安东尼·亨利·贝克勒尔

法国物理学家、诺贝尔物理学奖得主

安东尼·亨利·贝克勒尔( 法语 :Antoine Henri Becquerel,法语发音:[ɑ̃twan ɑ̃ʁi bɛkʁɛl];1852年12月15日-1908年8月25日),法国物理学家,1903年 诺贝尔物理学奖获得者 ,第一个发现放射性的人。

贝克勒尔从1872年开始,在巴黎理工学院学习 土木工程 ,1874-1877年,贝克勒尔继续在巴黎高等桥梁学校接受工程培训,并获得工程学位。 1876年贝克勒尔在巴黎理工学院担任助教,次年作为工程师进入桥梁和道路管理部门工作,并于1879年继任了他父亲 自然博物馆 的助理职务,1888年在巴黎大学获博士学位。 从1895年起,贝克勒尔致力于 磷光 现象的研究。1896年贝克勒尔首先发现 原子核 的天然放射性, 受到贝克勒尔发现放射性的启发,居里夫妇发现了 放射性元素 钋和镭。 1903年,贝克勒尔和居里夫妇共同获得 诺贝尔物理学奖 。 1908年8月25日贝克勒尔由于心脏病发在法国勒克罗依西克去世,享年55岁。

贝克勒尔对放射性的发现,为物理学和人类的发展做出了卓越的贡献。他的工作奠定了核物理学的基础,为现代物理学的发展,为人类认识物质的微观世界和 天体 结构开辟了广阔的道路,在此基础上,也推动了 核医学 的发展。1975年举行的第十五届国际计量大会决定,以贝克勒尔的名字作为放射性活度的SI(国际)单位,符号为Bq,以纪念他对放射性研究的贡献。

人物生平

早年经历

1852年12月15日,安东尼·亨利·贝克勒尔出生在 法国 一个有名望的学者家庭。 他的父亲亚历山大·埃德蒙·贝克勒尔(Alexandre-Edmond Becquerel ,1820-91)和祖父安东尼·凯撒·贝克勒尔(Antoine-César Becquerel ,1788-1878)都是物理学家,也都是法国科学院院士和 巴黎 自然史博物馆物理学教授。安东尼·亨利·贝克勒尔是这个家庭中的第三代。 他的祖父安东尼发明了一种用电解从 矿石 中提取金属的方法,而他的父亲亚历山大则是一位研究 太阳 现象和磷光的物理学家。在贝克勒尔小的时候,他十分喜欢参观他父亲的实验室,并且十分喜欢体验各种实验装置。

教育经历

贝克勒尔开始接受教育是在巴黎的路易大帝中学(Lycée Louis le Grand), 从1872年-1874年,他在巴黎理工学院接受了正式的 科学教育 ,在这里他学习 土木工程 专业;1874-1877年, 贝克勒尔又继续在巴黎高等桥梁学校(École des Ponts ParisTech)接受了工程培训,1877年他获得工程学位。

工作与科研经历

早期研究

贝克勒尔于1874年在工科学校读书时就开始了他的科学研究生涯,1876年他在巴黎理工学院担任助教,从1878年起,他被任命为 自然历史 博物院的助教,继承了他父亲在艺术工艺学院的应用物理学讲座。1879年,他继任了他父亲 自然博物馆 的助理职务,从此便身兼三职,不仅在博物馆、还在工科学校和公路桥梁学校任职。

贝克勒尔早期研究光学领域,最初的研究(1875-1882年)涉及 磁场 产生的平面偏振光的旋光,其后他转向 红外光 谱(1883年),借助于 磷光 晶体 的红外光激发光进行目视观察。后来他研究在晶体中光的吸收(1886-1888年),特别是与入射光的偏振平面的 相关性 ,以及光通过晶体传播的方向性。由于这些研究工作,贝克勒尔取得了巴黎理学院授予的博士学位(1888年),并在两次预备性的提名(1884年,1886年;第二次他得到51票中的20票)之后被选入科学院(1889年)。在此期间,在国家桥梁公路工程局,他被提升为一级工程师。

身兼多职

1889年,贝克勒尔被选为法国科学院院士,并继拜特洛(Berthelot)担任科学院的终身秘书 ;1891年,贝克勒尔的父亲去世。次年,他继承了他父亲在国立工艺学院和 自然史博物馆 的领导职务。同时,他还接替了阿尔弗雷德·波捷在综合 技工学校 讲授物理的工作。 1894年后,贝克勒尔成为桥梁和公路部门的首席工程师,然后开始进行他的早期实验。贝克勒尔最早的工作集中在他的 博士论文 主题上:光的平面偏振,以及 荧光 和 晶体 对光的吸收现象。在职业生涯早期,贝克勒尔还研究了 地球 的 磁场 。1895年,他被任命为法国国立高等工程学校的物理系教授。

研究放射性

在获得博士学位后,贝克勒尔在研究领域变得不活跃了 ,直到1895年年底, 德国 物理学家 威廉·伦琴 ( 德语 :Wilhelm Conrad Röntgen)宣布发现了一种"新 射线 "(即X射线),他将一些照片的样片寄给了几位同行,其中包括 法国 数学家的 亨利·庞加莱 (Jules Henri Poincaré)。在1896年1月20日科学院的周会上,庞加莱带去伦琴寄给他的论文,并展示给与会的科学家。这件事激励了亨利·贝克勒尔的兴趣。当时的贝克勒尔正在理工学校担任教授,且已发表过好几篇有关 磷光 和 荧光 的论文,他当场询问了这种穿透 射线 是怎样产生的?庞加莱回答说,这一射线似乎是从 阴极 对面发荧光的那部分管壁上发出的。贝克勒尔推想, 可见光 的产生和不可见X射线的产生或许是出于同一机理。

但是,回去后他通过实验发现,荧光和磷光物质并不发射X射线,二者毫无联系。后来他又读了 亨利·庞加莱 介绍又 射线 的一篇科普文章,文章中说荧光和又射线在某些荧光较强的物质中会同时产生,这就启发了贝克勒尔,他决心再做实验,以彻底弄清荧光和X射线是否有确切联系。2月下旬,他选择了一块铀盐(硫酸铀 钾)作为实验材料。贝克勒尔知道铀盐在阳光照射下能发生 荧光 ,于是他用黑纸包了一张照相底片,上面放上铀盐,然后放在阳光下暴晒了几个小时。尽管照相底片没有在普通光线下暴露过,但在显影时,贝克勒尔却发现底片上有铀盐轮廓的影子。

发现放射性

在随后的实验中,还显示了介于 晶体 和纸包装之间的硬币或金属切口的图像。贝克勒尔在1896年2月24日的科学院会议上报告了这一发现,然而在随后的2月26日和27日, 巴黎 正逢连日阴雨,他只好把包好的实验材料原封不动地放在一个黑暗的柜子里。当他在3月1日拿出底片时,却发现密封的两张底片竟然都已经感光了。 威廉·克鲁克斯 (William Crookes)和贝克勒尔18岁的儿子让(Jean Becquerel )目睹了这一发现。贝克勒尔证实了自己的观点,即这种发光物质在发出可见辐射的同时,也发出了与X射线非常相似的东西。在接下来的一周里,贝克勒尔了解到,他的铀盐继续喷出穿透性辐射,即使它们没有被阳光中的 紫外线 照射发出 磷光 。为了解释这种新颖性,他提出了一种长寿命的不可见磷光形式;当他很快将这种活动追溯到铀金属时,他将其解释为金属磷光的一个独特例子。 贝克勒尔的发现当时被称为“贝克勒尔 射线 ”。

随后贝克勒尔进行了进一步的放射性研究,包括确定 元素也具有放射性,并由 玛丽·居里 (Curie Marie)和她的丈夫 皮埃尔·居里 (Curie Pierre)发现了 放射性元素 钋和镭。贝克勒尔在1896年发表了七篇有关放射性主题的论文。贝克勒尔的其他实验使他更深入地研究放射性,并了解辐射引入 磁场 时的不同方面。当不同的放射性物质放置在磁场中时,它们会偏转到不同的方向,或者根本不偏转,表明放射性有三类:负放射性、正放射性和电中性放射性。

晚年经历

贝克勒尔一直在继续他的研究工作,但是他只是着迷于铀,更确切的说是局限于铀,由于他认为发出辐射是铀的一种特殊性质,没有认识到这种性质的普遍性,在对铀作了全面的实验研究后,贝克勒尔对这种新的 射线 的兴趣逐渐减小了。1896年,贝克勒尔就铀射线发表了7篇文章,1897年只有2篇,1898年连1篇也没有,他认为这个课题已经没有什么可研究的了,发现者成为了落伍者。

贝克勒尔没有充分认识到他发现的深远意义,这也影响了他的研究工作的深入发展,他并不知道放射性的来源。贝克勒尔开拓了新的研究领域,但是没有能够将已经开创的事业引向深入,没有能追随这一领域的科学发展。由于在长期着迷的研究中受到放射性的伤害,贝克勒尔的健康受到了损害。

1900年,贝克勒尔在他的晚年测量了β粒子的性质,他意识到它们与高速 电子 离开核子的测量值相同。 1901年,贝克勒尔因内衣口袋里装着居里夫妇提取的 放射性元素 样品而被严重地灼伤,许多高级医学专家为他会诊也无能为力,只好劝他去疗养。 1903年,贝克勒尔由于发现放射性的贡献而与居里夫妇共同分享了 诺贝尔物理学奖 。

人物逝世

1908年8月25日,在获得 诺贝尔奖 五年后,贝克勒尔在法国勒克罗瓦西克的岳父母家去世,享年55岁。贝克勒尔死于心脏病发作。

科研成果

发现天然放射性

1896年贝克勒尔发现天然放射性现象,在实验中他发现这是 铀 自身发出的一种 射线 ,并且不同于X射线的产生机理。他还发现,这种射线能穿过黑纸、 玻璃 、 金属箔 ,使照相底片感光,使靠近铀盐的空气被“ 电离 ”,并能被 验电器 检测到,其强度不受任何物理或 化学 原因的影响而变化。他把这种射线称为“铀射线”。由于发现了自然辐射,贝克勒尔开创了 原子能 研究的应用领域,使人类迈向了现代文明。

测量β粒子性质

1899年贝克勒尔测量了β粒子的性质,发现了射线的磁偏转,遂于1900年他正式指出,这种带负电的射线由高速 电子 组成,这些粒子的性质与J.J汤姆逊发现的 阴极射线 电子相同。贝克勒尔所观察到的放射性使人类第一次看到了核变化。这一发现不但导致此后40多年,人们对放射性 衰变 规律与 射线 性质的研究,也更促成了 原子核物理学 的建立与发展。

其他成果

贝克勒尔早年专注 于光 学相关研究,1875年起集中于光的平面 偏振 。因此他对金属蒸汽的红外光谱和 晶体 对光的吸收方面的研究获得了成功。1888年,他进行了 博士论文 答辩,论文题目是《关于晶体对光的吸收的研究》。

除放射性的发现外,贝克勒尔还进行许多新课题的研究,如:不同固体和液体在 磁场 中使光偏振平面旋转能力、物质旋转能力与其 折射率 之间的基本关系的研究; 地磁场 对大气的影响的研究;光被 晶体 的吸收以及气体中的 法拉第效应 等方面的研究,均取得了很多重要的成果。

主要论著

关于放射性现象,贝克勒尔在1896年发表了7篇论文,1897年发表了2篇论文。

贝克勒尔以详细的 备忘录 形式,写过一篇关于他进行放射性研究的报道:《关于物质新特性的研究——物质的自发放射性或放射现象》。此外,他的科学著作,从各种刊物上查到的约有150篇论文和短讯。它们没有单独的目录,但1900年以前发表的那一部分则可见于 伦敦皇家自然知识促进学会 的《科学论文目录》(Ⅸ,166-167;XⅢ,395-396)。他的关于放射性的论文,被编列在包括备忘录在内共有214个条目的文献目录中。贝克勒尔的关于放射性的论文,全部刊载于《科学院报告(巴黎)》。具体如下表所示:

荣誉与奖项

奖项

荣誉

人物评价

瑞典皇家科学院 院长托那希赖特1903年12月10日在 诺贝尔奖 授奖仪式上致词时说:“贝克勒尔教授,放射性的光辉发现向我们表明,人类在用不弯曲的才智‘ 射线 ’穿过茫茫无垠的空间去探测大自然时取得了胜利。您的胜利是对以往的一种论调——‘我们现在不知,将来也永远不知’——的一个最有力的驳斥。”

贝克勒尔对放射性的发现,为物理学和人类的发展做出了卓越的贡献。他的工作奠定了核物理学的基础,为现代物理学的发展,为人类认识物质的微观世界和 天体 结构开辟了广阔的道路,在此基础上,也推动了 核医学 的发展;1975举行的第十五届国际计量大会决定,以贝克勒尔的名字作为放射性活度的SI单位,符号为 Bq,以纪念他对放射性研究的贡献。—— 首都师范大学物理系 尹晓冬

个人生活

1874年贝克勒尔和他的第一任妻子—— 巴黎大学 科学部教授的女儿雅敏结婚。 1878年贝克勒尔的儿子——简 (Jean Becquerel)出生, 1879年3月,他的妻子在生下他们的儿子不到几周后便去世了。1890年,他和他的第二个妻子路易斯结婚,她是矿山监察长官的女儿。

人物关系

后世纪念

贝克勒尔发现天然放射性意义深远,使人们对物质的 微观 结构有了更新的认识,并由此打开了 原子核物理学 的大门。为了表彰这一划时代的杰出成就,放射性 射线 也称为“贝克勒尔射线”,放射性活度的国际单位也被命名为贝克勒尔,简称贝可,符号Bq。

月球上有一座名为贝克勒尔的撞击坑,火星上也有一座名为贝克勒尔的撞击坑。铀基矿物贝克勒勒石是以亨利的名字命名的。小行星6914(6914 Becquerel)以他的名字命名。

参考资料

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