Анри Беккерель

Анри Беккерель (полное имя — Антуан Анри Беккерель, 15 декабря 1852, Париж — 25 августа 1908, Ле-Круазик) — французский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1903 года (совместно с Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри). Основоположник физики радиоактивности: открыл явление самопроизвольного испускания некоторыми химическими элементами невидимых проникающих лучей, названное впоследствии радиоактивностью.

Биография

Происхождение и семья

Анри Беккерель родился в семье с глубокими научными традициями. Его дед, Антуан Сезар Беккерель (1788–1878), был известным физиком и одним из пионеров электрохимии. Отец, Александр Эдмон Беккерель (1820–1891), также занимался физикой, специализируясь на фосфоресценции и люминесценции. Эта семейная преемственность во многом определила научные интересы Анри. Он учился в престижном лицее Людовика Великого, а затем в Политехнической школе (École Polytechnique) и Школе мостов и дорог (École des Ponts et Chaussées).

Научная карьера

После получения инженерного образования Беккерель начал преподавательскую и исследовательскую деятельность. В 1878 году он стал ассистентом в Музее естественной истории, где ранее работал его отец, а в 1888 году защитил докторскую диссертацию по теме поглощения света кристаллами. В 1892 году он унаследовал кафедру физики в Музее естественной истории, а в 1895 году был назначен профессором Политехнической школы. Основные работы Беккереля до 1896 года были посвящены оптике, фосфоресценции и магнетизму.

Открытие радиоактивности

В начале 1896 года, сразу после открытия Вильгельмом Рентгеном X-лучей, научное сообщество заинтересовалось возможностью получения подобных лучей от фосфоресцирующих веществ. Беккерель, следуя семейной традиции изучения люминесценции, решил проверить, испускают ли соли урана, известные своей фосфоресценцией, какие-либо проникающие лучи.

В феврале 1896 года он провёл эксперимент: завернул фотографическую пластинку в чёрную бумагу, положил на неё кристаллы сульфата уранила-калия и выставил на солнечный свет. После проявления пластинка оказалась засвеченной. Беккерель первоначально решил, что это подтверждает гипотезу о связи фосфоресценции и X-лучей. Однако 26 февраля 1896 года из-за пасмурной погоды он не смог повторить опыт на солнце и положил пластинку с образцами в тёмный ящик, не проявив её. Через несколько дней, проявив пластинку, он обнаружил, что она засвечена ещё сильнее, чем при солнечном свете. Это означало, что излучение не зависит от внешнего возбуждения (света) и испускается спонтанно.

Беккерель систематически исследовал это явление. Он установил, что излучение испускается всеми соединениями урана, а также чистым металлическим ураном, и что его интенсивность пропорциональна содержанию урана. Он также показал, что это излучение способно ионизировать воздух (разряжать электроскоп) и проходить через тонкие слои металлов. В мае 1896 года он опубликовал работу, в которой чётко описал явление, названное им «урановыми лучами». Это открытие положило начало новой области физики — радиоактивности.

Дальнейшая работа и признание

После открытия Беккереля его работами заинтересовались Пьер и Мария Кюри, которые начали исследовать другие вещества на предмет аналогичного излучения. В 1898 году они открыли полоний и радий, показав, что радиоактивность является свойством атома, а не химического соединения. Беккерель, в свою очередь, в 1899 году доказал, что бета-лучи (один из компонентов радиоактивного излучения) представляют собой поток электронов, отклонимый в магнитном поле.

В 1903 году Анри Беккерель совместно с Пьером и Марией Кюри был удостоен Нобелевской премии по физике «в знак признания его выдающихся заслуг, выразившихся в открытии самопроизвольной радиоактивности». В 1908 году он был избран постоянным секретарём Французской академии наук.

Научные достижения

Открытие радиоактивности

Главным вкладом Беккереля в науку является открытие явления радиоактивности. Он первым показал, что некоторые химические элементы (в частности, уран) способны самопроизвольно, без внешнего воздействия, испускать невидимые лучи, обладающие высокой проникающей способностью. Это открытие опровергло господствовавшее в XIX веке представление о неизменности атомов и заложило основы ядерной физики.

Исследование свойств излучения

Беккерель провёл серию экспериментов, позволивших охарактеризовать урановое излучение:

• Проникающая способность: лучи проходят через чёрную бумагу, тонкие слои алюминия и меди, но задерживаются толстыми слоями свинца.
• Ионизация: излучение ионизирует воздух, что позволяет регистрировать его с помощью электроскопа.
• Отклонение в магнитном поле: в 1899 году он показал, что часть излучения (бета-лучи) отклоняется магнитным полем, что свидетельствует о его корпускулярной природе (поток заряженных частиц). Другая часть (альфа-лучи) также отклоняется, но в противоположную сторону и слабее.
• Независимость от внешних условий: интенсивность излучения не зависит от температуры, освещения, давления или химического состояния урана.

Влияние на развитие науки

Открытие Беккереля стимулировало исследования в области радиоактивности, которые привели к открытию радия, полония, а затем и других радиоактивных элементов. Работы Беккереля, Кюри и Резерфорда заложили основы современной ядерной физики, радиохимии и радиобиологии. В 1903 году Нобелевская премия была присуждена именно за открытие «самопроизвольной радиоактивности», что подчеркивает фундаментальный характер его работы.

Память

В честь Анри Беккереля названа единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ) — беккерель (Бк), равная одному распаду в секунду. Также его имя носят:

• Кратер на Луне (Беккерель).
• Астероид (6914) Беккерель.
• Улицы и площади в ряде городов Франции.
• Медаль Беккереля, присуждаемая Французским физическим обществом.

Интересные факты

• Первоначально Беккерель ошибочно полагал, что открытое им излучение является разновидностью фосфоресценции, и лишь случайная пасмурная погода позволила ему обнаружить его истинную природу.
• Беккерель получил ожоги кожи от контакта с радиоактивными препаратами, что стало одним из первых зафиксированных случаев биологического воздействия радиации.
• Он был членом многих научных обществ, включая Лондонское королевское общество и Берлинскую академию наук.

Источники

• Беккерель А. «Исследование фосфоресценции и урановых лучей» (сборник статей, 1896–1900).
• Кюри М. «Радиоактивность» (1904).
• Нобелевская лекция А. Беккереля (1903).
• Бадашов А. А. «Открытие радиоактивности: история и современность» (М., 2005).
• Энциклопедия «Британника» (статья «Henri Becquerel»).