English | 加入收藏 | 设为首页

当前位置:首页->综合信息->科普园地->科普长廊

小小餐桌上的伟大实验

来源: 发布时间: 2019-07-19 16:00:00

大约100年前的英格兰北部,一对父子进行了一项有趣的实验。和科学史上的很多实验一样,看似很不起眼,却彻底改变了科学家们研究分子的方式。

在随后的时间里,不断有科学家对这一方法进行修改、精炼,使其日臻完善。不过不管科学家们如何改变她的“面貌”,她始终都是科学研究中最重要的工具之一。她,就是X射线结晶学。

1913年,英国物理学家威廉·亨利·布拉格和儿子威廉·劳伦斯·布拉格使用餐桌上的精盐(氯化钠)进行了一项实验:他们准备了一粒洁净的盐晶体,并用X光对晶体进行照射。结果在置于其后的印相纸上,出现了非常美丽的几何图案。当然,这一实验并非布拉格父子的首创,以前已经有人做过类似的事情,但布拉格父子不仅拍摄了美图,还发现了其中的玄妙。他们意识到,对这些点和图案的排列方式进行认真的研究和梳理,或许能获得与盐分子结构有关的信息。随后,劳伦斯·布拉格总结出了一个公式那就是我们现在所熟知的“布拉格定律”,借用这一公式,他厘清了组成氯化钠的钠原子和氯原子在盐晶体内的排序方式。他们的实验证实了原子存在的同时,也展示了原子如何结合在一起形成化合物。

从那一刻起,原子之间如何相互作用的神秘方式,就处在科学家们的掌控之中了。随后,科学家们踏上了揭示分子结构的征程,一个个伟大的科学发现也接踵而至。

小贴士

X射线结晶学是利用晶体的X射线衍射效应研究晶体的结构及其有关问题的学科。它的奠基人是德国物理学家劳厄(M.T.F.von Laue)。1912年他以胆矾为试样,首次成功地完成了晶体对X射线衍射的实验,并推导出了晶体作为三维光栅的衍射方程,即劳厄方程。他的这一成就不仅解决了X射线本质是什么的问题,而且开创了X射线结晶学这一新领域。

1912年,德国物理学家M.von劳厄首先发现了晶体对X射线的衍射现象,他用连续谱X射线照射单晶体,在晶体后放置感光片,发现感光片上出现许多分散的斑点,后人称为劳厄斑。

劳厄斑

(转载请注明出处;参考文献:《广东辐射防护》、中国科技网等)