Анри Беккерель - Ксения Анатольевна Капустинская

иных веществ. Фосфоресценция, оказывается, возникает и от простого механического удара. Попробуйте ударить молотком по кристаллам азотнокислой соли урана – во все стороны «брызнут» красивые зеленоватые искры, причем температура самой урановой соли почти не изменится. Подобное свечение – характерный пример фосфоресценции. И вот что интересно: зеленоватые «брызги» продолжают еще какие-то доли секунды светиться в полете. Свечение наблюдается даже после того, как прекратила действие причина, вызывающая его. Это одно из основных свойств фосфоресценции. Ученые обнаружили, что фосфоресценцию может вызвать и электрический ток. Теперь становится понятной загадка полярных сияний и грозовых зарниц. Ведь это типичный пример электролюминесценции в природе, возникающей в результате прохождения через разреженные газы верхних слоев атмосферы отрицательно заряженного электричества.

Химические процессы, механический удар, действие света и электричества – вот причины, вызывающие фосфоресценцию. Это явление может возникать только в результате поглощения определенной первичной энергии, энергии возбуждения, что находится в полном согласии с законом сохранения энергии. И вот эта поглощаемая энергия возбуждения не вся переходит в тепловое распределение. Возбужденные молекулы, способные к фосфоресценции, аккумулируют в себе эту энергию и изолируют ее от теплового распределения.

Подобное свойство зависит от строения частиц фосфоресцирующего вещества. Однако до сих пор наука не может дать вполне определенный ответ на вопрос, от ка-ких особенностей строения зависит способность веществ фосфоресцировать.

Итак, кратко можно было бы определить фосфоресценцию как избыток света над тепловым излучением тела, избыток, обладающий так называемой конечной длительностью послесвечения.

Длительность фосфоресценции – свойство, отличающее ее от других видов свечения. Она может варьировать для разных веществ от долей секунды до многих часов. Наибольшей длительностью (послесвечения обладают особые неорганические соединения – кристаллофосфоры. Природные кристаллофосфоры были известны почта четыре столетия назад, искусственные же научились изготовлять сравнительно недавно. Повышенное послесвечение кристаллофосфоров, а у некоторых из них оно превышает 10 – 12 часов, делает их особенно ценными в практическом отношении!. Это свойство объясняется особенностью строения кристаллофосфоров. Известно, что атомы кристалла образуют определенную кристаллическую решетку. Если нарушить правильность ее строения, изменятся свойства вещества. Ученые научились, прокаливая вещество при высокой температуре или выдерживая его в парах данного вещества, вводить в кристаллическую решетку атомы других веществ. Сейчас хорошо известны кристаллы сернистого цинка, в кристаллическую решетку которых при длительном прокаливании вводятся атомы меди, серебра и др.

Кроме длительности послесвечения можно назвать еще одно очень интересное свойство фосфоресценции: цвет фосфоресцирующего вещества всегда смещен в красную сторону спектра по сравнению с цветом возбуждающим. Для иллюстрации этого свойства можно описать следующий опыт. Известно, что даже чистая серная кислота всегда содержит небольшие органические примеси из воздуха, которые начинают фосфоресцировать при возбуждении их светом. А для этого можно воспользоваться светом ртутной лампы, пропуская его через разные стекла. Если возбуждать фосфоресценцию через черное стекла, которое пропускает только ультрафиолетовые лучи, то возникает голубое свечение; через синее стекло свечение делается зеленым. И, наконец, заменим синее стекло зеленым: фосфоресценция принимает коричневатый оттенок.

Итак, по мере перемещения цвета возбуждения в красную часть спектра в ту же сторону сдвигается и цвет фосфоресцирующего вещества. Собственно, в этом и заключается основной закон фосфоресценции, известный под названием закона Стоке а.

Фосфоресценция – поистине замечательное свойство, имеющее большие перспективы.

В свое время электрическая лампочка накаливания совершила настоящую революцию в технике. Но это достижение имело очень крупный недостаток: в обычной стоваттной электрической лампе только 3,5 ватта энергии превращались в свет, а 96,5 ватта (!) обращались в тепло. Да, это было дорогое удовольствие в полном смысле этого слова. Зато в «холодных» источниках света большая часть поглощенной веществами энергии возбуждения, будь то быстрые электроны или ультрафиолетовые лучи, не поступает в тепловое распределение, а излучается прямо в виде света. Можно без преувеличения сказать, что «холодные» лампы – это завтрашний день светотехники. Ведь фосфоресценция – это в конечном итоге телевидение и радиолокация, это рекламные и электрические разрядные ламп высокого напряжения, это живопись светящимися красками.

Так была разгадана тайна светлячков и гнилушек, всего этого бесхитростного материала природы, свойство которого – фосфоресценцию – современные ученые подчинили решению крупнейших технических задач.

Как часто и как много думал Анри Беккерель над проблемой, изучением которой занимался еще его дед! Вечерами, в сумраке своего кабинета, он сидел за бюро, за которым работал его отец, Эдмонд Беккерель. Анри внимательно изучал многолетний труд своего отца «Свет, его причины, его действия». Ведь в этой книге заключена вся история явления, известного еще с глубокой древности здесь и средневековые фосфоры Бодуэна, Кюнкеля, Бессариа, Кантона; опыты Кистерне Дюфей 1780 года, опыты Дезеня и других. И, наконец, 1835 год, когда его дед изучает фосфоресценцию моря в Венеции.

Но время идет, и изучение фосфоресценции делается 1)олее научным и последовательным. Эдмонд Беккерель имеете со своим отцом и Био начинают изучать действие электрического разряда на фосфоресценцию. И, наконец, большое значение в последующей разработке проблемы фосфоресценции имел 1872 год. Ведь именно в этом гону было начато изучение фосфоресценции урановых соединений, а в 1885 году Анри продолжил эти исследования.

Такова краткая летопись этой «фосфоресцирующей династии».

Теперь мы уже знаем, что фосфоресценция урановых солей совершенно не связана с их радиоактивными свойствами, более того, это свойство присуще далеко не всем урановым солям, а только ураниловым соединениям. Многие.подумают, что Беккерель гораздо раньше мог бы открыть явление радиоактивности, – ведь для этого достаточно было ему пробыть со своей коллекцией ураниловых солей в полной темноте каких-нибудь 20 – 30 минут. Быть может, он бы понял тогда, что причина свечения урановых солей заключается в медленном распаде его атомов… Но Беккерелю суждено было открыть радиоактивность другим путем.

Итак, наше путешествие в область фосфоресценции уже заканчивается. Теперь пора вернуться в Париж, на заседания Парижской академии наук, где в то время развертываются оживленные дискуссии по поводу многочисленных опытов, проверяющих гипотезу Пуанкаре…

Пока еще только гипотезы…

10 февраля 1896 года ученые заслушали сообщение Шарля Анри об его опытах с сернистым цинком; немногим позже эти опыты повторил французский ученый Пивенгловский, но уже с солями сернистого кальция. Методика у обоих была в общем одинаковая. Ученые брали фотографическую пластинку, завертывали ее в черную непрозрачную бумагу, а сверху клали кусочек исследуемого вещества. Все это выставлялось на солнечный свет, под действием которого вещества начинали фосфоресцировать. И в этом, и в другом случаях на пластинках после проявления обозначились темные пятна, повторяющие контуры фосфоресцирующих веществ. Подобные ошыты проделал и член Парижской академии Наук Трост. На заседаниях Академии наук он говорил коллегам: «Выбросьте свои хрупкие стеклянные труби Крукса. Невидимые Х-лучи