Атомы и электроны - Бронштейн Матвей Петрович

Флюоресцирующие вещества — это такие, которые в темноте не светятся, но стоит только поставить их на яркий солнечный свет, как они начинают светиться. Существует, например, такой минерал флюорит (его ещё иначе называет плавиковым шпатом); сам по себе он не светится, но, как только на него попадут яркие солнечные лучи, он тотчас же начинает испускать синевато-фиолетовый свет. Флюорит — это одно из самых известных флюоресцирующих веществ; даже самоё слово «флюоресцировать» происходит от слова «флюорит»: оно, собственно говоря, означает «вести себя как флюорит». Многие другие вещества тоже сильно флюоресцируют: например, раствор сернокислого хинина, выставленный на солнце, светится голубыми лучами, раствор хлорофилла — красными. Флюоресцирует даже и обыкновенный керосин, хотя довольно слабо: если бутылку с керосином поставить на солнце, то она начинает испускать слабенькое синее сияние.

Обо всех этих веществах вспомнил Анри Беккерель, как только услышал о зеленовато-жёлтом свете, похожем на свет флюоресцирующих веществ (так и писал Рентген в своём письме), которым сопровождается испускание рентгеновских лучей.

«Как знать, — подумал Беккерель, — может быть, флюоресценция и рентгеновские лучи всегда неразлучны; может быть, не только стекло рентгеновской трубки, флюоресцируя, испускает рентгеновские лучи, но и плавиковый шпат, и сернокислый хинин, и хлорофилл, и даже самый обыкновенный керосин, который торговцы развозят в своих тележках по парижским улицам и продают домашним хозяйкам, — может быть, даже и этот керосин испускает рентгеновские лучи в то время, как флюоресцирует на солнечном свету».

Вот какая мысль запала в голову Беккереля, и он в волнении ушёл домой, решив поскорее приступить к опытам, чтобы проверить свою догадку.

Несколько дней размышлял Беккерель о том, какой бы сделать опыт, чтобы узнать, действительно ли флюоресцирующие вещества испускают и рентгеновские лучи в то самое время, пока они светятся. В конце концов Беккерель придумал вот что: он возьмёт фотографическую пластинку, завернёт её в чёрную бумагу для того, чтобы ни один солнечный луч не мог упасть на эту пластинку, положит сверху кусок какого-нибудь флюоресцирующего вещества, а затем выставит всё это на солнце. Если верно, что флюоресцирующее вещество, освещённое солнцем, не только светится видимым светом, но и испускает невидимые глазу рентгеновские лучи, то эти лучи пройдут через чёрную бумагу и отпечатаются на фотографической пластинке. Если же рентгеновских лучей нет, то ничего на пластинке не отпечатается — ведь от всех видимых лучей она прекрасно защищена обвёрткой из чёрной бумаги. Надо сказать, что за много лет своей работы над флюоресцирующими веществами Анри Беккерель собрал огромнейшую коллекцию этих веществ: нигде в мире, ни в одном музее не было такой. Долго стоял Беккерель перед своим шкафом с флюоресцирующими веществами, желая выбрать такое, которое флюоресцировало бы посильнее.

«Вероятно, — думал Беккерель, — чем сильнее вещество флюоресцирует, тем больше оно испускает рентгеновских лучей, а значит, мне будет тем легче и удобнее их обнаружить».

Наконец, после долгих колебаний, он остановился на веществе, которое он когда-то — лет за пятнадцать перед этим — сам приготовил в своей химической лаборатории. Это вещество называлось «двойная сернокислая соль урана и калия». У Беккереля было несколько лепёшек этого вещества с таким длинным названием. Все они прекрасно флюоресцировали: стоило только им попасть на солнце, как они начинали испускать яркое зелёное сияние. Беккерель положил лепёшку с двойной сернокислой солью урана и калия на фотопластинку, завёрнутую в чёрную бумагу, и выставил всё это на солнце. Через несколько часов он проявил и отфиксировал пластинку. К его радости, оказалось, что на пластинке действительно отпечаталось изображение лепёшки. Выходило, что он был прав: флюоресцирующие вещества действительно испускают рентгеновские лучи.

Беккерель был очень доволен собой: ведь столько лет никто (да и он сам) не замечал, что флюоресцирующие вещества испускают рентгеновские лучи, и вот теперь ему впервые посчастливилось это заметить. Но всё-таки он не торопился напечатать в журнале Академии наук сообщение о своём открытии. Как часто бывает, что самое несомненное, казалось бы, открытие потом оказывается просто ошибкой! Поэтому Беккерель решил повторить свой опыт ещё раз, и ещё раз, пока, наконец, он не убедится, что всё это действительно так и что никакой ошибки быть не может. Он взял несколько ещё нетронутых фотопластинок, завернул их в чёрную бумагу и стал их выставлять на солнце, положив на каждую из них кусочек флюоресцирующего вещества. Такие опыты он делал довольно долго — несколько недель, как вдруг случилось странное происшествие, которое показало Беккерелю, что дело не так просто, как ему казалось раньше. Произошло вот что: пока Беккерель трудился в своей лаборатории, придумывая всё новые и новые опыты для изучения тех рентгеновских лучей, которые испускает флюоресцирующая, лепёшка двойной сернокислой соли урана и калия, наступили пасмурные дни. Напрасно Беккерель выносил на балкон свои фотографические пластинки с лепёшками сернокислой соли, — солнце было закрыто тучами, и лепёшки упорно не хотели флюоресцировать. Пришлось Беккерелю прекратить свои опыты, запереть все свои пластинки и лепёшки в ящик стола и ждать солнечных дней.

1 марта 1896 года Беккерель (от скуки или от нечего делать) вздумал проявить одну из таких фотопластинок, положенных им в ящик письменного стола. Эту фотопластинку он пробовал за несколько дней перед этим — 26 февраля — выставить на солнце вместе с лепёшкой сернокислой соли; пластинка была, как всегда, завёрнута в чёрную бумагу, а между ней и лепёшкой он ещё положил маленький медный крестик для того, чтобы узнать, смогут ли рентгеновские лучи, испускаемые лепёшкой, пройти не только через чёрную бумагу, но и через слой меди. Солнце показывалось из-за туч очень редко, а потому Беккерель очень скоро убрал свою пластинку в ящик вместе с лежащим на ней крестиком и лепёшкой.

Когда через несколько дней, 1 марта, Беккерель вздумал проявить эту пластинку, он ожидал, что изображение лепёшки, которое отпечатается на пластинке, будет очень слабенькое: ведь солнце появлялось на короткое время, и лепёшка флюоресцировала очень недолго. Но когда пластинка была проявлена и Беккерель на неё взглянул, он едва от удивления не выронил её из рук: на пластинке отпечаталось резкое тёмное изображение лепёшки — такое резкое, какое никогда не получалось в прежних опытах Беккереля, в которых лепёшка ярко флюоресцировала в течение нескольких часов. А на фоне тёмного изображения лепёшки выделялось светлое изображение креста: лучи, испускаемые лепёшкой, не смогли пройти сквозь медь креста, как прошли через чёрную бумагу, и поэтому под крестом пластинка осталась такой, какой была, — незачернённой.

Удивление Беккереля было безгранично. Ведь, лёжа в тёмном ящике стола, лепёшка не могла флюоресцировать, как она флюоресцирует на солнечном свету, а между тем изображение на фотопластинке получилось резкое и отчётливое, как будто бы невидимые лучи, проходящие через чёрную бумагу, действовали на пластинку очень долго. Выходило, что лепёшка продолжала и в темноте посылать свои невидимые глазу лучи, действующие на фотографическую пластинку. Зачем же было тогда выставлять лепёшку на солнце, когда даже в темноте она испускает те же самые лучи? Лепёшка двойной сернокислой соли урана и калия — и на солнце, когда она ярко флюоресцирует, и в темноте, когда она не светится вовсе, — одинаково испускает какие-то невидимые глазу лучи, похожие на лучи Рентгена. Вот какой неожиданный для себя вывод должен был сделать Анри Беккерель в этот пасмурный день 1 марта 1896 года. Его первоначальная догадка о том, что флюоресценция неразлучно связана с испусканием рентгеновских лучей, всё-таки в конце концов оказалась неверной. Но вместе с тем Беккерель увидел, что двойная сернокислая соль урана и калия обладает каким-то загадочным свойством, о котором до тех пор никто не подозревал.