化学趣史 - 科学网—博客

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正当能量守恒定律被当作 19 世纪的三大发现之一而载入史册不久,却发
生了一场轩然大波,差一点把能量守恒定律整个儿推翻掉。
这得从法国物理学家贝克勒尔(1852—1908)实验室里发生的一件怪事
说起。
1896 年的一天,贝克勒尔把一包包得好好的照相底片,放在抽屈里。后
来,他在冲洗底片时拿错了,竟把这包未用过的底片也拿去冲洗。奇怪的是,
一冲洗,底片上竟出现一把钥匙的影子!
贝克勒尔百思而不得其解。
贝克勒尔细细回忆着,这几天什么时候用过钥匙?喔,想起来了:那天,
他用钥匙锁好旁边的一个抽屉,就把钥匙顺手扔在桌子中间的抽屉中,这个
抽屉放着一包没用过的底片,钥匙正好落在底片上面。
底片是用黑纸包得好好的,为什么会出现钥匙的影子呢?贝克勒尔顺着
蛛丝马迹寻找,查明当时桌上只有一个装着黄色结晶体的瓶子。
贝克勒尔经过反复研究,这才终于揭开了谜底:原来,那瓶黄色的结晶
体会不断射出一种看不见的射线,这种射线会透过木头、纸,使底片感光。
这种看不见的射线,叫做放射性射线。在那黄色的结晶体里,含有一种
放射性元素,叫做铀。黄色的结晶体是硫酸双氧铀钾。
放射性射线不仅会使底片感光。有一次,贝克勒尔要出去作关于放射性
元素的演讲,顺手拿了一小瓶放射性元素插在裤袋里。演讲结束以后,贝克
勒尔感到皮肤很疼,一看,原来大腿上的皮肤被放射性射线严重地灼伤了。
放射性射线为什么那样厉害呢?显然,它具有一定的能量,所以才会使
底片感光,才会灼伤皮肤。
贝克勒尔是巴黎索本大学的教授,他的发现引起了大学里一位年轻的波
兰姑娘玛丽·斯可罗多夫斯卡娅(即居里夫人)的注意。经过她与她的丈夫
皮耶尔·居里的艰苦努力,于 1898 年,在沥青铀矿中发现了两种新元素——
镭和钋,能够发射出比铀更强的放射性射线。镭的希腊文愿意,就是“射线”
的意思。
这些放射性元素,不断放出大量的能量。经过测定,人们惊异地发现:1
克镭在一小时里,就能放出 140 卡热量!
更使人们惊叹不已的是:尽管时间一小时又一小时,一天又一天,一年
又一年地过去,镭照样不断地每小时放出 140 卡热。人们经过推算,算出经
过 1560 年以后,镭放出的能量才会减少一半——1 克镭每小时放出 70 卡热。
据计算,要是让 1 克镭把所有的热量都放出来,竟有 270 亿卡!这么多
热量,足以使 29 吨冰融化成水!
1 克镭有多少呢?只有一片大拇指甲那么大!
“唷,镭是永恒的能源!”有人这么说。
“哈,什么能量守恒?镭的发现,彻底推翻了能量守恒定律!”还有人
这么说。
于是,能量守恒定律面临着一场严峻的考验。
人们深入地研究放射现象,经过多次的科学实验,才弄明白了镭的本质:
原来,镭原子是会分裂的。镭原子的分裂,叫做“裂变”。它裂变以后,变
成两个更小的原子——氡原子与氦原子。在 720 亿个镭原子中,平均每秒钟
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