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【純屬意外的發明與發現】——放射性

【純屬意外的發明與發現】——放射性

【純屬意外的發明與發現】——放射性

1896 年的今天 (3 月 1 日),巴黎的上空仍佈滿厚厚的雲層。法國物理學家亨利·貝克勒 (Henri Becquerel) 望著窗外陰沉沉的天空,嘆了口氣。他打開抽屜,把已經放了二、三天的東西拿出來,猶豫著要如何處置……。

兩個多月前,德國物理學家倫琴 (Wilhelm Röntgen) 發表發現 X 射線的實驗,還附上其夫人的左手在 X 射線照射下的相片,幾根手指的骨頭清晰可見,令世人大為震驚。倫琴之所以用 X 射線來命名,是因為他自己也不知其來源為何,究竟是直接在陰極射線管的陰極產生?還是陰極射線撞擊到管內的稀薄氣體或玻璃所致?貝克勒讀了倫琴的論文後,決心揭開 X 射線的神秘面紗。

倫琴夫人的左手 X 光照片。圖片來源:維基共享資源 (Wikimedia Commons)

貝克勒研究燐光礦物多年,他不禁猜想燐光礦物在吸收光線後發出螢光的同時,或許也發出看不見的 X 射線?不過 X 射線的能量顯然比螢光強得多,燐光礦物可能得吸收更充足的陽光,才能產生 X 射線。

1896 年 2 月,貝克勒取得一塊鈾鹽後,開始著手進行實驗。他將感光底片緊緊夾在兩張黑色厚紙板之間,放在太陽下一整天後,確認沒有透光造成底片變色。接著他再將鈾鹽放在黑紙板上曬幾個小時,再沖洗底片,顯影後果真出現鈾鹽的形狀,代表有來自鈾鹽的射線穿透黑紙板。

這個結果讓貝克勒非常興奮,但他還是按捺住內心激動,再仔細想了一遍,察覺不見得是無形的射線造成,也有可能是鈾鹽蒸發的分子穿透厚紙板所致。為了排除這個可能性,他又在鈾鹽與黑色紙板之間放了一片玻璃,再重新做一次實驗,結果底片沖洗後,仍然出現鈾鹽的影像!看來這足以證明他的猜想:鈾鹽吸收光線後會發出 X 射線。

貝克勒趕緊向法國科學院報告所作的實驗,隨即受邀於 3 月 2 日前往對院士們發表。為了慎重起見,他想在啟程前再做幾次實驗確保無誤,怎知天空不作美,他在 2 月 26 日準備好後,竟然接連幾天都是陰天。到了 3 月 1 日這天仍然烏雲密布,眼見已經沒有機會再做實驗,他只好無奈地打開抽屜,將裡面的鈾鹽和用黑色厚紙板包住的底片拿出來,幾經猶豫後,心想與其丟棄,不如還是把底沖洗出來看看。

他原本預期頂多只有淡淡的陰影,沒想到完全出乎意料之外,底片竟然呈現鈾鹽清楚的廓影。這完全推翻了他原先的理論,原來鈾礦不需要吸收陽光,自己就會發出放射線!他先是錯愕,但在釐清這個事實後反而露出微笑,因為隔天他將帶著更重大的發現前往法國科學院,讓他的同僚們目瞪口呆:竟然有自發性地輻射出能量的放射性物質!

鈾鹽在底片上的顯影;下面那塊的淺色十字是放在鈾鹽與底片之間的金屬十字架。
圖片來源:Wikipedia

貝克勒因禍得福的意外發現從此開啟了放射性的研究,居里夫婦也因此投入放射性礦物的實驗,而於 1903 年和貝克勒共享諾貝爾物理獎。至於開啟這一切的倫琴,則早在 1901 年,就因為發現 X 射線,成為第一屆諾貝爾物理獎得主;有趣的是,倫琴也是在實驗中意外發現 X 射線的。

參考資料:

Henri Becquerel – Wikipedia

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