□ 文/米·伊林 譯/王汶
還在18 世紀(jì),在羅蒙諾索夫的時(shí)代,物理學(xué)家就在社交場所做過一些奇怪的實(shí)驗(yàn)。一位紳士躺在一個(gè)玻璃臺(tái)上??茖W(xué)家站在一張小玻璃凳上,一只手握住那個(gè)躺著的人的手,另外一只手放在起電機(jī)的圓盤上。一位貴婦人受了慫恿,用手指接近那個(gè)男士的前額。在紳士和貴婦人的手指之間就噼噼啪啪地發(fā)出火花來。貴婦人驚叫起來,趕緊把手指縮回去。
人們問科學(xué)家這究竟是什么道理,科學(xué)家只含糊其辭地說了些“電力”呀什么的。這些話是什么也解釋不了的。
神秘的“電力”的行為跟真正的幽靈一樣:它會(huì)使人們的頭發(fā)倒豎起來,它在人們的身體里跑過,使人感到像螞蟻爬過似的,連最勇敢的人也禁不住要打哆嗦。假如人們手拉著手,那么顫抖就一連串地——從第一個(gè)人身上傳到末一個(gè)人身上。
這是從原子世界發(fā)來的信號(hào),但是那時(shí)候人們不懂得這些信號(hào)。只有超越自己時(shí)代的羅蒙諾索夫一個(gè)人知道,電的原理應(yīng)該到原子世界里去尋找。
1802 年,在俄羅斯物理學(xué)家彼得羅夫的實(shí)驗(yàn)室里,弧光燈發(fā)出了燦爛奪目的光。幾十年之后,城市的街道被“俄羅斯之光”——雅布洛奇科夫燭照亮了。
最早的羅德金燈泡出現(xiàn)了,在那燈泡里,電流使小小的碳?jí)K放光。
后來更發(fā)現(xiàn)了,電流不但可以使燈泡里的碳?jí)K或碳絲發(fā)光,也可以使空氣發(fā)光。
羅蒙諾索夫就做過這樣的實(shí)驗(yàn):他把一個(gè)玻璃球里的空氣抽出,然后用摩擦的方法使玻璃球帶電。電就使剩在玻璃球里的稀薄的空氣發(fā)光。
過了100 年,物理學(xué)家又重新做這些實(shí)驗(yàn)。但是這究竟是些什么現(xiàn)象呢?它們是怎么發(fā)生的呢?對于這些問題,書上沒有解答。
為了找尋答案,科學(xué)家一個(gè)接一個(gè)地做實(shí)驗(yàn)。他們試著把磁鐵拿近放電的管子。出乎他們的意料,玻璃上發(fā)綠光的部分竟移動(dòng)起來,改變了位置。
光竟會(huì)被磁鐵吸引!
可是,你知道許多別的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)一再證明,光線是不會(huì)受磁力的影響而發(fā)生偏向的。
由此看來,那通過玻璃管撞在管壁上使玻璃發(fā)光的,是一種什么實(shí)在的物質(zhì)。
越來越明顯了,電流不是一種神秘的超自然的力量,而是看不見的極小的微粒的洪流。
應(yīng)該給這些微粒,給這些“電的原子”起個(gè)名字??茖W(xué)家們想起來了,“電”這個(gè)單字是從希臘字“琥珀”來的,因?yàn)樽钤绲碾姷膶?shí)驗(yàn)是用琥珀來做的。他們決定用“琥珀”來叫“電的原子”(電子)。
過了不久,從原子世界傳來了更令人驚奇的消息。
光電效應(yīng)
倫琴發(fā)現(xiàn)X 射線
居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳
1895 年,科學(xué)家倫琴注意到,放電的玻璃管不僅發(fā)射看得見的光,還發(fā)射某一些看不見的射線。這種射線能夠透過倫琴用來包照相底片的黑紙。經(jīng)過沖洗之后,照相底片上顯出了黑影。
科學(xué)家又了解了一件從前好像是不可解的事情。他們發(fā)現(xiàn),看不見的射線是從被電子撞著的那一部分玻璃管壁發(fā)射出來的。
他們在玻璃管里的電子通過的路上立了一個(gè)金屬片做靶。這個(gè)金屬片在電子的撞擊下也開始發(fā)射看不見的射線。
這種射線是從原子里發(fā)射出來的,但是原子受了電子的射擊究竟起了些什么變化,那時(shí)候還沒有一個(gè)人知道。
過了幾個(gè)月(這時(shí)已經(jīng)不是用世紀(jì)來計(jì)算,而是用年和月來計(jì)算了),從原子深處傳來了新的信號(hào)。物理學(xué)家貝可勒爾拿一張照相底片用黑紙包起來,上面放了一點(diǎn)兒鈾鹽。他把底片沖洗過后,發(fā)現(xiàn)底片變黑了。
從鈾原子里放射出一種什么東西,它穿過紙,撞在照相底片上。這種打擊很有力量,竟把涂在照相底片上的溴化銀擊碎了。溴化銀的微粒分解成了溴和銀。
這真像幻想。能量似乎可以無中生有!
但是,它真的是從“無”中生出來的嗎?不是的,無是不會(huì)生有的。放射線是從原子里放射出來的。
那么從原子里放射出來的究竟是些什么東西呢?必須弄清楚。磁鐵又幫助了科學(xué)家。從原子里跑出來的使者在磁場里分成三股。
筆直前進(jìn)的是一股看不見的射線,它很像倫琴射線。磁鐵對它沒有影響,因?yàn)檫@是光,雖然肉眼看不見。光線在磁場里是不會(huì)發(fā)生偏向的??茖W(xué)家把這種射線叫作伽馬(γ)射線。
偏向左右兩旁的是極微小的微?!拥乃樾?。一股碎屑是電子,也叫貝塔(β)粒子。另外一股碎屑被叫作阿爾法(α)粒子。
為什么從鐳放射出來的電子和阿爾法粒子向不同的兩個(gè)方向走呢?因?yàn)樗鼈儙е煌碾姾桑弘娮訋У氖秦?fù)電荷,阿爾法粒子帶的是正電荷。帶電的粒子移動(dòng)形成的粒子流受了磁鐵的影響,方向就偏轉(zhuǎn)了。
從原子里發(fā)出來的秘密信號(hào)就這樣被科學(xué)家譯出來了。
許多世紀(jì)以來,人們一向認(rèn)為原子是不可分的,是永恒的。如今,他們突然看見,不變、不可分的原子竟能夠變化。
就好像你把三枚五分的硬幣鎖在抽屜里。過了幾天,你發(fā)現(xiàn)抽屜里的五分硬幣不是三枚,而只有兩枚了。那第三枚五分硬幣自己兌換成三分的和兩分的硬幣了。