В кінці 1895 року вперше у пресі з'явилася сенсаційна інформація про відкриття Конрадом Рентгеном нового типу випромінювання. Ці промені, які вчений назвав Х-променями, легко проходили через різні матеріали – дерево, картон та інші предмети, які мали непрозору для сонячного світла текстуру. Відкриття цих променів дуже сильно схвилювало науковий світ. І може бути, саме з цієї причини світ відразу не помітив ще одного перевороту у фізиці – у 1896 р. Анрі Беккерель відкрив нове явище, а саме радіоактивність.

Радіоактивність. Відкриття Беккереля

В майбутньому за свої відкриття Антуан Анрі Беккерель спільно з подружжям Кюрі отримає Нобелівську премію. Адже саме ці вчені, за словами Нобелівського комітету, відкрили спонтанне радіоактивне випромінювання. В молодості Анрі отримав найкращу освіту і працював в якості помічника Олександра Беккереля, свого батька. Перші наукові публікації Анрі Беккереля стосувалися вивчення температури поверхні Землі. Відкриття радіоактивності Антуаном Беккерелем відбулося набагато пізніше. До цього вчений займався дослідженням люмінесценції, явищем поляризації світла, поглинанням світла кристалами. Остання з областей принесла Беккерелю докторський ступінь з фізики. Згодом Беккерель встановив, що частиною радіації є якісь промені, які за своєю природою дуже схожі з рентгенівськими. Він з'ясував, що якщо в дослідах використовувати уран, то випромінювання виявляється більш потужним.

Історія відкриття явища радіоактивності: подальші дослідження

Марія Кюрі була ученицею Беккереля. Вона відкрила, що явищем радіоактивності володіє ще одна речовина – торій. Тоді ще нікому не було відоме, про що свідчить явище радіоактивності. На зборах членів Французької Академії наук Беккерель повідомив про свій дивне відкриття.


Він розповів вченим про те, що ті промені, які були їм відкриті, можуть спонтанно проникати через будь-яку поверхню. По своїм властивостям вони були подібні рентгенівським. Спонтанно, без будь-якої активності, це випромінювання виходило від деяких речовин. Вчений встановив, що воно властиво речовин, до складу яких включається уран. І Беккерель назвав цей тип випромінювання урановим.

Про що ж свідчить явище радіоактивності?

Відкриття явища радіоактивності пройшло практично в тіні дослідження інших вчених. Але згодом ці промені отримали назву радіоактивного випромінювання. Було з'ясовано, що не тільки уран здатний виділяти випромінювання подібного роду, така властивість притаманне і інших речовин. Насправді це відкриття було одним з найбільш епохальних у фізиці, адже явище радіоактивності, відкрите Беккерелем, свідчить про те, що ядро атома має дуже складну структуру. Цікаво, що за явище, яке було відкрито їм абсолютно випадково, учений удостоївся тієї ж Нобелівської премії, яку подружжя Кюрі отримали за тривалий титанічна праця. Але ці вчені були удостоєні рівною оцінки. На жаль, робота подібного роду для вчених не пройшла безслідно. У 1906 році загинув П'єр Кюрі, а Беккерель пережив його лише на два роки, пішовши з життя у віці 57 років.

Науковий переворот у фізиці

Питання, про що свідчить явище радіоактивності, залишався відкритим протягом тривалого часу. Вивчення цієї загадки було продовжено всесвітньо відомої подружньою парою хіміків – Марією Склодовською і П'єром Кюрі. Вони ретельно вивчали нове явище. Сама назва «радіоактивність» було запропоновано Марією Кюрі-Склодовської. Для багатьох вчених в результаті проведених досліджень колишня картина світу виявилася абсолютно неспроможною. Адже до цього вважалося, що атом являє собою єдину і неподільну частинку буття. Про що свідчить явище радіоактивності насправді? В першу чергу, воно свідчить про помилковість теорії неподільності атомів. Це погляд існувало ще з часів давньогрецьких вчених. Адже сама назва «атом» перекладається з давньогрецької як «неподільний». Отже, радіоактивність як свідчення складної будови атомного ядра говорить про те, що атом має дуже складну будову. При розпад на нові елементи він виділяє випромінювання різних типів: альфа-, бета - і гамма-випромінювання.

Інтерес Резерфорда до проблеми радіоактивності

Один з найбільших внесків у знання про радіоактивності був внесений вченим Ернестом Резерфордом. Він народився в 1871 році в Новій Зеландії у фермерській родині. У 1896 році Резерфорду стало відомо відкриття англійського вченого. «Явище радіоактивності, відкрите Беккерелем, свідчить про те, що атом може ділитися на частини», - цей постулат настільки зацікавив молодого Резерфорда, що вже в 1899 році з'явилась його перша робота про уран та його електропровідності. Цим дослідженням було започатковано вивчення Резерфордом ядерних перетворень і відкриття атомного ядра.

Початок вивчення атома зсередини

У 1911 році Резерфордом було зроблено одне із самих видатних відкриттів, що прославили його на весь світ. Вченим було відкрито атомне ядро. Резерфорд зробив припущення про те, що в атомі може міститися позитивно заряджене ядро, і воно оточується частками протилежного заряду. Резерфорд обчислив приблизне відхилення частинки, яка пролітала повз атома. Нова модель вченого була сприйнята науковим співтовариством скептично. Проте саме вона стала основою сучасної теорії про будову атома.

Остаточне твердження гіпотези Резерфорда

Вчений ретельно вивчав радіоактивність як фізичне явище. В результаті він досліджував складний склад будови урану і виявив дуже сильно поглинаються промені. Їх Резерфорд назвав альфа-променями. Також вченим були відкриті менше поглинаються промені, які він назвав бета-променями. У своїх працях дослідник продовжував вивчати до цього досліджується в роботах подружжя Кюрі явище радіоактивності. Досвід Резерфорда показав, що радіоактивність є атомним явищем, яке супроводжується хімічними змінами самої речовини. У своєму дослідженні, проведеному разом з хіміком Содді, 1903 року Резерфорд остаточно утверджує свою гіпотезу. Він формулює закон радіоактивного розпаду, а також розписує ланцюга хімічних перетворень таких речовин, як уран, радій і торій.

У чому ж полягав досвід Резерфорда?

Вчений ставив досвід розсіювання альфа-частинок. Їх пучок повинен був проходити через тонкий шар золотої фольги. Резерфорд вибрав золото неспроста: адже саме цей матеріал був дуже гнучким, і з нього була можливість отримати шар товщиною практично в один атом. Під час досліду Резерфорд одержав наступні спостереження. Деякі альфа-частинки проходили крізь фольгу, утворюючи на екрані розмиті плями. Інші ж лише фіксувалися на бічних вікнах. Досвід вченого показав, що позитивний заряд всередині атома, головним чином, знаходиться всередині його ядра, і при цьому ядра різних атомів розділені величезними проміжками. Явище, при якому хімічна речовина спонтанно випромінює мають значну проникаючу здатність частинки, було названо явищем природної радіоактивності. Тепер стало відомо, про що свідчить явище радіоактивності. Виявилося, що ядра атома наділені здатністю спонтанно розпадатися.

Ланцюгова реакція поділу ядра

Резерфорд виявив деякі закономірності радіоактивного розпаду. Наприклад, коли діляться важкі ядра, при цьому може відбуватися утворення декількох вільних нейтронів. Так може бути організована названа вченим ланцюгова реакція поділу. При ній вільні нейтрони, поширюючись у середовищі, в якій містяться важкі елементи, провокують виникнення нових нейтронів. Якщо ж ця середовище характеризується високим вмістом нейтронів, то процес відбувається лавиноподібно. Коли ж кількість нейтронів виявляється недостатнім, то ланцюгова реакція поступово сходить до нуля. Пристрій, в якому підтримуються такі ядерні реакції штучним шляхом, називається ядерним реактором.