早逝的化學(xué)之星-莫斯萊

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
1887年11月23日,莫斯萊出生在英國(guó)賽特郡的維茅澤城,這是一個(gè)極為美麗幽靜的小鎮(zhèn),出過(guò)許多名人。莫斯萊的家庭是一個(gè)科學(xué)世家,他的祖父是著名的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家,父親是動(dòng)物學(xué)家,他們都是知名教授,也是令人尊敬的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。 莫斯萊的啟蒙老師應(yīng)當(dāng)說(shuō)是他的母親和兩個(gè)姐姐,因?yàn)樗侵R(shí)豐富的祖父早已去世,父親患中風(fēng)病,半身癱瘓,在莫斯萊4歲時(shí)也去世了。莫斯萊的母親和兩個(gè)姐姐給莫斯萊以很好的學(xué)前教育,在他幼小的心靈中,播下了科學(xué)的種子。 莫斯萊童年時(shí)就聰明好學(xué),悟住過(guò)人,他有非常敏銳的瑰察力,熱愛(ài)大自然,喜歡動(dòng)物,尤其喜歡鳥(niǎo)類(lèi)。他極為耐心地觀察他家附近的小鳥(niǎo),對(duì)他們的種類(lèi)、生活習(xí)性、居住地等都知道得很清楚。他父親的朋友蘭開(kāi)斯特是一位很有名的動(dòng)物學(xué)家,對(duì)莫斯萊觀察鳥(niǎo)類(lèi)的才能非常驚奇,稱(chēng)他為“小博物學(xué)家”,曾鼓動(dòng)他長(zhǎng)大以后研究動(dòng)物學(xué),但莫斯萊后來(lái)卻成了一名化學(xué)家。 莫斯萊13歲時(shí),以?xún)?yōu)異成績(jī)考入了有名的伊頓中學(xué),在中學(xué)讀書(shū)時(shí)曾因?qū)W習(xí)成績(jī)優(yōu)異,獲得過(guò)獎(jiǎng)學(xué)金,畢業(yè)后,考入了牛津大學(xué)三一學(xué)院,并獲得了米拉德獎(jiǎng)學(xué)金。 1909年,莫斯萊借大學(xué)放假的機(jī)會(huì),到曼徹斯特拜訪了著名物理大師盧瑟福。盧瑟福熱情接待了他,在談話中,盧瑟福發(fā)現(xiàn),莫斯萊基礎(chǔ)知識(shí)豐厚,思維清晰,很有培養(yǎng)前途,因此邀他畢業(yè)后去曼徹斯特盧瑟福實(shí)驗(yàn)室工作。1910年,莫斯萊畢業(yè)于牛津大學(xué),獲碩士學(xué)位,應(yīng)盧瑟福之約,到曼徹斯特大學(xué)盧瑟福實(shí)驗(yàn)室工作,很快他就成了大學(xué)的講師。 在盧瑟福實(shí)驗(yàn)室中,莫斯萊除完成講師的工作以外,把精力都投入科研工作中。他的工作極為出色,成就十分突出。后來(lái),他的同事國(guó)憶他說(shuō):“他的成功是由于罕見(jiàn)的智力,良好的數(shù)學(xué)訓(xùn)練,杰出的實(shí)驗(yàn)技巧與驚人的毅力相結(jié)合。他有一種特殊的持久工作的能力,他喜歡從白天卞直工作到黑夜,尤其是問(wèn)題處在關(guān)鍵階段時(shí),他總是連續(xù)工作15個(gè)小時(shí),通宵達(dá)旦奮戰(zhàn)在實(shí)驗(yàn)室 ” 莫斯萊待人和藹有禮,特別喜歡幫助別人解決疑難問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)室的同事們,都對(duì)他十分欽佩。在盧瑟福的指導(dǎo)下,莫斯萊開(kāi)始研究元素放射性的問(wèn)題,他首先研究了當(dāng)時(shí)所知道的放射性元素放出 b 射線的情況,并把研究結(jié)果在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)報(bào)上發(fā)表。接著,他又研究了在高真空、高電壓的情況下,放射性物質(zhì)的性質(zhì)。同時(shí)測(cè)定了錒的一種蛻變產(chǎn)物的壽命,他經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和深入研究,測(cè)定出其半衰期為1/5000秒,在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下,完成如此高精度的測(cè)定,實(shí)屬罕見(jiàn),因此受到學(xué)術(shù)界的一致稱(chēng)贊。 莫斯萊最杰出的工作是發(fā)現(xiàn)了以他的名字命名的定律,即莫斯萊定律。 1913年12月,莫斯萊離開(kāi)了曼徹斯特,到牛津大學(xué)工作,開(kāi)始研究各種元素所產(chǎn)生的特征X射線的波長(zhǎng)。 莫斯萊經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),以不同的元素作為產(chǎn)生調(diào)射線的靶子,則各種不同元素產(chǎn)生的特征調(diào)射線的波長(zhǎng)是不同的。莫斯萊把各種元素產(chǎn)生的特征調(diào)射線按著波長(zhǎng)的大小加以系統(tǒng)排列,他驚奇地發(fā)現(xiàn),這種排列和元素在周期表中的順序是完全一致的,他把這個(gè)排列順序稱(chēng)之為原子序數(shù),此后,他又經(jīng)過(guò)數(shù)量分析,提出了各種元素的原子序數(shù)與其所產(chǎn)生的調(diào)射線波長(zhǎng)之間的經(jīng)驗(yàn)公式: 1= l a (Z-b)2 以上公式說(shuō)明,X射線的波長(zhǎng)l,取其倒數(shù)的平方根:與原子序數(shù)Z呈直線函數(shù)關(guān)系,式中的a、b都是常數(shù)。這個(gè)公式,就是莫斯萊定律的數(shù)學(xué)形式。 把莫斯萊1913年發(fā)現(xiàn)的定律,和盧瑟福的a 粒子散射實(shí)驗(yàn)相給合,人們不難得出結(jié)論:原子序數(shù)在數(shù)量上正好等于元素的核電荷數(shù),這一發(fā)現(xiàn)是建立原子模型的基礎(chǔ)。 1914年4月,莫斯萊把他的研究結(jié)果撰成論文,發(fā)表在《哲學(xué)雜志》上,論文指出:各種元素調(diào)射線譜中譜線的波長(zhǎng)倒數(shù)或頻率,近似地正比于a (Z-b)2,其中a、b是常數(shù)。”Z就是原子序數(shù)。 根據(jù)莫斯萊的工作,化學(xué)家們對(duì)化學(xué)元素周期律作出了科學(xué)的解釋?zhuān)瓿鲆韵聨c(diǎn)給論。 1. 元素的性質(zhì)不象人們以前理解的,只是原子量的周期函數(shù),而是原子序數(shù),即核電荷數(shù)的周期函數(shù)。這就解釋了,為什么在化學(xué)元素周期表中有鉀和氬、鈷和鎳、碲和碘等處,原子量大的反而排在原子量小的元素前邊的“倒置”現(xiàn)象。 2.原子的核電荷數(shù),既然和原子序數(shù)相等,整個(gè)原子又呈中性,所以原子核外必然有與原子序數(shù)數(shù)目相等的電子在運(yùn)動(dòng)。 3.同一元素的各原子(同位素),它對(duì)應(yīng)的原子量可能不等,但核電荷數(shù)一定相等。 此后,化學(xué)元素周期律就建立在科學(xué)的基礎(chǔ)之上了。同時(shí),這一發(fā)現(xiàn)還為預(yù)言新元素,填補(bǔ)周期表空白,提供了理論依據(jù)、莫斯萊的工作受到高度贊揚(yáng),盧瑟福指出:“莫斯萊由于一系列的完美研究贏得了榮譽(yù),他在短短的4年研究中,取得了驚人的成就,認(rèn)識(shí)他的所有人,都預(yù)言他有一個(gè)輝煌的刊學(xué)前程。毫無(wú)疑問(wèn),元素的性質(zhì)決定于原子序數(shù)的結(jié)論,是一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn),在理論與實(shí)驗(yàn)方面都具有深遠(yuǎn)的意義,這一緒論在提高人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)方面,將成為偉大的里程碑! 1914年8月,第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)。當(dāng)時(shí)的英國(guó)統(tǒng)治者用堂而皇之的詞語(yǔ),號(hào)召人民“保衛(wèi)祖國(guó)”、“維護(hù)文明”,莫斯萊因輕信項(xiàng)應(yīng)征入武,當(dāng)了皇家立程兵的一名中尉。盧瑟福出于惜才之心,特意給英國(guó)要人寫(xiě)信,要求把莫斯萊從前線調(diào)回來(lái),讓他從事科學(xué)工作,但沒(méi)有能成功。 1915年8月10臼,在土耳其加利波利半島登陸戰(zhàn)役中,土耳其軍隊(duì)進(jìn)攻到莫斯萊所在部隊(duì)側(cè)翼的200米處。當(dāng)時(shí)莫斯萊正用電話向軍隊(duì)傳達(dá)命令,一顆土耳其人的罪惡子彈,擊中了他的頭部,這位年青科學(xué)家頓時(shí)身亡,年僅27周歲。 莫斯萊不幸死亡以后,他的全部科學(xué)儀器和私人財(cái)產(chǎn),按著他預(yù)先的安排,都獻(xiàn)給了英國(guó)皇家學(xué)會(huì)。 一顆聰明智慧的頭腦,被戰(zhàn)爭(zhēng)無(wú)情地毀滅了,一顆剛剛升起的明亮的化學(xué)之星過(guò)早地隕落了、利學(xué)家們發(fā)明的槍彈和火藥殺死了、位偉大的科學(xué)家。莫斯萊的早逝,給科學(xué)界帶來(lái)極大的悲哀、特別是他的導(dǎo)師盧瑟福,在心靈深處,長(zhǎng)期有一神巨大的失落感。

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