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冰人幽灵-第172章

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       所有的锶盐都产生一条明亮的蓝线和几条红线、橙线和黄线。 
       总之,每种元素都产生几条特有的谱线,这些谱线都有固定的位置。 
       本生和基尔霍夫轮换着烧蘸有各种物质的白金丝,轮换着看光谱。后来,本生装了一个架子把白金丝夹住,两个人在自制的分光镜前你看一眼我看一眼,一直看到眼睛都花了。 
       他们还不想休息,准备做一个新的实验。基尔霍夫揉着发酸的眼睛,在屋内走来走去。本生也一声不响,他把几种不同的盐混在一起。 
       实验开始了,本生用白金丝把混合的盐送到火焰中去,火焰立刻变成亮黄色。基尔霍夫趴在分光镜前仔细观察。 
       实验室内静悄悄的,最后,基尔霍夫说话了:“你掺在一起的有钠盐、钾盐、锂盐和锶盐。” 
       “对!”本生激动极了。他把白金丝夹在架子上,立刻跑过去看。光谱显示得十分清楚:两条靠在一起的亮黄线是钠的;那条紫线是钾的;红线是锂的;属于锶的那条蓝线也很清楚。 
       成功了!他们这时候的高兴劲儿是可以想象出来的。 
       他们创立了一种新的化学分析方法——光谱分析法。 
       大搜查
       本生和基尔霍夫像着了迷一样,在实验室中夜以继日地工作。他们编制了各种已知元素的光谱表。凡是能到手的东西,他们都要放到灯上去烧一烧,看一看光谱,搜查里面到底有些什么元素。 
       光谱分析法非常灵敏,只要1毫克(千分之一克)的三百万分之一的钠,送到火焰里,在光谱中就能看到钠的黄线。只要用手指摸一下白金丝,就可以烧出黄线,因为汗水中就有氯化钠。 
       他们发现海水中,牛奶中,烟灰中,都含有锂。 
       更重要的是他们用光谱分析方法,在一种矿泉水中发现了新元素铯;在一种云母矿中又发现了另一种新元素铷。在铯的光谱中有两条美丽的蓝色的谱线,因此,他们把它叫做“铯”——拉丁文的原意是“蓝色的”;铷的光谱中有两条深红色的谱线,因而就被称为“铷”——拉丁文的原意是“红色的”。 
       铯和铷的发现,是光谱分析的第一个大胜利! 
       光谱分析这种新方法很快就推广了,不少工厂成批地制造分光镜和光谱仪。现在,任何一个大的化验室中都有光谱仪,并且利用照相代替了肉眼观测。现代的光谱仪不仅能分析物质的组成,还能求出其中各种元素的含量。而各种光谱仪的老祖宗,就是基尔霍夫和本生装配的那台简陋的分光镜。 
       用光谱分析各种物质的组成,用光谱寻找新的元素,一时成了最时髦的科学研究工作。许多科学家在实验室中装了分光镜,参加了这次大搜查。除了本生和基尔霍夫发现的铷和铯以外,别的科学家还发现了铊、铟、镓、镱、钬、铥、钐、钕、镨等元素。这中间还有一个重要的元素,那就是我们要讲的太阳元素——氦。 
       又解开了一个谜
       正当本生忙于搜罗各种东西进行光谱分析的时候,基尔霍夫总想着他的那位物理学前辈方和斐观察到的黑线。他认为这个谜一定要解开:为什么太阳光谱的黑线D1、D2,恰好和钠的两条黄线位置一样呢?难道太阳上缺少钠吗? 
       1859年10月的一天,基尔霍夫开始研究这个问题。他先用分光镜看太阳的光谱,记住了D线的位置,然后遮住阳光,点燃了本生灯,在灯上烧起钠盐。果然,钠的两条亮黄线正好出现在太阳光谱的D线的位置上。 
       基尔霍夫想:让太阳光和烧钠的灯光同时射人分光镜,钠的亮黄线能不能把太阳光谱的黑线补起来呢?他打开遮板,让太阳光穿过本生灯的火焰照人分光镜。他在火焰上烧起钠盐来,火焰变黄了。但是出乎意料,在分光镜中,他看到太阳光谱中的两条D线不但没有亮起来,反而变得更黑了。 
       真奇怪!再挡住太阳光看一看,钠的两条亮黄线又出现了,而且正在那两条黑线的位置。 
       基尔霍夫想了很久,他又准备了一个新的实验。他不用太阳光了,换用了石灰光。用温度很高的氢氧焰去烧石灰,石灰会发出耀眼的白光。基尔霍夫知道,石灰光的光谱是连成一片的,没有特别亮的线,也没有方和斐黑线。 
       基尔霍夫在石灰光和分光镜中间放上本生灯,烧起钠盐。看!石灰光的连续光谱上出现了两条黑线,正好在太阳光谱的D线的位置上。换一种盐试试,又出现了新的黑线,位置和那种盐的谱线的位置一样。 
       原来是这样!基尔霍夫激动得一夜没睡,第二天赶忙跑去找本生。 
       “昨天我弄清楚了:太阳上不是没有钠,而是有钠!” 
       太阳中心的温度极高,发出来的光本来是连续光谱。但是太阳外围的气体温度比较低。在这外围气体中有什么元素,就会把连续光谱中的相应的谱线吸收掉。这正像本生灯中的钠蒸气,能使石灰光的连续光谱出现两条黑线一样。 
       方和斐黑线的谜解开了。原来这些黑线和亮线一样,也能表示太阳大气中有什么元素。 
       本生和基尔霍夫又用铁作了实验。铁的光谱有60多条亮线,而在太阳光谱中,这60多条亮线的位置上正好有60多条方和斐线。这说明:太阳上有铁。 
       1859年10月20日,基尔霍夫向柏林科学院报告了他的发现。他根据太阳光谱中方和斐线的位置,证明太阳上有氢、钠、铁、钙、镍等元素。 
       这个新发现立刻传遍全球:本生和基尔霍夫在地球上的实验室里,测出了太阳是由什么组成的!我们开头提到的那位哲学家的结论,这一回彻底破产了。 
       自此以后,光谱分析不仅化学家经常用,也成为天文学家的有力手段。天文学家利用光谱,不断地揭露遥远的星球的秘密。 
       就这样,物理学家帮助化学家解决了化学的难题,化学家帮助物理学家解决了物理学的难题,他们还共同解决了天文学的难题。 
       太阳元素
       日全食是天文学家研究太阳的最好机会。这时候,月亮正运转到地球和太阳中间,把太阳完全遮住了。这样就可以看清楚太阳最外层的大气——日冕,还可以看到太阳表面喷出的巨大火焰——日珥。 
       1860年7月16日,在西班牙发生日全食。许多天文学家把注意力集中在日珥上,还画下了图。大家都想解释,太阳表面的这种突出物到底是什么。但是日全食只有几分钟的时间,要想仔细研究,得等待下一次机会。 八年以后,1868年8月18日,印度又发生日全食。法国的天文学家詹森带着分光镜,长途跋涉来到印度。日全食开始了,詹森把分光镜的细缝对准了日珥。他看到了几条亮线:一条红的,一条蓝的,还有一条黄的。很清楚,红线和蓝线是氢的谱线。而那条黄线呢?难道是钠的吗?钠应该有两条黄线,可是只观测到一条啊!他想再看看清楚,但是日全食已经过去了。难道又要等上十年八年,到下次日全食的时候再研究吗? 
       詹森注意到这几条线很亮,因此他想:不是日食的时候,也许同样能观测到日珥的光谱。 
       第二天,太阳又升起在天空中。詹森把分光镜的狭缝对准太阳的边缘,相当于昨天看到的日珥的位置,昨天观测到的光谱又出现在分光镜里。成功了!经过研究,詹森发现那条黄线不是钠的两条谱线,而是在钠的谱线旁边的一条新的谱线。 
       詹森立刻写信把他的发现报告法国科学院。当时的交通很不方便,这封信在路上走了两个多月,于10月26日才到达巴黎。 
       无巧不成书,在法国科学院收到詹森的信的同一大,还收到了一封从英国寄来的信。这是英国天文学家罗克耶在10月20日写的,报告的是同一件事。罗克耶在英国用同样方法观察了日珥,也发现了那条不属于钠的新的黄线。 
       这两封信同时在法国科学院宣读。大家惊叹万分,决定铸造一块金质的纪念牌:一面刻着驾着四套马战车的传说中的太阳神阿波罗像,另一面刻着詹森和罗克耶的头像,下面写着:“1868年8月18日太阳突出物分析”。 
       詹森和罗克耶在日珥的光谱中发现了什么呢?就是那条新的黄线。经过查对,这条黄线跟当时已知的各种元素的谱线都不重合。结论只有一个,这条黄线属于一种未知的新元素。 
       这种未知的新元素不是在地球上,而是用光谱分析,首先在太阳上找到的。 
       罗克耶把这种新的元素命名为helium(希腊文“太阳”的意思)——我国就译作“氦”。 
       太阳元素——氦被发现了,但是它有什么样的性质,人们还没法知道。天文学家们猜测:氦可能是一种很轻的气体。 
       关于怎样在地球上找到氦的故事,我们下边再讲。 
       一封读者来信
       罗克耶在发现氦的第二年(1869年),他在英国创办了一种科学杂志,名叫《自然》,这种杂志很有名,一直出版到现在。全世界的物理学家和化学家,没有一个不看这本杂志的。 
       1892年,《自然》的9月号上刊登了一篇读者来信,信中说:“我对于最近测得的氮的几个密度值颇有怀疑,希望贵刊的读者们能提供宝贵意见。我用两种方法制得的氮的密度不一样。虽然两个密度相差只有千分之五,但是仍然超出了实验误差的范围。”署名是:“瑞利,1892年9月24日”。 
       这是怎么回事?瑞利是什么人? 
       瑞利是英国剑桥大学的物理学教授。从1882年开始,他研究各种气体的密度。虽然在上一个世纪,已经有人做过这方面的工
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