ich zwei Münzen darüber und bedeckte eine der Hälften (des Blattes) mit einer Glasplatte mit phosphoreszierendem Pulver (Calciumsulfid). Nach vier oder fünf Stunden Sonneneinstrahlung war die Hälfte des empfindlichen Papiers, das direkt der Sonnenstrahlung ausgesetzt war, intakt geblieben und zeigte kein Zeichen der darüber liegenden Münze, was darauf hindeutet, dass das schwarze oder rote Papier nicht von der Sonne gekreuzt worden war. Licht. Die Hälfte, die nur die Sonnenstrahlen durch die phosphoreszierende Platte empfing, war vollständig schwarz, mit Ausnahme des Teils, der einer der Münzen entsprach, die eine weiße Silhouette auf schwarzem Hintergrund hervorbrachte.

Als ich nur eine Schicht dünnes rotes Papier legte, damit die Sonnenstrahlen hindurchtreten konnten, stellte ich fest, dass der Teil des empfindlichen Papiers, der die Sonnenstrahlung erst nach dem Passieren der phosphoreszierenden Schicht erhielt, viel schneller schwarz wurde als der andere. "

Niewenglowskis Beobachtungen bestätigten die von Charles Henry: Die phosphoreszierenden Materialien schienen bei Beleuchtung Röntgenstrahlen zu emittieren. Noch mehr: Niewenglowski untersucht den Effekt der Phosphoreszenz von Calciumsulfid an einem dunklen Ort nach Sonneneinstrahlung und kommt zu dem Schluss, dass das Material auch in diesem Fall weiterhin Strahlung abgibt, die durch schwarzes Papier hindurchtreten kann:

"Ich konnte auch beobachten, dass das Licht des phosphoreszierenden Pulvers, das zuvor im Dunkeln von der Sonne beleuchtet wurde, mehrere Schichten roten Papiers durchdrang und ein empfindliches Papier verdeckte, das durch diese Papierschichten von ihnen getrennt war. ".

Eine weitere Woche vergeht. In der Sitzung vom 24.02.1896 kündigte Piltchikof an, dass die Verwendung einer stark fluoreszierenden Substanz im Inneren der Crookes-Röhre, bei der Kathodenstrahlen auf die Glaswand treffen, einen starken Anstieg der Röntgenintensität verzeichnet Röntgenstrahlen innerhalb von 30 Sekunden (vorher waren mehrere Minuten erforderlich). Der Vorschlag von Poincaré führte daher bereits zu wichtigen technischen Anwendungen. Alle diese Ergebnisse werden jeden modernen Physiker in Erstaunen versetzen. Derzeit ist kein ähnlicher Effekt wie der von solchen Autoren beschriebene bekannt. Experimente sollten nicht die beobachteten Ergebnisse geliefert haben. Was ist passiert? Es ist nicht bekannt.

In derselben Sitzung der Akademie erscheint Henri Becquerels erste Arbeit zu diesem Thema.