验电器带来的“困惑”

验电器带来的“困惑”

谈起验电器，大家并不陌生，我们常常用它做一些静电实验。验电器在不带电时，两斤铝箔总是下垂的；当它带电荷时，两个叶片便会张开一个角度。验电器不仅能用来检验电荷的存在，而且还能够用来探测射线的存在。因为当射线从空气中穿行时，可以使气体电离，空气中不断产生的电子或正离子会中和掉验电器所带的电荷。假如验电器所带的电荷消失了，就说明射线使空气发生了电离。正是这一普普通通的道理，蕴育了一个重大的发现。

1901年，英国几位科学家正在实验室利用验电器做实验，他们观察到一种很奇怪的现象：带了电荷的验电器，经过一段时间以后，验电器所带的电荷会慢慢自动放掉，而实验室周围并不存在具有放射性的物质源。那么，是什么原因使验电器的电荷被中和掉了呢？起初，他们认为验电器绝缘性能可能有问题，造成缓慢漏电。于是，这几位科学家想方设法改进绝缘条件，以防止电荷漏掉。尽管如此，漏电现象依然存在。这使他们都感到很惊讶！到底是怎么一回事呢？后来，为了进一步查清漏电的原因，他们便把带了电的验电器密封在一个铅盒里，避免外界对它的影响。这样处理的结果，虽然验电器漏电现象有了明显的减弱，但并没有根除。对于这种现象的解释，他们推断，一定存在着具有很强穿透本领的射线，当它们进入或穿过铅盒时，会引发气体的电离。可是，实验室及其附近并没有放射源，那么，射线来自何方呢？有人提出，这些奇怪的射线会不会来自地壳中微量的天然放射性元素呢？

为了检验这种想法是否正确，瑞士一位科学家高凯耳指出，如果射线的确来自地壳中，离开地面越高，射线的强度会越来越弱，当到达一定高度时，射线就不存在了。这时，验电器的漏电现象也就不会发生了。

按照这种设想，1909年，高凯耳乘坐大气球，将验电器带到几千米的高空。在气球逐渐上升的过程中，开始的确观察到验电器放电速度在减慢，表明随着气球的升高，射线的强度在减弱，观察结果与预想的情况是一致的。然而，当气球上升到一定高度时，却出现了新的情况，验电器放电速度反而加快了。气球升得越高，2000米、3000米……验电器放电速度也越来越快了。发生这种情况，显示出射线强度不但没有减弱，相反更强了。这一实验结果大大出乎人们的预料，让人难以理解，致使不少科学家感到困惑。