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小小餐桌上的偉大實驗

2023年02月02日 12:01:30      來源:上海明核儀器有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺      閱讀量:31

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大約100年前的英格蘭北部,一對父子進(jìn)行了一項有趣的實驗。和科學(xué)的很多實驗一樣,看似很不起眼,卻改變了科學(xué)家們研究分子的方式。

在隨后的時間里,不斷有科學(xué)家對這一方法進(jìn)行修改、精煉,使其日臻完善。不過不管科學(xué)家們?nèi)绾胃淖兯摹懊婷病?,她始終都是科學(xué)研究中最重要的工具之一。她,就是X射線結(jié)晶學(xué)。

1913年,英國物理學(xué)家威廉·亨利·布拉格和兒子威廉·勞倫斯·布拉格使用餐桌上的精鹽(氯化鈉)進(jìn)行了一項實驗:他們準(zhǔn)備了一粒潔凈的鹽晶體,并用X光對晶體進(jìn)行照射。結(jié)果在置于其后的印相紙上,出現(xiàn)了非常美麗的幾何圖案。當(dāng)然,這一實驗并非布拉格父子的,以前已經(jīng)有人做過類似的事情,但布拉格父子不僅拍攝了美圖,還發(fā)現(xiàn)了其中的玄妙。他們意識到,對這些點和圖案的排列方式進(jìn)行認(rèn)真的研究和梳理,或許能獲得與鹽分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息。隨后,勞倫斯·布拉格總結(jié)出了一個公式那就是我們現(xiàn)在所熟知的“布拉格定律”,借用這一公式,他厘清了組成氯化鈉的鈉原子和氯原子在鹽晶體內(nèi)的排序方式。他們的實驗證實了原子存在的同時,也展示了原子如何結(jié)合在一起形成化合物。

從那一刻起,原子之間如何相互作用的神秘方式,就處在科學(xué)家們的掌控之中了。隨后,科學(xué)家們踏上了揭示分子結(jié)構(gòu)的征程,一個個偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)也接踵而至。

小貼士

X射線結(jié)晶學(xué)是利用晶體的X射線衍射效應(yīng)研究晶體的結(jié)構(gòu)及其有關(guān)問題的學(xué)科。它的奠基人是德國物理學(xué)家勞厄(M.T.F.von Laue)。1912年他以膽礬為試樣,成功地完成了晶體對X射線衍射的實驗,并推導(dǎo)出了晶體作為三維光柵的衍射方程,即勞厄方程。他的這一成就不僅解決了X射線本質(zhì)是什么的問題,而且開創(chuàng)了X射線結(jié)晶學(xué)這一新領(lǐng)域。

小小餐桌上的偉大實驗 (圖1)

1912年,德國物理學(xué)家M.von勞厄首先發(fā)現(xiàn)了晶體對X射線的衍射現(xiàn)象,他用連續(xù)譜X射線照射單晶體,在晶體后放置感光片,發(fā)現(xiàn)感光片上出現(xiàn)許多分散的斑點,后人稱為勞厄斑。

小小餐桌上的偉大實驗 (圖2)

(轉(zhuǎn)載:;參考文獻(xiàn):《廣東輻射防護(hù)》、中國科技網(wǎng)等)


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