Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 99
Текст из файла (страница 99)
Наиболее эффектным результатом такой бомбардировки является интенсивное зеленое свечение стекла, люмвнесценция (см. том 11, 5 !02). Это обстоятельство навело на мысль, что рентгеновское излучение есть продукт люминесценции и сопровождает всякую люминссценцию, например возбужденную светом. Опытной проверкой этого предположения занялся Беккерель. Он возбухгдал люминесцирующие вещества светом, а затем подносил их к обернутой в черную бумагу фотопластинке. Испускание проникающего излучения должно было бы обнаружиться по почернению бютопластинки после проявления. Из всех испытанных Беккерелем люминесцирующих веществ почернение пластинки сквозь черную бумагу вызывала лишь соль урана. Но при этом оназалосеь что образец, предварительно возбужденный сильным освещением, давал т а к о е ж е и о ч е р н си и е, как и невозбуждеиный образец.
Отсюда следовало, что испускаемое урановой солью излучение не связано с люминесценцией, а нспус. кается независимо от внешних воздействий. Этот вывод подтвердился опытами с нелюминесцирующими соединениями урана — они вса давали проникающие излучение. После открытия радиоактивности урана Беккерелем польский и французский физик Мария Склодовская-Кюри (1867 — 1934), которая основные научные работы выполняла в сотрудничестве со своим мужем Пьером Кюри 1У элеиентерниа учебник чнеикн, т.
П! б13 (1869 — 1906), исследовала ббльшую чисть известных элементов и многие их соединения с целью установить, не обладают ли какие-либо из них радиоактивными свойствами. В своих опытах М. Кюри использовала в качестве признака радиоактивности способность радиоактивных веществ ионнзовать воздух. Этот признак гораздо более чувствителен, чем способность радиоактивных веществ действовать на фотопластинку. Ионизующее действие радиоактивного препарата легко обнаруживается с помощью опыта, изображенного на рис.
376 (ср. том ! 1, Э 92). Опыты М. Кюри привели к следующим результатам. Рис, 376. Измерение ноннзационного тока: 1 — корпус ионизацнонной камеры, 2 — злектрод, отделенный от 1 изолирующей пробкой В, т— изу гаемый препарат,  — злектрометр. Сопротивление 17=10з — 1О" Ом, При достаточно высоком напряжении батареи все ионы, образуемые в объеме камеры ионизующим излучением, собираются на электроды, и через камеру течет ток, пропорциовальвыи ионнзационному действию препарата.
В отсутствие ионизующих агентов воздух в камере является непроводником, и ток ранен нулю 1. Радиоактивность обнаруживают не только уран, но п все его химические соединешгя. Кроме того, радиоактивные свойства были обнаружены еще у одного элемеита— тория и у всех его химических соединений, 2. Радиоактивность препарата с любым химическим составом равна радиоактивности чистых урана или тория, взятых в количестве, в котором они содержатся в этом препарате. Последний результат означает, что свойства молекулы, в состав которой входит радиоактивный элемент, не влияют на радиоактивность.
Таким образом, радиоактиеносгио представляет собой не молекулярное явление, а вггугггренггее свойство атомов радиоакгпивноео элемента. Помимо чистых элементов и их соединений, Кгори исследовала также различные природные минералы. Радиоак- 514 тивность минералов оказалась обусловленной присутствием в них урана или тория. При этом, однако, некоторые минералы обнаружили неожиданно большую радиоактивность. Так, урановая смоляная руда давала в четыре раза большую ионизацию, чем содержащийся в ней уран. Повышенную активность смоляной руды можно было объяснить только примесью неиз в ее т н о г о р ади оа кт в в ного эл ем е нт а в количестве настолько малом.
что он ускользал от химического анализа. Несмотря на малое содержание, этот элемент испускал больше радиоактивного излучения, чем присутствующий в большом количестве уран. Следовательно, радиоактивность этого элемента долмсна быть во много раз сильнее радиоактивности урана. Исходя нз этих соображений, Пьер и Мария Кюри предприняли химическое выделение гипотетического элемента из урановой смоляной руды. Контролем успешности проводимых химических операций служила радиоактивность на единицу массы получаемого продукта, которая должна была расти по мере увеличения в нем содержагпя нового элемента. После нескольких лет напряженноя работы действительно удалось получить несколько десятых долей грамма ч н с т о г о э л е м е н т а, радиоактивность которого более чем в миллион раз превосходила радиоактивность урана.
Элемент этот получил название радий 1т. е. лучистый). По своим химическим свойствам радий Яа) относится к щелочно-земельным металлам. Атомная масса его оказалась равной 226. На основании химических свойств п атомной массы радий был помещен в дотоле пустовавшую клетку Ло 88 периодической системы Менделеева. Радий является постоянным спутником урана в рудах, но содержится в ничтожных количествах — примерно 1 г радия на 3 т урана; ввиду этого добыча радия представляет собой весьма трудоемквй процесс, Радий — один из самых редких и дооогих металлов. Он ценится как концентрированный источник радиоактивных излучеш1й.
Дальнейшие исследования Кюои н других ученых значительно расширили число известных радиоактивных элементов. Все элементы с порядковым номером, превьппающим 83, оказались радиоактивными. Они были найдены в виде небольших примесей к урану, радию и торию "). *) За исключением злементов с порядковыми номерами 85 н 87, которые в естественном виде не существуют, 17е 815 'Таким жеобразом были найдены р а д и о а к т и в н ы е и з о т о п ы элементов таллия (2=8!), свинца (2=82) и висмута (2=83).
Следует отметить, что радиоактивны только редкие изотопы этих элементов, примешанные к урану, радию и торию. Обычные таллий, свинец и висмут нерадиоактивны. Помимо элементов, образующих конец периодической системы Менделеева, радиоактивными оказались также элементы: самарий, калий, рубпдий. Радиоактивность этих элементов слаба и обнаруживается с трудом. 8 212. се-,(з- и у-излучение.
Камера Вильсона. Как мы видели, радиоактивные излучения обладают ионизацнонным и фотографическим действием. Оба зти действия свойственны как быстрым з а р я ж е н н ы и частнпам, так и рентгеновскому излучению, представляющим собой электромагнитные волны. Чтобы выяснить, обладает лн радиоактивное излучение зарядом, достаточно подвергнуть его действию электрического или магнитного поля. а) б) й) Рис. 377. Отклонение радиоактивного излучения магнитным полем: а) траектории лучей в отсутствие магнитного поля; б) траектории лучей в магнитном поле (штриховой круг — проекция полюсов магнита; линии поля направлены из-за плоскости чертежа на нас); з) лист бумаги толщиной О,! нм полностью поглощает м-излучение. 1 — рааноактивный препарат, а — свинцовый экран, 3 — фотопластинка, 4 — лист бумаги толщины 0,1 мм Рассмотрим следующий опыт.
В откачанную коробку (рис. 377, а) перед узкой щелью в свинцовой перегородке 2 помещен радиоактивный препарат ( (например, крупинка радия). Установим по другую сторону щели фотографическую пластинку 3. После проявления мы увидим на ней черную полоску — теневое изображение щели.
Свинцовая перегородка, следовательно, задерживает радиоактивные 5)Ь лучи; и они проходят в виде узкого пучка через щель. Поместим теперь коробку между полюсами сильного магнита (рис. 377, б) и снова установим в положение 8 фотопластинку. Проявив пластинку, обнаружим на ней уже не одну, а т р и полоски, из которых средняя соответствует прямолинейному распространению пучка из препарата через щель. Таким образом, в магнитном поле пучок радиоактивного излучения разделился на три составляющие, из которых две отклоняются полем в противоположные стороны, а третья не испытывает отклонения. Первые две составляющие представляют собой потоки противоположно заряженных частиц. Положительно заряженные частицы получили название а-частим или а-излучения.
Отрицательно заряженные частицы называют ()-частицадги или р-излучением. Магнитное поле отклоняет сс-частицы несравненно слабее, чем р-частицы. Нейтральная компонента, не испытывающая отклонения в магнитном поле, получила название у-излучения. а-, Р- и у-излучення сильно отличаются друг от друга по свойствам, в частности по способности проникать сквозь вещество. Для исследования проникающей способности б) б) а) Рис.
378. Поглощеиие рвдиовитивиых ивлучеиий веществом радиоактивного излучения можно использовать тот же прибор (рис. 377, в). Будем помещать между препаратом 1 и щелью экраны возрастающей толщиньп производить снимки в присутствии магнитного поля и отмечать, начиная с какой толщины экрана исчезнут следы лучей каждого рода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
