Марк Левин - Машина-двигатель

Рентген назвал свои лучи «икс-лучами», то есть «неизвестными лучами». В своих описаниях Рентген указывал, что появление лучей сопровождается желтовато-зеленым светом, исходящим из трубки.

Происхождение луча Рентгена, таящее в себе какую-то загадку, заинтересовало ученых-физиков.

Действием и свойствами этих лучей заинтересовались врачи, которые вскоре научились успешно применять их для «просвечивания» человеческого организма.

Французский физик Беккерель много лет трудился над изучением свойств самосветящихся веществ. Есть такие удивительные вещества, — стоит их немного подержать на солнце, как потом они сами начинают в темноте светиться желтовато-зеленым светом. Прочитав об открытии Рентгена, Беккерель решил проверить: не похожи ли лучи самосвечения на «икс-лучи»? Ну, например, не пройдут ли лучи самосветящегося вещества через черную, не проницаемую для обычного света бумагу и не дадут ли они отпечатка на фотопластинке?

И вот Беккерель начал свои опыты. Он брал кусочек такого вещества, выносил на солнце, а затем водворял его в темную камеру и клал на тщательно завернутую в черную бумагу фотопластинку.

Нельзя сказать, чтобы опыты оказались очень удачными, — некоторые вещества никаких отпечатков не давали, а некоторые — те, в которых содержался уран и его соединения, — действительно оставляли слабые отпечатки. Из этого еще нельзя было сделать каких-либо выводов, — может быть, одни светятся слабее, другие сильнее, а значит, и пластинка к одним почти не чувствительна, а на другие реагирует лучше. Беккерель продолжал проверять всё новые и новые составы веществ. Неизвестно, сколько еще пришлось бы ученому биться, если бы не один «неудачный» опыт, заставивший Беккереля совсем отказаться от своей затеи.

Однажды утром, взглянув на хмурое парижское небо, Беккерель с грустью вынужден был отказаться от проведения опыта.

У него в руках был кусочек нового вещества, содержащего уран. Этот кусочек надо было вынести на солнце, а день был на редкость пасмурный. Беккерель, вздохнув, запер в шкаф приготовленную в черной обертке фотопластинку и лежащий на ней кусочек вещества. Через несколько дней, когда ученый вновь собирался приступить к опытам, он достал приготовленный кусочек вещества, но пластинку заменил другой. Каково же было удивление ученого, когда, проявив новую, а заодно и старую пластинки, он обнаружил на старой пластинке еще более сильный отпечаток по форме кусочка, нежели на новой. Выходит, это вещество и незачем было выносить на солнечный свет, выходит, что и несветящийся кусочек такого вещества испускает лучи, похожие на лучи Рентгена?

Это уже было совсем новым, неожиданным открытием. Ведь тут дело обходилось без всякой трубки, без всяких разрядов…

Просто брался кусочек вещества, излучающего удивительные лучи.

Вот когда Беккерель забыл о своих первоначальных намерениях. Теперь он стал обходиться без солнца. Теперь ему надо было узнать другое, — а какие же вещества способны излучать?

Рядом новых опытов ученому удалось определить, что таким свойством обладают уран и его химические соединения. Именно такие светящиеся вещества, в которые входил уран, и давали отпечатки раньше, — уже в первых опытах ученого.

Свойство урана, обнаруженное Беккерелем, заинтересовало других ученых. Польский физик Мария Складовская и ее муж, французский физик Пьер Кюри, решили определить, какие еще элементы, кроме урана, способны к излучению. Долгими поисками, кропотливым трудом в скромной лаборатории ученым удалось отыскать и другие такие вещества, среди которых особенно выделялся совершенно неизвестный ранее химический элемент.

Ученые назвали его «радий», что по-латыни означает: «лучистый». Действительно, это был элемент еще более лучистый, чем уран, — он излучал в миллион раз сильнее. Мария Складовская и Пьер Кюри назвали свойство некоторых веществ излучать невидимые лучи «радиоактивностью».

Но что же это за лучи? Действительно ли это те же «икс-лучи», что открыл Рентген, или это лучи новые?

Открытие радия дало возможность ученым ответить на эти вопросы, — изучить природу и свойство новых лучей, так как теперь они излучались достаточно сильно. Вскоре было обнаружено любопытное свойство новых лучей. Если кусочек радия поместить в поле сильного электромагнита, то лучи, испускаемые радием, на фотопластинках оставляют три следа, как будто здесь три разных вида лучей. Первый пучок отклоняется немного влево, второй пучок направляется прямо, а третий пучок отходит резко вправо.

Следы излучений кусочка радия, помещенного в поле сильного электромагнита.

Стало ясно, что те лучи, которые отклоняются, состоят из заряженных электричеством частиц. Сложными опытами удалось определить, что левый пучок лучей состоит из быстронесущихся положительно заряженных частичек с массой, почти равной массе атома газа гелия. Эти частички были названы «альфа-частицами» (альфа — α — первая буква греческого алфавита). Лучи, отклоняющиеся вправо, как оказалось, состоят из мельчайших частичек, несущих самый маленький отрицательный электрический заряд, — электронов. (Электроны к тому времени были уже известны ученым, их даже называли «атомом электричества».) Такие лучи были названы «бетта-лучами» (β—вторая буква греческого алфавита). Наконец, средние лучи, «гамма-лучи» (γ—третья буква греческого алфавита), были похожи на лучи Рентгена, как будто они излучались от разряда в виде электромагнитных волн.

Но не лучи Рентгена и не «гамма-лучи» теперь уже занимали ученых. Казалось удивительным другое: из вполне определенного химического элемента радия или урана вылетают какие-то частички, не похожие на атомы этих веществ. Но откуда же им взяться? Выходит, атомы сами могут делиться, выходит, что альфа- и бетта-частички — это какие-то осколки атомов! Атомы могут, оказывается, распадаться!

Опыты, о которых писал Чичерин, раздвинулись, и, действительно, атом оказался делящимся.

И вот, этот-то вывод ученых, идущий вразрез со старыми представлениями о том, что «атом» — неделимая мельчайшая частичка, и явился началом разгадки тайны атома.

Итак, атом делим. Но как представить себе его строение? Какие мелкие частички и сколько разновидностей их содержится в атоме? Наконец, в каком порядке они там расположены? На все эти вопросы еще не было убедительного ответа. Правда, на основании опытов, ученые стали предлагать различные модели атома, но ни одна из них не казалась достоверной.

Английский физик Томпсон считал, например, что атом состоит из одних электронов, которые как бы плавают в положительно заряженной материи. Что это за материя, которая своим положительным зарядом удерживает отрицательно заряженные электроны, ни сам Томпсон, ни другие ученые объяснить не могли. И совсем нельзя было увязать с моделью Томпсона факт излучения атомами радия и урана α-частиц — положительно заряженных атомов гелия.