 |
Бета‑частицы оказались электронами
|
|
|
|
Бета‑ частицы оказались электронами
Так как радиоактивные элементы, распадаясь, выбрасывают какие‑ то частицы, то физики занялись исследованием излучения радия. Они надеялись, что в лучах радия окажутся осколки атомов, и это позволит судить об устройстве самих атомов.
Чтобы исследовать все, что вылетает из атомов радиоактивных элементов, был построен несложный прибор. Его главная часть состояла из пустотелой свинцовой «бомбочки» с очень толстыми стенками. В эту бомбочку поместили небольшое количество радиевой соли.
Свинец для изготовления бомбочки был выбран потому, что он поглощает излучение радия и, тем самым, мешает частицам разлетаться во все стороны. Излучение радия должно было проникать за пределы свинцовой бомбочки только через маленькое круглое отверстие – окошко, просверленное в стенке свинцового кубика.
На некотором расстоянии против окошка поместили экран, покрытый сернистым цинком. Когда в лаборатории потушили свет, ученые увидели на экране светящееся зеленоватое пятнышко – след лучей радия, выходящих из отверстия.
Затем к невидимой струйке, вырывавшейся из отверстия в свинцовом кубике, поднесли магнит, и тотчас на экране зеленоватое пятнышко разделилось на части. Вместо одного пятнышка заискрились три. Это наглядно свидетельствовало, что струйка частиц, излучаемая радием, под влиянием магнита распалась на три самостоятельных и разнородных луча (рис. 39).
Рис. 39. Под воздействием магнитного поля поток радиоактивного излучения разделился на три ветки.
Среднее пятнышко осталось на прежнем месте, – очевидно, в излучении радия есть нечто такое, что не имеет электрического заряда и потому не поддается влиянию магнитного поля. Ученые назвали этот вид излучения гамма‑ лучами. По своим свойствам гамма‑ лучи близки свету или ультрафиолетовым лучам.
|
|
|
Второе пятнышко отошло от среднего положения на очень небольшое расстояние, оно только слегка отклонилось в сторону; это указывало, что масса частиц, образующих второй луч, сравнительно велика. Направление, в котором отклонялись летящие частицы, свидетельствовало об их положительном заряде. Этот поток тяжелых, положительно заряженных частиц ученые назвали альфа‑ лучами, а частицы – альфа‑ частицами. Они оказались ядрами атомов гелия.
Третья струйка изогнулась точь‑ в‑ точь так же, как и электронный луч в катодной трубке. Эта струйка состояла из отрицательно заряженных частиц, которые получили название бета‑ частиц. После всесторонней проверки выяснилось, что бета‑ частицы обладают всеми свойствами электронов, иными словами, они и есть самые обыкновенные электроны.
Этим‑ то и объясняется странное явление, которое пришлось наблюдать Кюри, когда они вскрывали ампулы с радиевой солью. Быстрые электроны прорывались сквозь тонкое стекло ампул, а положительный заряд накапливался в ампуле и пробивал стекло, когда Кюри касался его ножом.
Бета‑ частицы содержатся в излучении многих радиоактивных элементов. Следовательно, при распаде атомов наряду с другими лучами и частицами возникают также и электроны. Ученые того времени сделали поэтому вывод, что электроны входят непременной частью в состав атомов. [7] Это было необычайно важным открытием. Оно окончательно и бесповоротно доказало, что местообитанием электронов, а может быть даже и их родиной, являются атомы.
Идеалисты переходят в наступление
Большинство ученых XIX века представляли себе атом неделимым, абсолютно постоянным, обладающим неизменной массой. Они считали его первоначальным, извечным и неизменным «кирпичом мироздания».
|
|
|
И вдруг в мире привычных научных воззрений стали известны новые удивительные факты – ученые ознакомились с явлениями радиоактивности.
Атомы, казавшиеся до того времени несокрушимыми, разваливались буквально на глазах. Вещество исчезало, распадалось, а среди продуктов распада находились не только вещественные частицы – атомы других более легких химических элементов, но и частицы отрицательного электричества – электроны и даже гамма‑ лучи.
Все это было ново, необычно, странно. Все это под корень подрубало старые понятия и о веществе и об энергии. Прежние воззрения рушились. Казалось, пошатнулись основы физических наук.
Ученые‑ идеалисты воспрянули духом. В течение всего XIX века, под напором непрерывных успехов науки, они были вынуждены сдавать одну позицию за другой. Открытия Фарадея, Менделеева, Бутлерова, Максвелла, Столетова и многих других ученых разрушали идеалистические представления о мире.
Теперь же, на рубеже XX века, новые факты давали идеалистам удобный случай перейти в решительное контрнаступление и вернуть утраченный авторитет. С еще большим рвением ученые и философы идеалистического лагеря ринулись в атаку на материализм, надеясь, что им удастся раз и навсегда сокрушить материалистическое миропонимание.
Штурм начался с самых различных позиций. Одни, опираясь на незавершенные опыты Кюри, утверждали, что радиоактивные элементы являются неисчерпаемыми источниками энергии – вечными двигателями, в которых энергия рождается из ничего. И, следовательно, великий ломоносовский закон: «из ничего не может возникнуть что‑ то» – неверен. Идеалисты объявили этот основной закон природы недействительным.
Другие доказывали, что материя в радиоактивных элементах превращается в излучение, а излучение, рассеиваясь в пространстве, якобы бесследно исчезает. И они делали ложный вывод, что материя не вечна, она исчезает, уничтожается.
Третьи обращали свое внимание на природу электрона.
Эти физики признавали электрон не мельчайшей частицей вещества, а только простейшим элементарным зарядом, а электричество считали одним из видов энергии.
|
|
|
И все эти физики‑ идеалисты, искажая истину, говорили: атомы состоят из электронов, а электроны только заряды. Значит атомы не материальны, не вещественны. Материя в действительности не существует, а существуют одни заряды – одна энергия.
Наконец, нашлись ученые, которые, повторяя теории древних философов‑ идеалистов, отрицали все. Они пытались доказать, что будто бы ни атомов, ни электронов и вообще ничего на свете нет. Земля, Вселенная, атомы и электроны – это не более как наши ощущения, это только понятия, введенные для удобства мышления и рассуждений. Материи нет, есть только наши понятия, которые можно облачать в форму математических уравнений.
Весь этот вздор, оглушая и ослепляя исследователей природы, мешая разобраться в сущности новых и непонятных явлений, хлынул в науку.
Все сторонники идеалистического мировоззрения, несмотря на некоторое различие во взглядах, дружно стремились к одной цели. Они пытались доказать, что материя уничтожима, не вечна, не действительна, а бог, дух – неуничтожимы, вечны.
|
|
|
