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貝克勒發現放射性,是因為抽屜裡這一張底片

【科學史上的今天】3/1——無意發現放射性

貝克勒的感光片——鈾鹽發出的放射線所造成的曝光成像。圖/Henri Becquerel, Public Domain

貝克勒的感光片——鈾鹽發出的放射線所造成的曝光成像。圖/Henri Becquerel, Public Domain

1896 年 3 月 1 日,巴黎的上空仍是佈滿厚厚的雲層。法國物理學家亨利・貝克勒(Henri Becquerel, 1852-1908)望著窗外陰沉沉的天空,嘆了口氣。他打開抽屜,拿出放在裡頭已經兩、三天的東西,猶豫著要如何處置⋯⋯

五個星期前,他看到倫琴(Wilhelm Röntgen)用 X 射線拍出倫琴夫人手部的骨骼相片,震撼不已,決心研究這神秘的放射線。倫琴用「 X 射線」來命名,因為他自己也不知道來源是什麼,到底是從陰極直接產生的?還是氣體和螢光物質受到激發所產生的?貝克勒直覺認為這跟螢光脫不了關係。他已研究磷光礦物多年,不禁聯想到:這些磷光礦物在吸收光線、發出螢光的同時,是否也會發出看不見的 X 射線?不過 X 射線顯然比螢光強得多,磷光礦物必須吸收更強、更充足的陽光才行。剛好手邊就有鈾礦,不如直接拿來實驗看看吧!

於是貝克勒將感光底片緊緊夾在兩張黑色厚紙板之間,先放在太陽下一整天,確認沒使底片變色。接著再將鈾鹽放在黑紙上,一起曬幾個小時,底片顯影後,果真出現鈾鹽的黑影。他按捺住內心激動,仔細想想,發覺必須排除鈾鹽本身蒸發穿透厚紙板的可能性才行。於是他又在鈾鹽與黑色厚紙板之間夾進一片玻璃,再同樣操作一次,結果還是會產生影像!這似乎已經可以證明他的猜想:鈾鹽吸收光線後會發出 X 射線!

貝克勒向法國科學院報告他所作的實驗後,受邀於 3 月 2 日前往進行正式發表。為了慎重起見,他想在啟程前再做幾次實驗,好確認沒有問題,但材料準備好後,天空卻不作美,只好收進抽屜裡。無奈接連幾天仍是陰霾的天氣,明天就要出發了,到底該直接丟掉,還是⋯⋯

他決定還是將底片洗出來看看,結果大大出乎意料──放在黑暗抽屜內的底片竟然呈現出鈾鹽清楚的廓影!這完全推翻他原先的理論,因為顯然鈾礦會自己發出放射線,與吸收陽光完全無關!貝克勒先是一陣錯愕,但釐清這事實後,反而露出微笑,因為明天他不但可以如期出席發表演說,還能宣布一個更重大的發現。

貝克勒的一念之間,決定沖洗底片,才發現放射性,並促使科學家重新思考原子的內部結構,居禮夫婦也因為他的發現,才能進一步研究放射性物質。貝克勒因此與居禮夫婦三人共同獲頒 1903 年諾貝爾物理獎。

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科學史上的今天

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一週7天、一個月30天、一年365又1/4天,在科科史(科學、科技)的長流中,每一天都是值得紀念的日子!泛科學專欄作家張瑞棋歷經超過一個寒暑不間斷的努力,以及泛科學協助企劃下,《科學史上的今天》終於順利於2015年底集結成冊!作者張瑞棋,1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。主動洽詢「泛科學」後,著手寫《科學史上的今天》,一路下來,如今竟也多了個作家的身分。