W XIX wieku Stwórca zezwolił, aby człowiek zapoznał się z sekretem tkwiącym głęboko w materii. W 1896 roku fizycy odkryli promieniowanie rentgenowskie (zwane X). Było to promieniowanie elektromagnetyczne generowane podczas hamowania elektronów. W widmie fal elektromagnetycznych promieniowanie rentgenowskie znajduje się za nadfioletem, pokrywając się z zakresem promieniowania gamma. Podczas badań wykryto zjawisko fluorescencji, którym zajął się Henry Becquerel (1852 –1908). Fluorescencja powstaje przez pobudzenie ciał naświetlaniem z zewnątrz. W tym czasie kryształ siarczanu uranowo-potasowego (był on zupełnie zwyczajnym minerałem). Na kliszy powstawały odbicia prześwietlanych przedmiotów. Becquerel stwierdził, że sam uran jest źródłem promieniowania. Zjawisko to, nazwane zostało promieniotwórczością naturalną, Tajemnica natury została udostępniona. Badacze postawili sobie za cel odkrycie, czym jest owa tajemnicza promieniotwórczość i jakie ma cechy. Dwa lata po odkryciu Becquerela Maria Skłodowska-Curie wraz z mężem Piotrem, odkryła substancje, które są znacznie silniejszym źródłem promieniowania niż uran. Substancje te okazały się zawierać zupełnie nowe pierwiastki. Pierwsza z nich została nazwana radem, druga polonem na cześć ojczyzny Marii. Odkrycia te poruszyło świat naukowy. Wkrótce naukowcy badający uran, rad, polon zaobserwowali, iż promieniowanie nie ma natury jednorodnej i w przyrodzie występują trzy rodzaje promieniowania, nazwane: alfa, beta oraz gamma. Promieniowanie alfa jest najmniej przenikliwe i łatwo podlega absorpcji, mając trudności z przeniknięciem nawet przez cienką kartkę papieru. Drugi rodzaj, promieniowanie beta, z łatwością przenika nawet przez grubą gazetę lecz centymetrowej grubości płyta aluminiowa stanowi dla niego przeszkodę nie do pokonania. Najbardziej przenikliwe, promieniowanie gamma, jest zatrzymywane dopiero przez dość grube warstwy ołowiu. Przenikliwość jednakże to nie jedyna cecha rozróżniająca trzy rodzaje promieniowania. Obiekty obdarzone ładunkiem elektrycznym przechodząc przez obszar pola magnetycznego zakrzywiają tor swego ruchu, przy czym kierunek owego zakrzywienia jest różny w zależności od znaku ładunku. Otóż po przepuszczeniu promieniowania przez obszar pola magnetycznego okazało się, że promieniowanie typu alfa zakrzywiane jest w stronę, w którą zakrzywiane powinny być obiekty obdarzone ładunkiem dodatnim, promieniowanie beta w stronę przeciwną, zaś promieniowanie gamma nie jest zakrzywiane wcale. Wniosek - cząstki alfa, czymkolwiek by nie były muszą nieść dodatni ładunek elektryczny, cząstki beta muszą nieść ujemny ładunek elektryczny, zaś promieniowanie gamma nie jest obdarzone ładunkiem elektrycznym. Na przełomie wieków fizycy mieli opanowaną umiejętność pomiaru stosunku ładunku do masy dla różnych cząstek materii. Robili to wykorzystując pole magnetyczne oraz pole elektryczne, które to pola wpływają na tor poruszających się w ich zasięgu naładowanych cząstek materii. Po odpowiednim wykorzystaniu obu pól oraz prostych przekształceniach wzorów z zakresu szkoły średniej udaje się wyznaczyć ów stosunek. Po przeprowadzeniu doświadczenia, okazało się iż cząstka promieniowania alfa ma stosunek ładunku do masy dwa razy mniejszy niż cząstka zjonizowanego wodoru (zjonizowany wodór to jądro wodoru, a jądro wodoru to zwyczajny pojedynczy proton). Niedługo później w sąsiedztwie substancji promieniotwórczej odkryto cząstki helu. I wszystko ułożyło się w spójną całość. Okazuje się, że tajemnicze cząstki promieniowania alfa to nic innego jak jądra helu, które są cztery razy cięższe od jądra wodoru i obdarzone dwa razy większym ładunkiem (stąd stosunek ładunku do masy dwa razy mniejszy niż dla wodoru). Jądro substancji promieniotwórczej emituje jądro helu (cząstkę alfa). Po emisji jądro ma ładunek mniejszy o dwa ładunki protonu (dwa protony zostały wysłane wraz z jądrem helu). Jądro po emisji jest więc innego rodzaju niż przed emisją. Podobne badania przeprowadzono dla promieniowania beta. W tym wypadku okazało się, że stosunek ładunku do masy cząstki beta jest identyczny z owym stosunkiem wyznaczonym dla elektronu (który sam został odkryty zaledwie rok przed odkryciem promieniowania). Cząstka beta jest więc elektronem emitowanym przez jądro atomowe. W wyniku emisji jądro atomowe zwiększa swój ładunek o jeden (aby zgodnie z zasadą zachowania ładunku elektrycznego ładunek całego układu nowe jądro - elektron pozostał równy ładunkowi jądra z przed rozpadu) i staje się jądrem innego rodzaju. Skąd w jądrze był elektron i w jaki sposób jądro zwiększa swój ładunek? Dziś już wiemy, że rozpad ten tak naprawdę jest przemianą jednego z neutronów siedzących w jądrze w elektron, proton. Elektron z rozpadu neutronu opuszcza jądro, zaś proton w nim zostaje zwiększając jego ładunek o jeden ładunek protonu.
Początkowo nie zdawano sobie sprawy z rewolucyjnego charakteru tych odkryć. Jak przekazuje historia niektórzy wykorzystali nową wiedzę dla swoich szkodliwych zamiarów.
adres e-mail: p.porebski@onet.pl Prywatne konto bankowe SWIFT BPKOPLPW 3102026290000950200272633 https://zrzutka.pl/z/pawel1949
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz