Radio de Madame Curie
1895 fue un año muy importante en la historia de la ciencia. En diciembre de este año, el físico alemán Röntgen descubrió los rayos X. En marzo del año siguiente, el físico francés Becquerel descubrió la radiactividad del uranio gracias a su estudio de los rayos X. Fue este año que Mary aprobó el examen de calificación docente con el primer lugar. En 1897, Marie Curie, que estaba embarazada, completó su tesis "Propiedades magnéticas del acero templado". Una vez finalizada esta investigación, Mary, de 30 años, se vio ante la necesidad de encontrar un tema de investigación adecuado para su tesis doctoral. Para un trabajador científico, poder elegir el tema de investigación adecuado es fundamental. Algunas personas dicen que elegir la dirección correcta es la mitad de la batalla. Esto tiene sentido.
En los años de finales del siglo XIX, a los físicos se les presentó un mundo mágico extraño e impredecible, que también deslumbró a toda la humanidad. El descubrimiento de los electrones por el físico británico Thomson sacudió la creencia científica tradicional de que los átomos son la unidad más básica de materia que no se puede dividir. El fenómeno de la reducción de la masa de los elementos de uranio descubierto por el físico francés Becquerel en la radiación natural también sacudió la creencia de que la masa de la materia no puede cambiar por sí sola. La física clásica cree que si los átomos existen, deben ser las partículas más pequeñas que no pueden dividirse más. Sin embargo, los átomos de uranio pueden emitir rayos continuamente, entonces, ¿no son todavía divisibles? Lo que es aún más desconcertante es que las sales de uranio pueden emitir rayos continuamente y los rayos contienen energía. Entonces, ¿de dónde viene esta energía? Si es así, ¿no se alteraría también la ley de conservación de la energía?
Marie Curie, de 30 años, eligió su tesis doctoral para encontrar un tema atractivo y leyó casi todas las revistas científicas de los últimos años. Mientras revisaba una gran cantidad de literatura, se interesó en el artículo de Bekele sobre los rayos. Debido a que los rayos son misteriosos, nadie puede descubrir de dónde proviene su energía. Impulsada por el impulso interior de explorar cosas desconocidas, Marie Curie sintió que este tema tenía un gran valor de investigación. Hay otra razón por la que eligió este tema. Aunque el descubrimiento de Sheller causó gran sensación, el trabajo de investigación posterior no recibió atención universal, por lo que las posibilidades de éxito en la elección de este tema son relativamente altas.
A finales de 1897, Marie Curie, con la ayuda de Pierre Curie, encontró una pequeña sala en la Escuela de Física y Química y estableció su primera escuela independiente en la misma. En el laboratorio, al principio Mary simplemente repitió los experimentos de Becquerel. Durante los experimentos repetidos, hizo un cambio muy clave. Para observar con mayor precisión la intensidad de los rayos de uranio, no utilizó el método de sensibilidad de película negativa utilizado por Becquerel, sino que utilizó el medidor electrostático de cuarzo piezoeléctrico inventado conjuntamente por Pierre Curie y su hermano Jacques Curie para medir con precisión la intensidad del uranio. rayos. Becquerel adivinó la intensidad de los rayos de uranio basándose en la sensibilidad de la película o en la velocidad de hundimiento de la lámina metálica del electroscopio. Estos métodos no pudieron lograr ningún control ni medición cuantitativa.
Becquerel ha descubierto tres efectos de la radiactividad natural del uranio, que pueden sensibilizar películas fotográficas, separar gases y tener diferentes poderes de penetración para diferentes sustancias. El método de medición que utilizó no pudo lograr un análisis cuantitativo, lo que le hizo ignorar los dos últimos efectos. La brillantez de Marie Curie reside en su método, que utiliza el efecto de ionización de la radiactividad para medir con precisión la intensidad de los rayos de uranio mediante compensación.
En 1882, cuando Marie tenía sólo 15 años y estudiaba en una escuela secundaria pública, Pierre Curie, de 23 años, había sido destinado a la Escuela de Física y Química. en París. Director del Laboratorio de Física. El hermano de Biel, Jacques Curie, también amaba la física. En 1880, descubrió el efecto piezoeléctrico de los cristales asimétricos como el cuarzo, la turmalina, el tartrato de potasio y sodio, etc., que debido a su polaridad provocan un fenómeno. La diferencia de potencial entre los dos extremos es el efecto piezoeléctrico positivo del cristal. Posteriormente, Biel se unió a la investigación de Jacques, continuó este experimento y determinó las condiciones y cambios en el efecto piezoeléctrico. En 1881 descubrieron la reacción inversa de este efecto, que es el efecto piezoeléctrico inverso. También crearon un electrómetro muy preciso basado en el efecto piezoeléctrico. Este electrómetro puede medir con precisión cantidades muy pequeñas de electricidad y se llama electrómetro de cuarzo piezoeléctrico.
Antes de conocer a Marie, Pierre ya había hecho muchos descubrimientos destacados, como la balanza de precisión de Curie que lleva su nombre, la ley de Curie, la temperatura de Curie, etc. etc. muy importante para el estudio del magnetismo. Después de que Biel y Jacques descubrieron los fenómenos de simetría y voltaje de los cristales, promovieron de forma independiente el principio de simetría y lo aplicaron a muchos fenómenos físicos. Biel también fue el primero en introducir el concepto de teoría de grupos en el campo de la física.
Utilizando un electrómetro piezoeléctrico de cuarzo, Mary hizo mediciones muy detalladas y pacientes y llegó a una importante conclusión: la intensidad de los rayos de uranio es directamente proporcional al contenido de uranio en el compuesto de uranio. No tiene nada que ver con la composición de los compuestos de uranio y no se ve afectado por factores como la luz, la calefacción y la electricidad. Esta conclusión confirmó aún más la afirmación de Becquerel de que "la emisión de rayos de uranio es un proceso espontáneo de los átomos".
A principios de 1898, Mary descubrió que además del uranio, el torio también era un elemento radiactivo. Fue este descubrimiento el que hizo que Mary decidiera ampliar el alcance de su investigación a compuestos. además del uranio y el torio, incluidas pruebas de un gran número de minerales naturales. Su rigurosa capacidad de pensamiento lógico la llevó a tener una idea más audaz. Dado que la radiactividad es una característica de los átomos, una radiactividad más fuerte significa la existencia de nuevos elementos. Comparando la misma cantidad de sales de uranio con brea que contiene uranio, la intensidad radiactiva de la brea que contiene uranio es más de cuatro veces mayor que la de las sales de uranio puro, lo que demuestra que el asfalto que contiene sales de uranio también contiene otros elementos nuevos.
El trabajo de investigación de Mary nunca ha parado salvo los días posteriores a dar a luz. Ahora que está convencida de que existe un nuevo elemento radiactivo, debe descubrir este nuevo elemento. En la época en que vivió María, la humanidad descubrió alrededor de 80 elementos. El descubrimiento de cada elemento hizo famoso a su descubridor a lo largo de la historia de la ciencia. Si pudiera agregar otro elemento a la gran familia de elementos, sería algo tan valioso y fascinante. !
Mary sabía que extraer primero los oligoelementos radiactivos del mineral sería como encontrar una aguja en un pajar. El método que utilizaron él y Biel se basó en la radiactividad, utilizando un método de cristalización paso a paso para separar nuevas sustancias radiactivas de la pechblenda. Ella primero usó un electrómetro para medir la intensidad radiactiva de los componentes del mineral en la pechblenda, usándolo como un. pista para rastrear en qué ingredientes se esconden los elementos radiactivos.
Como resultado, encontraron no uno sino dos compuestos altamente radiactivos, uno de ellos era un compuesto que contenía bario en pechblenda y el otro era un compuesto que contenía bismuto. Diferentes intensidades radiactivas significan diferentes elementos. Si adivinaron correctamente, uno de los dos nuevos elementos debería estar escondido en un compuesto que contenga bario y el otro nuevo elemento debería estar escondido en un compuesto que contenga bismuto. Confirmaron además que en los compuestos que contienen bismuto, la radiactividad no proviene del bismuto en sí, sino de una cantidad muy pequeña de un elemento mezclado dentro del bismuto. No fue hasta un día de julio de 1898 que finalmente encontraron el nuevo elemento tan esperado en el compuesto de bismuto. Marie sugirió nombrar el nuevo elemento polonio en honor a su Polonia natal.
En 1898, la comprensión de la radiactividad por parte de la gente era todavía superficial y no creían que se pudieran utilizar métodos radiactivos para encontrar e identificar nuevos elementos. Los científicos insistían en que debían utilizar la característica. El espectro de un elemento se utiliza para determinar si es un elemento nuevo.
En la Academia Francesa de Ciencias, se publicó un informe en las "Proceedings of Papers" en diciembre de 1898. Hay un párrafo en el informe: "Tenemos razones suficientes para Saque las siguientes conclusiones, esta nueva sustancia radiactiva contiene un nuevo elemento, lo llamamos radio "Proponer radio no significa que hayamos visto radio. Para mostrar el polonio y el radio a la gente que no lo cree y demostrarle al mundo que existen, los Curie tienen que hacer esfuerzos arduos y costosos a largo plazo.
La pechblenda, que contiene polonio y radio, es un mineral valioso que se encuentra en una mina de Austria que extrae sales de uranio para la industria del vidrio. Predicen que después de extraer el uranio de la mina de pechblenda, los oligoelementos polonio y radio contenidos en la escoria pueden permanecer intactos. Entonces, con la ayuda de un colega austriaco, recibieron una tonelada de residuos de mineral de uranio que el gobierno austriaco acordó donar como regalo.
De 1898 a 1902, durante estos cuatro años, los Curie lo quemaron en un sencillo cobertizo, lo fundieron, lo filtraron y lo precipitaron, lo vertieron, lo fundieron, lo filtraron y lo precipitaron... Más tarde, Marie Curie utilizó su propio método original de cristalización paso a paso para completar la parte más ardua del trabajo. Por cada tonelada de residuos de asfalto, se levantaban de 10 a 20 kilogramos de sulfato de bario y luego se convertía en sulfato de bario. cloruros. Estos cloruros La cantidad de radio contenida es de aproximadamente tres diezmilésimas. Ahora Marie Curie puede completar la cristalización final a partir del cloruro. Estos cuatro inviernos y veranos fueron los años heroicos del señor y la señora Curie. El radio parece ir en contra de su descubridor más persistente y se niega a revelar su rostro fácilmente. Marie Curie estaba confundida por su extremadamente fuerte radiactividad y pensó que el contenido de radio en el residuo del mineral de pechblenda podía alcanzar el uno por ciento. De hecho, este no era el caso, su contenido era mucho menor y estaba muy mezclado con otras impurezas. lo cual es difícil de aislar. El astuto radio arrastró a los Curie a una prolongada contienda.
Sin embargo, Madame Curie no se rendiría. Pierre conocía muy bien la profundidad del carácter de Marie. Mary es una de esas personas. Debe hacer lo que quiera. Si quiere aislar el radio, debe aislarlo. ¡El radio finalmente sucumbió ante su tenaz oponente! En 1902, 45 meses después de que los Curie anunciaran que el radio podría existir, Marie finalmente ganó la prolongada batalla, extrajo un decigramo de radio puro y determinó preliminarmente que el peso atómico del radio era 225,93.
En el cobertizo oscuro, el bebé de radio está contenido en un pequeño recipiente de vidrio, que emite automáticamente una fluorescencia azul. Mary pareció entrar en un mundo de ensueño, y la noche en que vio brillar la luz fluorescente por primera vez quedó grabada para siempre en su memoria.
El radio tiene su espectro característico, un cierto peso atómico y una característica extraña. Además de la luminiscencia, la intensidad radiactiva del radio es cientos de miles de veces mayor que la del uranio. Sin duda nacen una especie de nuevos elementos. Sus nuevos descubrimientos, realizados a un gran costo, sentaron las bases de una nueva disciplina, la disciplina de la radiactividad.
Desde que Mendeleev descubrió la ley periódica de los elementos, la comunidad científica ha estado extremadamente interesada en encontrar un nuevo elemento y utilizarlo para llenar los vacíos en la tabla periódica. el descubrimiento de cada nuevo elemento como un gran avance en el campo de la química. Ray es llamado un revolucionario porque los Curie crearon un nuevo método de separación y purificación en el mundo químico durante el proceso de refinación del radio. La radioactividad más la cristalización fraccionada fue un método de gran importancia para el desarrollo de la química. Los Curie no sólo fueron los primeros en descubrir que la intensidad de la radiación del radio superaba con creces a la del uranio, sino que Biel también midió que un gramo de átomos de radio emite 22,5 kcal de calor por hora. Calculado en orden de magnitud, este calor es igual al calor producido cuando se quema un gramo de hidrógeno. Esta es en realidad la primera energía atómica medida por los humanos.
¡De dónde viene una energía tan notable! ¡No fue hasta 1905, cuando el gran físico Einstein propuso que la masa es la medida de la energía contenida en un objeto, que obtuvimos la respuesta a la pregunta!
El radio es realmente increíble.
El radio producirá automáticamente un gas especial, los rayos de radio. Este rayo activo se autodestruye regularmente incluso en un tubo de vidrio cerrado. El agua de muchas fuentes termales contiene este tipo de rayo de radio.
El radio libera calor automáticamente. El calor que emite en una hora también puede derretir la misma cantidad de hielo. Sin verse afectado por el aire acondicionado, su calor puede aumentar la temperatura del. el aire circundante en 10°C.
La magia del radio es muy intuitiva. Puede atravesar papel negro y dejar una sombra en una película fotográfica. También puede ionizar el aire, descargar un electroscopio distante y. El recipiente de vidrio que lo contiene se vuelve violeta o lavanda, lo que puede corroer el papel o el algodón que lo envuelve hasta convertirlo en polvo poco a poco.
El radio emite un tipo de luz que es invisible durante el día. En la oscuridad, un poco de la luz emitida por el radio es suficiente para iluminar. propia luz, pero también hace que los diamantes y otros objetos no puedan emitir luz. Los objetos luminosos emiten fosforescencia, que puede usarse para identificar la autenticidad de los diamantes.
La radiación del radio es contagiosa. Si ciertas plantas, animales y personas se acercan a ella, verás rastros de su contagio.
Hace sólo unos años se estableció que los objetos están compuestos por elementos que nunca cambian.
Pero el radio sorprendió a todos. Ahora, cada segundo, las partículas de radio emiten sus propios átomos de helio con gran potencia. Mary llamó a esta explosión extremadamente pequeña y asombrosa un cataclismo de transmutación atómica. El residuo de la explosión es un átomo de gas de rayos de radio, que se convierte en otra sustancia radiactiva, y esta sustancia vuelve a cambiar. Estos elementos radiactivos, como miembro de esta familia, se producen todos mediante transmutación automática del cuerpo de su madre.
¡El radio es descendiente del uranio y el polonio es descendiente del radio!
En el mismo ciclo de siempre, cada elemento radiactivo perderá la mitad de su entidad. El uranio tarda cientos de miles de años en perder la mitad, y el radio, 1.600 días. El gas tarda 4 días, los descensos de gas láser sólo tardan unos segundos.
En 1903, el Premio Nobel fue otorgado a una frágil rubia llamada Marie Curie. Fue la primera mujer en ganar el premio en el campo de la física, Marie. ¡Curie es impresionante!