引言
我的这篇论文总结了我四年多来研究放射性物质所取得的结果。一开始,我研究的是贝克勒尔(Henri Becquerel)所发现的铀的磷光现象,研究取得的结果激发了我对另一项研究的兴趣。后来,皮埃尔·居里放下他手头的工作也来同我一起进行研究。我们的目的是要提取到新的放射性物质并研究它们的性质。
开始研究不久,我们就想到应该把我们发现和制取的物质的样品分送给其他一些物理学家。首先想到的自然是贝克勒尔,是他发现了铀放射线。这样做,可以使其他人也有机会同我们一起来研究这些新的放射性物质。在我们发表了第一批结果之后,德国的吉塞尔(Giesel)也开始制取这些物质,并把他得到的样品分送给德国的几位科学家。最后,这些物质终于变成了在法国和德国很容易买到的商品,而且由于有越来越多的人认识到放射性物质的重要性而出现了一场科学热。自那时以来,陆续发表过大量回忆同放射性有关的事件的文章,直到现在——主要是国外,还不时能够看到回顾早期如何发现放射性物质的文字。在法国和国外有许多人都在研究放射性物质,观点自然多有分歧,这是所有在新课题上进行的研究都必然会有的一个过程。不过,现在情况正在一天天好起来。
然而从化学的观点看,有一点是可以肯定的,一定还存在着一种放射性非常强的新元素,那就是镭。于是,制取镭的纯氯化物和测定镭的原子量就成了我工作的主要内容。当工作进行到可以断定在几种元素中确实混杂有一种肯定是具有非常奇特性质的新元素时,我马上意识到我应该改用一种新的化学研究方法。后来的事实证明,这个决定是正确的。这种新方法的依据,是认定放射性是物质的一种原子属性。正是使用这种方法,皮埃尔·居里和我才得以发现镭的存在。
如果说我们的主要问题在化学方面已经算是得到了解决的话,那么,对放射性物质物理性质的研究可以说才只是开了个头。诚然,已经形成了一些重要观点,但大多数结论还有待证实。考虑到放射性所产生的现象的复杂性,而不同放射性物质之间又存在着那样大的差异,目前这种情况也属正常。好些物理学家都在研究这几种物质,自然会有不谋而合,有时也会做同样的事情。在这篇论文报告中,我严格按照博士论文对篇幅的限制,只介绍我个人的研究工作,只是在必要时才不得不提到其他研究者的成果。
我还希望我的论文能够全面反映这个研究课题在当前的实际状况。
◀玛丽·居里的博士论文封面。她的答辩委员会中的一位教授说:玛丽·居里所做的研究对科学有巨大的贡献。
在论文最后,我要提出几个我特别关心的问题,并简要介绍我与皮埃尔·居里一起研究的那些问题。
我的工作是在巴黎理化学校的实验室进行的,得到了前任校长舒曾伯格(Schützenberger)先生和现任校长劳思(Lauth)先生的慷慨允许。借此机会,我要对该校的友好协助表示感谢。
历史
放射性现象的发现,是同发现伦琴射线之后人们研究磷光物质和荧光物质对照相底板的感光效应相联系的。
最早用来产生伦琴射线的放电管并没有金属阳极。发出伦琴射线的是被阴极射线轰击的玻璃表面。与此同时,玻璃表面还发出明亮的荧光。那时提出的问题是,那种荧光是伴随伦琴射线产生的,抑或是别的什么原因产生的。最早提出这个问题的是亨利·彭加勒(Henri Poincaré)。
不久,彭加勒报告,隔着黑纸,他用能够发出磷光的硫化锌得到了感光影像。莱温洛斯基(Niewenglowski)用暴露在光线下的硫化钙也观察到了同样的现象。最后,特鲁斯特(Troost)用人工方法使硫化锌产生磷光,不仅隔着黑纸,甚至隔着厚纸板,也得到了清晰的感光影像。
刚才提到的这些实验后来重做时再也没有成功过,尽管许多人都进行过尝试。因此不能认为这些实验证明了硫化锌和硫化钙在光线的照射下发出了某种不可见的可以穿透黑纸使照相底板感光的射线。
贝克勒尔用铀的多种盐类做了类似实验,其中有些铀盐是荧光物质。
他用铀和钾的双硫酸盐隔着黑纸得到了感光影像。
由于贝克勒尔所使用的实验对象能够发出荧光,起初,他以为出现这种现象是因为他使用的双硫酸盐具有类似于亨利·彭加勒、莱温洛斯基和特鲁斯特等人在实验中所使用的硫化锌和硫化钙那样的性质。但是,继续进行的实验表明,他观察到的现象同荧光完全无关。不一定要使用能够发出荧光的盐类。尤其是铀和铀的任何一种化合物,不论是否能够发出荧光,都同样能够隔着黑纸使照相底板感光,而且金属铀的感光能力最强。最后,贝克勒尔甚至还发现,他放在完全处于黑暗环境中的一些铀的化合物,几年后,对黑纸包裹着的照相底板仍然具有感光作用。为此,贝克勒尔不得不认为铀和铀的化合物在发出一种奇特的射线——铀射线。他后来还证实,这种射线能够穿透薄金属板,能够使带电的物体放电。他甚至通过实验得出结论,铀射线也有反射、折射和偏振现象。
其他一些物理学家[如厄尔斯特(Elster)和盖特尔(Geitel)、开尔文勋爵(Kelvin)、施密特(Schmidst)、卢瑟福(Rutherford)、贝蒂(Beattie)以及斯姆鲁考斯基(Smoluchowski)等]用他们的工作也确认和充实了贝克勒尔的研究结果。但有一个例外,那就是认为铀射线同伦琴射线相似,也有反射、折射和偏振等现象的看法没有得到承认。起初是卢瑟福否定了这种看法,后来贝克勒尔本人也承认铀射线没有反射、折射和偏振。