登陆注册
14525600000022

第22章 美丽彩虹奥秘的揭开

在科学面前,连太阳也失去了神秘性。紧接着,所有的天体的神秘性也逐渐消失了。亚里士多德月上界,月下界的划分,在科学面前,在更深的认识层次上被完全、彻底地推翻了。

在戴维用电解法发现了许多种新的元素以后,其它科学家也用同样的方法去寻找新的元素。很快就发现了十几种新的元素,但是,当人们把能够电解的物质分析完了以后,就再也找不到新的元素了。要想发现新的元素必须使用新的方法。

于是,光谱分析方法就应运而生了。

用光谱分析的方法在化学新元素的发现中作出了杰出贡献的是一对非常要好的朋友:本森和基尔霍夫。

本森是一位化学家,基尔霍夫却是一位物理学家,他们两个人都是德国人,都在德国的海德尔堡大学教学,而且还是一对非常要好的朋友。本森身材高大,体态魁伟;基尔霍夫却身材矮小,只有他的大个子朋友的一半。本森沉默少言,很难得说句话,而基尔霍夫呢,则是有名的贫嘴。他妈从小就叫他“小尤丽娅”,就因为他长得又小、又矮、又爱说,像个小女孩子。人们无法想像他们两个人怎么会成为一对形影不离的好朋友。

其实,这一对好朋友的关系很简单,基尔霍夫是个学者,除去科学,什么也不想知道,而本森呢,为了自己的科学事业一辈子连婚也没顾上结,这是两个把自己完全献给了科学事业的科学家。他们每天在一起讨论着他们共同关心的东西,他们怎么能不成为好朋友呢?

本森曾经发明过一种煤气灯,今天这种灯的名字就叫本森灯。他在玩他的本森灯的时候,发现在灯上燃烧的物质不同,产生出来的火焰的颜色也不同。他想:如果能用火焰的不同颜色区分化学元素该多么省事啊。于是他就开始了这方面的实验。

本森在实验中发现:钠这种元素在我们这个地球上几乎无处不在,许多物质都含有钠,而且钠在燃烧时发出的光很强、很亮,总是掩盖了其它颜色。在对物质进行燃烧时,很难区分不同的元素,所以他感到很困惑。在一次散步的时候,本森就把自己遇到的困难告诉了好朋友基尔霍夫,基尔霍夫非常爱说,而光学又正好在他的物理学研究范围之内。他马上作出了回答说:“这太好办了,你不会看光谱吗?”于是便滔滔不绝地向本森讲开了光和光谱的知识。

在这次谈话以后,两个好朋友努力合作揭开了化学科学光辉的一页,他们用光谱分析的方法取得了许多世界第一流的发现。

基尔霍夫所说的光谱,就是牛顿在乡下和他的小妹妹用三棱镜分解出来的那道美丽的彩虹。牛顿得到的光谱是太阳光谱,由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种原色组成的。由于不同的元素燃烧时会产生不同的光谱,于是这一对好朋友就开始用光谱分析的方法去寻找新的未知元素了。

用光谱分析有个最大的好处是,无论钠在燃烧时发出的光多么强、多么明亮,在光谱上只是相应的彩带宽了一些,却掩盖不了其它元素的光谱了。因此,只要在对某种物质燃烧时发现了新的光谱线,那么,这种物质中就一定含有新的元素了。于是,两个好朋友就用一盏本森灯开始了他们的科学新发现。

他们两个不断地把不同的东西投入本森灯的火焰之中,然后用三棱镜对他们燃烧时产生的光谱进行分解,从1860年4月~11月,基尔霍夫和本森两个人发现好多种新的化学元素,当他们发现铯和铷的时候,人类已经知道了59种元素了。

对科学来说,更重要的是,这两位科学家把这种方法从地上扩大到了太空。用光谱分析法分析了天体的元素成分。

基尔霍夫和本森的研究起源于一个名叫夫琅和费的科学家。

早在1814年,德国光学家夫琅和费为了检验他的光学仪器,研究了许多种灯的光谱,想找一种光线为单色光的理想光源。光源没有找到,这位先生却发现了许多有趣的现象。其中最为重要的就是发现了以他的名字命名的夫琅和费线。

夫琅和费进行研究时也是用牛顿的方法。像牛顿一样,他也钻进了一间黑屋子,只留了一条狭缝让阳光照进去。

第一次,夫琅和费在狭缝跟前摆了一盏油灯,他通过三棱镜看到的是有两条大小和狭缝相等的极其明亮的黄线,并排出现在那条彩色的光谱带上,这就是钠的光谱线。

第二次,夫琅和费把油灯换成了日光,他发现黄线不见了,变成了两条宽窄相同的黑线。

这引起了他极大的好奇,当他在太阳光的谱带上仔细寻找时,发现在太阳的光谱上有许多条横断在上面的黑线,他数了数一共有500多条,截断了太阳光谱,使彩虹变成了断断续续的。这就是著名的夫琅和费线。但是,许多年来,谁也弄不清这些夫琅和费线是哪儿来的。

霍尔基夫认为钠的光谱和太阳光谱中的双黑线总是占着同一位置,这绝不是偶然的。于是他进行了一个实验:他在把本森灯放在狭缝上的同时,让日光也照了进去,他要看一看这两种光谱重叠的现象。当太阳光的强度调得较弱时(用毛玻璃挡住口),夫琅和费线的双黑线就变成了两条明亮的纳谱线,当太阳光稍强时,黄色的纳谱线消失了,再现了那两条黑色的夫琅和费线。然后,他用石灰灯光代替阳光继续观察,他发现只要把一个含钠的灯焰放在石灰灯前,就会出现那两条黑色的夫琅和费线了。

两个好朋友终于明白了,因为含钠的灯焰吸收了石灰灯发出的钠光谱,所以才出现了夫琅和费线,那么在太阳上,也一定是钠蒸气吸收了阳光中的钠谱线才出现的夫琅和费线。这充分说明了太阳里含有钠,那么,那500多条夫琅和费线也一定和其它相应的元素谱线相对应了。

一个新的、意义深远的工作开始了。

本森和基尔霍夫首先在铁的谱线上找到了60条各种颜色的线与太阳光的谱线完全相合。紧接着,用同样的方法——通过元素的谱线与夫琅和费线对比的方法,这两位科学家查明了太阳上的30多种元素与地球上的元素基本上是一致的。

这个惊人的消息立刻传遍了整个科学界,震动了全球。到了这个时候,在科学面前,连太阳也失去了神秘性。紧接着,所有的天体的神秘性也逐渐消失了。亚里士多德月上界,月下界的划分,在科学面前,在更深的认识层次上被完全彻底地推翻了。

由于本森和基尔霍夫的巨大成功,许多科学家也纷纷把各种物质送进火焰中去烧,并且使用这种新的方法去寻找新的元素了。

1861年,英国科学家克鲁克斯发现了铊;

1863年,德国科学家利赫杰尔发现了铟;

1868年,法国让逊和英国洛克发现了氦;

1875年,法国科学家列科克,布阿博德朗发现了镓;

1879年,瑞典化学家拉尔斯·弗勒德里·尼里逊发现了钪;

1885年,德国化学家温克勒发现了锗。

这最后面的三种元素的发现,非常有意思,因为他们都是由一个伟大的预言家,在发现之前早已预言过的。而且这个预言者甚至指出了这些新元素的发现者测定的比重和原子量上的错误,在整个科学界引起了极大的震动。

这个预言家就是俄国伟大的化学家门捷列夫。

由于元素周期律是在原子论的基础上产生的,所以在讲门捷列夫的惊人发现的故事之前,还得先讲一下古希腊原子论的新生。

同类推荐
  • 发现之旅-世界奇珍异宝

    发现之旅-世界奇珍异宝

    本书记录某些动植物的非同一般的生活习性或特性,提出相关的问题并予以解决,列出依然存在的问题,引起人们探索的兴趣。
  • 千奇百怪之谜全集

    千奇百怪之谜全集

    《千奇百怪之谜全集》一书由钱源著,于2006年由甘肃文化出版社出版发行。即使拥有了众多的高科技,世界在我们面前依然是那么神秘。
  • 教海点滴

    教海点滴

    本书既是“教学相长”,朝夕磨研的经验总结,也是长期教学实践中开拓创新的追求与探索,分为六辑,内容包括管理初探、教改管窥、《手工艺报》、电教实验、乡土地理等。
  • 探索未知-漫谈电化学

    探索未知-漫谈电化学

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 征服太空之路(神秘的太空世界丛书)

    征服太空之路(神秘的太空世界丛书)

    《征服太空之路》从不同角度、不同层面向你展开一幅幅美丽的太空画面,让你在学到有关太空知识的同时也能领略到独特的太空美,相信定会使你受益匪浅。现在就开始这次意义深远的太空之旅吧。《征服太空之路》对从人类最初的飞翔之梦到未来飞行器的发展趋势都作了详细的介绍。
热门推荐
  • 仙衍

    仙衍

    觅生船,一世觅一人,此世载洛尘。洛尘,落尘,知凡心;洛尘,修真,悟道心。且看洛尘如何一步步走出自己的道,明悟自己的本心,踏出这仙衍之地。
  • 酒鬼的故事

    酒鬼的故事

    陈集益,70后重要作家。曾就读于鲁迅文学院第七届中青年作家高级研讨班。浙江省作协签约作家。在《十月》《人民文学》《中国作家》《钟山》《天涯》等大型文学期刊发表小说六十万字。2009年获《十月》新锐人物奖。2010年获浙江省青年文学之星奖。
  • 落千殇

    落千殇

    妖皇童年悲催,找到自己想要保护到人,可是自己却保护不了,让他死了,晋升妖皇,毁了妖界全部生灵,打开虫洞穿越到人界,找到了跟自己前世要保护的人张的有几分相像的人,留在她身边就算留一份情吧,他以为自己不会爱了,没想到自己爱的至死至休,轰轰烈烈。
  • 神剑传说之六界

    神剑传说之六界

    你愿为爱情付出多少?当面对自己所爱的人,你能开口说出那句爱你吗?这是一部讲述救赎与付出的小说……
  • 我出马的那些年

    我出马的那些年

    本是一名普通孩子,自从继承了爷爷的事业,自己出马立堂,是同行业最小的接仙人,日后道路无比艰辛,困难,只能靠自己闯…………
  • 天梦记

    天梦记

    一位凡间普通家族的青年从小就梦想着成为仙人,傲游天地,杀人于千里之外。奈何没有仙资,一个意外让他得到一个神秘的小塔,从此走上一条绝世妖孽之路,更让这修真界刮起一场腥风血雨。
  • 勤能补拙

    勤能补拙

    一开始会注意到这个男孩,是因为他笨得不可思议。人长得不是普通的帅,但倒霉、耍笨的程度也有得拼?而且他的笨,看起来很可能是没有尽头的……可是他对她越是笨拙,她越是感受得到他有多真心。和他在一起,什么事都要细火慢熬,那就慢慢来吧,爱情教她如何耐心宽容地等待一个男孩……--情节虚构,请勿模仿
  • 守护远古墓陵

    守护远古墓陵

    父母失踪!最后的线索竟然是墓陵!女友离开!情敌竟然是资深盗墓高手!寻找父母!踏上盗墓之旅!心态改变!保护远古墓陵与恶势力斗争!疑团重重!父母在哪?兄弟背叛?到处都是陷阱!到处都是迷茫!该信谁?该怎么办?
  • 老爹叫我去巡妹子

    老爹叫我去巡妹子

    什么?宁家修真家族的唯一继承人竟然是个废物?做为宁家的继承人宁无缺唯一的利用价值就是传宗接代了,这不老爹老妈让他去巡妹子去了?同桌的龙冉长的不错,可以推倒;前桌的杨凌也有一番韵味,嗯,可以考虑;什么?老妈说新来的英语老师屁股很圆,可以生孩子……
  • 嗜血神话

    嗜血神话

    小馒头,一个被大家族收作仆人的孤儿;自卑内向,没有丝毫野心的他也许只想默默地待在辛家守护着他的大小姐;可是小姐出嫁的日子来了,而他将和送亲队伍一起护送小姐。途中为救小姐而死亡,馒头释放了自己身体里另一个灵魂---血族......