从剑桥留学生到物理学之神
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第71章 卢瑟福的精彩演讲

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书名:
从剑桥留学生到物理学之神
作者:
虚空圣堂
本章字数:
4630
更新时间:
2024-09-08

巴黎大学的欧洲放射学会议现场,卢瑟福慷慨激昂地开始演讲他的成果。

“自1896年贝克勒尔教授发现放射性后,居里夫妇又从沥青中提取了天然放射性单质:钋(读坡)和镭。”

“他们的实验结果证实了,自然界中确实存在这种奇异的元素,能够自发地朝外放射物质。”

“我的恩师汤姆逊教授对放射性也很感兴趣,所以他让我在贝克勒尔教授的基础上,研究铀盐的放射性。”

“我的研究目标有两个。第一,放射性元素放射出来的天然射线是什么;第二,元素的放射性机理是什么。”

“针对第一个目标,我设计了如下的实验。”说着,卢瑟福开始在黑板上画好示意图。

“我使用不同厚度的材料包裹铀盐,然后在感光底片上观察天然射线的情况。”

“我惊奇地发现,铀盐的天然射线有两种。”

“第一种,可以很轻易地用单层铝箔甚至纸挡住,我把它命名为α射线。”

“第二种,则需要很多层铝箔才能挡住,我把它命名为β射线。”

“在这两种射线的基础上,我又想到了去年法国物理学家维拉德的发现,含镭的氯化钡中也会放出一种射线。”

“于是,我又通过各种测试,终于在铀盐中,也发现了这种射线,我把它命名为γ射线。”

“根据实验结果,γ射线的穿透性要远远强于β射线和α射线。”

讲到这里,众人都被卢瑟福的巧妙实验折服,同时也被他的细心震惊。

李奇维则万分感慨,物理发展有时就是靠天才的灵光乍现和信息分享。

而此时的华夏,大多数人敝帚自珍,生怕教会徒弟饿死师父,他微微摇头。

卢瑟福看着大家表情兴奋,于是更加自信。

“接下来,我要研究这三种射线的本质是什么。”

“于是,我利用磁场的偏转原理,在射线的路径上加上磁场。”

“结果发现,α射线和β射线的偏转方向是相反的。根据推理,我证明了α射线带正电,β射线带负电。”

“而γ射线则继续保持直线传播,所以它是不带电的。”

“由于β射线的本质,贝克勒尔教授和居里夫人已经做了大量研究,并计算出它的荷质比,确认是电子流。”

“而我也通过实验,再次证明了这一说法。”

“所以,我进一步针对性地研究α射线。”

“我的导师汤姆逊教授已经证明,在接近真空的玻璃管中通电会产生电子,于是我将α射线导入玻璃管中观察。”

“结果发现,α射线与电子结合后,在玻璃管内竟然出现了氦原子。”

“这说明有带正电的氦离子,捕获了电子而形成氦原子。”

“因此,我确定了,铀盐放射出的α射线就是带正电的氦离子。”

“当然,我后面还补充做了一些实验,测定了α射线的电荷,与推断相符。”

“这个现象证明了,所谓的放射性,就是一种元素到另一种元素的转变。”

“因为铀元素在发射出氦离子后,其本身的组成必然改变,成为新的元素。”

“至于这种元素转变的时间快慢,我发明了放射性半衰期这个词来描述。”

“这就是我在《自然》期刊上发表的论文成果。”

“所以,下一步我的工作有两个,第一是研究γ射线的本质;第二是搞清楚原子的内部到底有什么结构,为什么它能放射出三种射线。”

“关于原子内部,我最新的实验成果也可以提前和大家分享一下。”

“我最近在尝试,使用α射线去轰击不同元素的原子,看看碰撞后,α射线会受到什么影响。”

“不过由于这个实验需要的仪器很精细,所以目前我的结果还比较少。”

“不过这种研究原子内部结构的方法,我认为对大家有借鉴意义。”

“相关的结果,近期我就会发表在《自然》上,到时候欢迎各位指正。”

“我的演讲结束,欢迎大家提问,一起讨论。”

卢瑟福的话刚说完,在场的人纷纷起立鼓掌,实在是他的研究太精彩,太振奋人心了。

如果说麦克斯韦统一了电磁,那么卢瑟福就是统一了放射性。

他不仅解释了放射性的本质,更是已经深入到原子内部的研究了,众人情不自禁的膜拜。

而且卢瑟福还把前人的研究结果,纳入了自己的理论框架中,形成一门系统的科学。

以后,放射性的研究就有了理论基础,而不再是单单靠运气的实验了。

所以,现在加入放射性研究的物理学者越来越多。

这个领域有太多的未解之谜,能搞清楚一个都是重磅成果,在物理界举世闻名。

李奇维则感叹,他对历史的改变越来越大了。

真实历史上,卢瑟福是在1911年,先用α射线轰击金箔,发现原子内的正电荷不是均匀分布在内部,而是集中在一个很小的核心上。

他把这个核心称之为“原子核”。

然后在1919年,他再用α射线轰击氮原子核,从氮核中打出了一种粒子。

测量发现,这种粒子的电荷和质量都是一个标准单位,于是将其命名为“质子”。

而现在,卢瑟福提前了整整十年,开始用α射线探索原子内部结构,无疑大大加速了原子理论的发展。

一旦他对原子结构的研究实现突破,卢瑟福的名气绝对会一飞冲天,跨入顶级物理学家范畴。

李奇维旁边的徐启泰已经听呆了。

他的内心在疯狂呐喊,这就是世界上最前沿的物理实验研究吗,简直惊艳到无法形容。

与之相比,自己之前在华夏做的那些实验,简直就是小孩子过家家。

这一刻,徐启泰的心中升起斗志,他以后也要成为像卢瑟福那样的实验物理学家。

很快,会场内便陆续开始有人提问。

首先是贝克勒尔、居里夫妇等大佬,然后还有李奇维第一次见的彭加勒、维拉德等法国的放射学大牛。

卢瑟福谈笑风生,轻松幽默地解释他的工作。

接着,就是一些普通教授和学生的提问了。

因为放射性的研究不涉及高深的数学知识,所以很多学生更愿意选择这个方向。

突然,安德斯站了起来,装作无辜地问道:“尊敬的布鲁斯·李,我刚刚看到您对卢瑟福教授的演讲微微摇头。”

“请问,您是认为实验物理不如理论物理重要吗?”

会场内众人一怔,随即感到一丝尴尬。

而李奇维笑了。

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