登陆注册
15712200000018

第18章 氩的发现

惰性气体的故事

1904年,为了表彰瑞利发现了惰性气体——氩这一重要成就,将诺贝尔物理学奖授予了英国皇家研究所的瑞利勋爵(LordRayleigh,1842-1919年)。

瑞利原名约翰·威廉·斯特拉特(John William Strutt),尊称瑞利男爵三世(Third Baron Rayleigh),1842年11月12日出生于英国埃塞克斯郡莫尔登(Malden)的朗弗德林园。瑞利的幼年和青年时期身体虚弱,学习因病时常中断。瑞利10岁时在伊顿公学度过的一段时间大部分是住在学校的疗养院中。1861年瑞利进入剑桥大学的三一学院攻读数学。开始时他的学业比不上学习最好的同学,但是不久他那突出的才能就使他超过了他的竞争者。1865年他通过了高年级学生的数学学位考试,是一等及格者和斯密斯奖获奖人。

出身名望贵族的瑞利以严谨、广博、精深著称,并善于用简单的设备做实验而能获得十分精确的数据。气体密度测量本来是实验室中的一件常规工作,但是瑞利不放过常人不当回事的实验差异,终于作出了惊人的重大发现。这就是1892年瑞利从密度的测量中发现了第一个惰性气体——氩。

自从门捷列夫周期表提出以后,科学家对寻找新的元素以填补周期表上的空缺,表现出了很大的积极性。但是,人们没有想到,竟然在周期表上遗漏了整整一族性质特殊的惰性气体。

1882年,瑞利为了证实普劳特假说,曾经测过氢和氧的密度。经过长期的测定,他得到氢和氧的原子量之比实际是1∶15.882,而不是1∶16,。测定了氮的密度以后,他发现从液态空气中分馏出来的氮,跟从亚硝酸铵中分离出来的氮,密度有偏差。空气中分馏出来的氮,密度为1.2572g/cm3,而用化学方法从亚硝酸铵直接得到的氮,密度却为1.2505g/cm3。两者数值相差千分之几,在小数点后第三位不相同。他认为,这不可能是实验造成的误差。为此他先后提出过几种假说来解释造成这种不一致的原因。其中有一种是认为在大气中的氮还含有一种同素异形体,就像氧和臭氧那样,这种同素异形体混杂在大气氮之中,而从化学方法所得应该就是纯净的氮。于是,瑞利仿照假定了氮的同素异形体,并以此发表了一篇论文。可是论文发表后没有引起人们的普遍注意,只有化学家拉姆塞(W.Ramsay)表示有兴趣和他合作进一步研究这一问题。拉姆塞重复了瑞利的实验,宣布证实了瑞利的结果,肯定有N3的存在。两位科学家在经过严密的计算后,在1894年确定所谓的N3并不是氮的同素异形体,而是一种特殊的,从未观察到的不活泼的单原子气体,其原子量为39.95,在大气中约含0.93%。他们取名为氩,其希腊文的原意是“不活泼”的意思。第一个惰性气体就这样被发现了。这种普遍存在的大气成分,存在于人类身边,多少科学家在分析空气时,都错过了发现的机会。瑞利之所以能有这样的发现,与他平时严谨的科学态度、认真的周密研究是分不开的。假如他把千分之几的偏差简单地归于实验误差,就会轻易地失之交臂。瑞利和拉姆塞发现氩的过程,历经了十年之久的平凡琐碎的化学实验工作,他们付出巨大劳动,才终于取得有历史意义的重大成果。

在发现氩之后,拉姆塞在瑞利的协助下又发现了氦、氪和氖。据说,拉姆塞在研究其他惰性气体时,曾将百余升的液态空气慢慢蒸发,逐步检查,才得以对空气的组成作出明确的判定。科学界对瑞利和拉姆塞的功绩作了充分的肯定,因此瑞利和拉姆塞在1904年分别被授予诺贝尔物理学奖和化学奖。

瑞利于1919年去世,比拉姆塞晚逝3年,享年77岁。据拉姆塞的学生特拉弗斯回忆说,瑞利与拉姆塞之间往返信件极多,彼此关系十分融洽,“绝少猜疑,也无不正当的行为”,共同为科学而努力,毫无名利之争。瑞利逝世后,他的实验室曾供科学界参观,凡是来访问的科学家,对瑞利所用仪器的简单莫不惊异。瑞利实验室中的一切重要设备虽外形粗糙,但都制造得十分精密。瑞利就是用这些仪器做了极为出色的定量分析。后人经常记起这位伟大科学家的名言:一切科学上的最伟大的发现,几乎都来自精确的量度。

同类推荐
  • 走进科学丛书:不懈追求的大科学家

    走进科学丛书:不懈追求的大科学家

    本书包括观测天文学大师第谷、开创钢铁时代的发明家、一个新元素的诞生、不懈追求的科学伉俪、萨哥拉贫困潦倒、培根遭祸两次入狱以及布鲁诺至死不渝等内容。
  • 《地理知识篇》(上)

    《地理知识篇》(上)

    该套丛书是丰富青少年阅历,培养青少年的想象力、创造力,加强他们的探索兴趣和对未来的向往憧憬,热爱科学的难得教材,是青少年生活、工作必备的大型工具书。本书在内容安排上,注意难易结合,强调内容的差异特点,照顾广大读者的理解力,真正使读者能够开卷有益,在语言上简明易懂,又富有生动的文学色彩,在特殊学科的内容中附有大量图片来帮助理解,具有增加知识,增长文采的特点,可以说该书在当今众多书刊中是不可多得的好书。
  • 科学伴你行-神往的生态环境

    科学伴你行-神往的生态环境

    地球上的任何地方都有生命。其实不然,地球上的生物只占据了地球薄薄的一层,这一层承载了全部生命及其活动的领域称为“生物圈”。
  • 图文科普-奇妙的发明

    图文科普-奇妙的发明

    本书是为了普及科学知识,探索科学发展的历程,领略科学丰富多彩的趣味,弘扬科学名家的丰功伟绩,学习科学家不懈的创新精神与无私的奉献精神,培养青少年科学、爱科学的浓厚兴趣,并密切结合青少年朋友日常的生活与学习特点而编写的。
  • 探索未知-古希腊数学

    探索未知-古希腊数学

    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。
热门推荐
  • 傲天之尊

    傲天之尊

    天下之大,却无半寸净土;为绝叛乱,平民不得习武。富贵淫乐王权贵,民间疾苦命难存。虽为籍籍无名之辈,为报养父之仇,驱除人心之魔,历经千辛万苦,直登武学巅峰。排山倒海,气冲云霄,踏破尘世,一代至尊!欢迎加入读者交流群498129858,一同探讨小说。
  • 暗黑天国

    暗黑天国

    当末日灾劫降临之时,你可愿手染万千鲜血,祭献灵魂于恶魔换取力量,与那来自阴暗世界的恐怖魔怪浴血抗争…还是只甘心做个随波逐流,战兢活着不知下一秒是否存亡,永陷黑暗笼牢的小小凡人?如果,生命只剩下最后一秒,你会选择拥抱光明…还是黑暗!!!————————————————————————你只记得我的杀戮,却蔑视了我的救赎。所以即便黑暗将我吞溺,我也不愿和你们一起逃生光明…但你不能说我两手空空,不能说我一无所有!我会用染满鲜血的双手告诉你,哪怕是在黑暗中,也有你们向往的天国!——秦纵
  • 那一年我们都未曾离开过

    那一年我们都未曾离开过

    她叫夏琳,她认识了他七年,也等了他七年,七年,她终于回来了,只是却不敢有奢望;.他叫萧珩,他认识了她七年,也爱了她七年,七年,他重新回来了,去寻找他失去已久的恋人。
  • 甜妻可口:BOSS,请勿纠缠

    甜妻可口:BOSS,请勿纠缠

    他是豪门权少,她是失宠弃妇。人前,他宠她入骨;人后,他形同陌路。“我有很多女人,你只是其中一个!”她冷笑着扔下离婚协议书:“我有很多男人,你永远不会是其中一个!”该死,她竟敢瞧不起他。她逃,他便全球通缉!抓回家身体力行地告诉她,什么才叫真正的男人!“宝贝,再嫁我一次。”全城瞩目下,他高调求婚。她却笑盈盈地挽着别的男人:“抱歉,前夫,我已经结婚了。”
  • 玄武穹苍

    玄武穹苍

    地球的普通大学生萧云因一场意外穿越到玄武大陆,阴差阳错转世到古风镇萧家的废材少主身上。加上偶得上古玉佩,得玉佩之灵的指导,再加上自己在地球上的知识开始了一场与众不同的修炼之旅。看曾经的废物如何成为耀眼的天才。
  • 花落随流水

    花落随流水

    周彬:琳琳,你醒醒,我们重新开始,我要和你在一起,我不再折磨你了,真的不再折磨了,你醒醒。周彬抱着躺在血泊中的简琳,痛不欲生,他知道这次的分别将会变成永远的分别,当你开始心疼一个人的时候,爱已经走进了你的心里,幸福一半是争,一半是随,当简琳倒下的那一刻,周彬才明白,幸福已随流水离自己越来越远。。。
  • 相公不如爹

    相公不如爹

    尊敬的书友,本书选载最精华部分供您阅读。留足悬念,同样精彩!“哇——呜——娘骗我!娘骗我啦!长得不像爹,没爹的英俊,又没爹的风趣,没爹的武功好,还不会笑……不要啦!呜……什么都不如爹爹的相公,我不要啦!还是什么情况?凌冽彻底傻眼了!父母逼他娶个据说二十岁还嫁不出去的老姑娘已经够委屈的了。没想到,洞房花烛夜,盖头一掀,新娘子看见他就哭天喊地直呼上当受骗。他凌某人可是秦州最受女性爱慕的“四公子”之最耶,有她说的那么不济吗?哼,不识货!
  • 进化源泉

    进化源泉

    末世降临人性的暴虐,道德的沦陷。丧尸?变异兽?异族?来自其他面位的入侵。且看重生后的江南如何带领着人类,面临一个个敌人。当我回过头时,我希望自己能保持着本心。——江南本文前期是生化末世。
  • 缘来似梦,原来是梦

    缘来似梦,原来是梦

    也许,你们也是曾经的甜蜜恋人,但是,日复一日,不知从何时起,你们无缘无故的吵架,气头上,彼此毫不留情的互相诋毁与讽刺;年复一年,你们开始抱怨对方的缺点太多,关爱太少,慢慢的,你们以为爱情已经不在了,可是,偶然当你看到她对着你们的照片默默垂泪,对你送的小礼物还依然视如珍宝,你的心忽然软了,你发现,她的泪,是你今生最大的怜惜和疼爱……
  • 天堂别墅区

    天堂别墅区

    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。