Виток спирали - [42]
Кирхгоф, и Бунзен взяли кристаллик поваренной соли, раскалили его, и свет раскаленных паров направили на призму спектроскопа. И получили первый ясный ответ: на шкале спектроскопа появился сплошной, без каких-либо темных полосок, спектр раскаленного вещества, и на нем виднелась та самая ярко-желтая линия.
Предположение подтвердилось — это была линия натрия.
Дальше Кирхгоф и Бунзен рассуждали так. Если двойная желтая линия принадлежит натрию, то и находящаяся в спектре Солнца на том же месте двойная черная линия могла бы тоже принадлежать ему. Что если при прохождении света от раскаленного натрия через более холодные пары того же натрия ярко-желтая линия поглощается и в спектре остается как бы ее тень?..
Исследователи опять раскалили кристаллик поваренной соли, но преградили путь его лучам к призме бледным язычком пламени спиртовки. И натрий ответил: да, это так! Пары натрия в пламени спиртовки поглотили двойную желтую линию, посланную парами натрия из кристаллика поваренной соли, и на спектре возникла двойная черная линия.
Но если в спектре Солнца есть та же двойная черная линия, то не означает ли это, что на Солнце происходит то же самое?
И они направили на призму спектроскопа одновременно два луча — луч Солнца и луч от пламени спиртовки. На шкале спектроскопа появилась все та же двойная черная линия. Тогда Кирхгоф и Бунзен поставили на пути солнечного луча непрозрачный экран — и на шкале, на месте двойной темной линии, засветилась ярко-желтая…
Итак, ответы, полученные от природы, были такими:
двойная линия принадлежит натрию;
на Солнце есть натрий;
фраунгоферовы линии образуются раскаленными парами элементов, находящихся на Солнце.
Но на основании этих трех ответов Кирхгоф и Бунзен сумели найти еще и четвертый, самый важный: у каждого элемента есть в спектре свой, индивидуальный набор линий.
Эта работа — в виде коротенькой заметки, всего две страницы — была обнародована в 1859 году.
А уже через год начались триумфальные открытия новых элементов с помощью спектроскопа.
Спектральный анализ оказался замечательным методом исследований мира веществ, он вел от одного открытия к другому.
Но почему?
Не потому ли, что, не ведая того, люди проникли в заповедные глубины вещества?
И еще вопрос: если спектры могут служить визитными карточками элементов, атомов одного и того же сорта, то откуда их сложность, откуда эти многочисленные полосы?
Сложные спектры намекали на то, что атомы устроены далеко не просто; даже у самого легкого атома — водорода — в спектре оказались четыре темные полоски.
Но расшифровывать иероглифы спектральных линий еще никто не умел.
В 1885 году швейцарский учитель Йогам Бальмер заметил, что четыре линии водородного спектра расположены не как попало, а в определенной математической последовательности. И предсказал, что должны быть еще и другие линии, и вычислил, где именно — в видимой и в невидимом части спектра.
Эти дополнительные линии действительно нашлись.
В строгом порядке линий, свойственных спектрам элементов, угадывался смысл. И хотя никому не удавалось перевести его на человеческий язык, стало ясно, что атом не сплошной однородный шарик, каким он представлялся со времен Демокрита.
Электрон свидетельствовал о том же самом.
Есть ли связь между темными полосками спектров и электронами атомов? И если есть, то какая?
Знания, накопленные к 1896 году учеными, но позволяли получить ответ на вопрос о строении атома. Но они свидетельствовали о том, что какое-то строение у атома есть.
Надо было искать новые факты. И никто, конечно, не предполагал, что до их открытия оставались считанные дни.
Глава третья,
в которой элементы начинают превращаться друг в друга
В конце 1895 года пятидесятилетний профессор Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген, занявшись катодными лучами, с которыми уже лет двадцать работали десятки исследователей, обнаружил еще одни невидимые лучи. Они появлялись в круксовой трубке — в том месте, куда ударялись катодные лучи, представлявшие собой, как объяснил Томсон, поток электронов.
Если поток электронов врезался в анод, то новые невидимые лучи расходились от светящегося анода. Если поток электронов отклоняли магнитом и он врезался в стекло трубки, то новые невидимые лучи расходились на светящегося пятна на стекле.
Сперва Рентген думал, что это те же катодные лучи, только изменившие свое направление. Но ничего подобного: они совершенно не отклонялись магнитом! И к тому же проходили через непрозрачные предметы. И к тому же, оставаясь невидимыми, засвечивали фотографические пластинки. Рентген сфотографировал руки своей жены и гирьки, помещенные в закрытую деревянную коробку. Эти фотографии — первые в мире рентгеновские снимки — вместе с отпечатанной десятистраничной брошюрой "О новом роде лучей" он послал наиболее авторитетным физикам.
Один из конвертов прибыл в Париж, и его содержимое было оглашено на первом же заседании Французской академии наук в январе 1896 года.
На этом заседании среди других французских ученых присутствовал профессор Антуан Анри Беккерель — сын профессора Эдмона Беккереля и внук профессора Антуана Сезара Беккереля, занимавшихся всю жизнь изучением фосфоресценции — свечения разных веществ. Эти исследования продолжал и Анри Беккерель — быть может, единственный случай, когда три поколения в семье изучали одно и то же явление природы.
