首页 理论教育 太阳元素氦来到人间

太阳元素氦来到人间

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:洛克耶是一位公认的光谱学专家,也是最早研究太阳黑子光谱的人。他把这种元素命名为氦,在希腊语中是“太阳”的意思。经过长久的思索,他记起了让桑和洛克耶在27年前发现的太阳上的氦元素。拉姆赛兴奋地说:“这个曾经很神秘的太阳元素,原来在我们周围的空气中就有。”氦的主要用途是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂。

氦为稀有气体的一种,在通常情况下,它为无色、无味的气体,是不活泼的元素,基本上不与其他物质形成化合物。氦元素的名称来源于希腊文,原意是“太阳”,这是因为它最初是科学家在太阳上发现的。

1868年8月18日,法国天文学家让桑来到印度旅行,在这里,他因研究日全食而赢得了不朽的声望。就是在那个时候,他利用分光镜观察太阳表面时,发现了一条新的黄色谱线,他认为是属于太阳上的某个未知元素。这个元素其实就是被称为“太阳元素”的氦。

皮埃尔·让桑

让桑把自己的观测结果寄给了英国的天文学家洛克耶。洛克耶是一位公认的光谱学专家,也是最早研究太阳黑子光谱的人。1868年10月20日,洛克耶也发现了这样一条黄线。他根据让桑的观测结果,把新发现的谱线的位置和已知元素的谱线加以比较,断定它是一种迄今未知的元素,地球上甚至可能不存在。他把这种元素命名为氦,在希腊语中是“太阳”的意思。但是,当时的很多化学家并未接受洛克耶的观点,他们认为仅仅以一条色线作为根据而把一种新元素挂在天上,未免有些太片面了。

二十多年之后,英国化学家拉姆赛在研究钇铀矿时发现了一种神秘的气体。拉姆赛用分光镜做检查的时候,本来以为会看到氩的谱线,但是出人意料,他看到的是一条黄线和几条微弱的其他颜色的亮线。拉姆赛把他所知道的各种物质的光谱都重新回忆了一遍,没有一种跟它相似。经过长久的思索,他记起了让桑和洛克耶在27年前发现的太阳上的氦元素。拉姆赛是个十分严谨的科学家,他立即把这一重要发现告诉了他的朋友克鲁克斯。克鲁克斯是当时英国最好的光谱学专家,他用精密的光谱仪仔细检验后,证实这种气体正是氦。

洛克耶

拉姆赛向法国科学院汇报了发现氦的消息。接下来,拉姆赛又面临了一个难题,那就是怎样在空气中寻找氦。他通过做实验,发现氦十分容易蒸发,所以他设计了新的实验。他把一端是球形的玻璃管浸在装有液态空气的杜瓦瓶里,然后把15升由空气中提取的氩气慢慢送到玻璃管里。在低温条件下,氩气凝成了液体,在玻璃球中有13cm3~14cm3。最后,他关闭了玻璃管上的活塞。过了几分钟,他把玻璃管中的未液化的气体抽了出来,装进了放电管。通电以后,这些气体在放电管中发出美丽的红光。拉姆赛经过仔细检查,在光谱中找到了那条黄线——氦的谱线,位置一点儿也不差。但是这条黄线很暗淡,说明氦气量很少。但是,氦气终于在空气中被找到了。拉姆赛兴奋地说:“这个曾经很神秘的太阳元素,原来在我们周围的空气中就有。”

学海拾贝

在地壳中,氦的含量极少,在整个宇宙中按质量计约占23%,仅次于氢。氦的主要用途是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂。

幸运的是,洛克耶和让桑都活着看到了氦元素在地球上被发现。地球上氦元素的发现是出于偶然,这也为利用特征光谱寻找新元素提供了有力的事实依据。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈