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居裡夫人科學成就背景
居裡夫人科學成就背景
更新时间:2024-09-28 21:22:05

居裡夫人科學成就背景(居裡夫人-科學家)1

瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡-居裡(波蘭語:Marie Skłodowska-Curie,1867年11月7日-1934年7月4日),通常稱為瑪麗·居裡或居裡夫人,波蘭裔法國籍女物理學家、放射化學家。瑪麗·居裡的成就包括開創了放射性理論,發明了分離放射性同位素的技術,以及發現兩種新元素钋(Po)和鐳(Ra)。在她的指導下,人們第一次将放射性同位素用于治療癌症。她是巴黎大學第一位女教授,也是獲得兩次諾貝爾獎的第一人。但她最終因接觸放射性物質,死于白血病。1995年,她與丈夫皮埃爾·居裡一起移葬先賢祠。

人物簡介

瑪麗.居裡,波蘭裔法國籍女物理學家、放射化學家。她是放射性現象的研究先驅,也是獲得兩次諾貝爾獎的第一人。瑪麗·居裡還是巴黎大學第一位女教授。1995年,她與丈夫皮埃爾·居裡一起移葬先賢祠中。瑪麗·居裡原名瑪麗亞·斯克洛多夫斯卡,生于當時沙俄統治下的華沙,即現在波蘭的首都。她在華沙生活至24歲,1891年追随姐姐布洛尼斯拉娃至巴黎讀書。她在巴黎取得學位并從事科學研究。她是巴黎和華沙“居裡研究所”的創始人。1903年她和丈夫皮埃爾·居裡及亨利·貝克勒共同獲得諾貝爾物理學獎,1911年又因放射化學方面的成就獲得諾貝爾化學獎。她的長女伊雷娜·約裡奧-居裡和長女婿弗雷德裡克·約裡奧-居裡于1935年共同獲得諾貝爾化學獎。瑪麗·居裡的成就包括開創了放射性理論,發明了分離放射性同位素的技術,以及發現兩種新元素钋(Po)和鐳(Ra)。在她的指導下,人們第一次将放射性同位素用于治療癌症。瑪麗·居裡是一位積極忠誠法國愛國者,雖然人身在異國,但也從未忘記她的波蘭出身。她以祖國波蘭的名字命名她所發現的第一種元素钋,并在1932年在她的家鄉華沙建立了由她的姐姐、醫生布洛尼斯拉娃主持的鐳研究所(即現在的瑪麗亞·斯克洛多夫斯卡-居裡腫瘤學研究所,華沙居裡研究所)。

1902年年底,居裡夫人提煉出了十分之一克極純淨的氯化鐳,并準确地測定了它的原子量。從此鐳的存在得到了證實。鐳是一種極難得到的天然放射性物質,它的形體是有光澤的、像細鹽一樣的白色結晶,鐳具有略帶藍色的熒光,而就是這點美麗的淡藍色的熒光,融入了一個女子美麗的生命和不屈的信念。在光譜分析中,它與任何已知的元素的譜線都不相同。鐳雖然不是人類第一個發現的放射性元素,但卻是放射性最強的元素。利用它的強大放射性,能進一步查明放射線的許多新性質。以使許多元素得到進一步的實際應用。醫學研究發現,鐳射線對于各種不同的細胞和組織,作用大不相同,那些繁殖快的細胞,一經鐳的照射很快都被破壞了。這個發現使鐳成為治療癌症的有力手段。癌瘤是由繁殖異常迅速的細胞組成的,鐳射線對于它的破壞遠比周圍健康組織的破壞作用大的多。這種新的治療方法很快在世界各國發展起來。在法蘭西共和國,鐳療術被稱為居裡療法。鐳的發現從根本上改變了物理學的基本原理,對于促進科學理論的發展和在實際中的應用,都有十分重要的意義。在獲得諾貝爾物理獎後,居裡夫人并未和丈夫獨吞,而是與法蘭西共和國物理學家貝克勒爾分享了這一獎項,在發現了鐳後,她也沒有申請專利,她與丈夫是這樣說的:“我們都認為獲取經濟利益違反了我們的純粹研究觀念。”

她一生兩度獲諾貝爾獎(一次獲得諾貝爾物理獎,一次獲得諾貝爾化學獎),這是後話了。

勤奮刻苦

瑪麗的勤勉、好學和聰慧,使她赢得了李普曼教授的器重。在榮獲物理學碩士學位後,她來到了李普曼教授的實驗室,開始了她的科研活動。就在這裡,她結識了年輕的物理學家皮埃爾·居裡(也譯彼埃爾·居裡、比埃爾·居裡)。

皮埃爾·居裡1859年生于巴黎一個醫生的家庭。幼年時,因為他具有獨特的富于想象的性格,他父親沒有把他送進學校,而是在家裡自行施教。這種因材施教使彼埃爾16歲通過了中學的畢業考試,18歲通過了大學畢業考試并獲得了理科碩士學位。19歲被聘任為巴黎大學理學院德山教授的助手。他和他那同是理學碩士的哥哥雅克一起研究,1880年發現了電解質晶體的壓電效應。1883年年僅24歲的皮埃爾被任命為新成立的巴黎市理化學校的實驗室主任。當他與瑪麗相識時,他已是一位有作為的物理學家了。

由于志趣相投、相互敬慕,瑪麗和皮埃爾之間的友誼發展成愛情。1895年他們結為伉俪,組成一個志同道合、和睦相親的幸福家庭。繁忙的家務及1897年出生的女兒并沒有阻礙這對熱愛科學的夫婦,特别是作為母親和主婦的瑪麗,她一直堅持着學習和科研。

皮埃爾·居裡與瑪麗·居裡1896年法國物理學家貝克勒爾發現一種鈾鹽能自動地放射出一種性質不明的射線。這一發現引起居裡夫婦的極大興趣,這是一個極好的研究領域。在一間原來用作貯藏室的閉塞潮濕的房子裡、瑪麗利用極其簡單的裝置,開始向這個新領域進軍。僅僅幾個星期,她便取得可喜的成果。她證明鈾鹽的這種驚人的放射強度與化合物中所含的鈾量成正比,而不受化合物狀況或外界環境(光線、溫度)的影響。她還認為,這種不可知的放射性是一種元素的特征。難道隻有鈾元素才有這種特性?遵循這一思路,她決定檢查所有已知的化學物質。通過繁重而又艱巨的普查,她發現了另一種元素钍的化合物也能自動地發出與鈾射線相似的射線,由此她深信具有放射現象決不隻是鈾的特性,而是一種自然現象。對此她提議把這種現象叫作放射性,把鈾、钍等具有這種特性的物質叫作放射性物質。

她的調查很快從鹽和氧化物擴展到一切礦物。她毫不厭倦地用同一方法去研究大量的材料,終于有了新的發現:有些礦物的放射性強度比其單純由所含鈾或钍所産生的放射性強度要大得多。開始她還不敢确信這一測定,但是經過一二十次重複測量,不得不承認這是事實。這事實表明這些礦物中含有放射性比鈾、钍強得多的某種未知元素。這是一個十分重要而吸引人的推斷。盡管一些同行勸她謹慎些,她還是深信自己的試驗沒有錯,并下定決心把這一新元素找出來。

因為瑪麗的研究工作太重要了,所以皮埃爾決定暫時停止他在晶體方面的研究,協助妻子共同尋找這一未知元素。皮埃爾的參與,對于瑪麗來說無疑是一個極大的鼓勵和支持。從此,在那間潮濕的實驗室裡,有着兩個腦袋。四隻手在忙碌。這種通力合作,持續了8年,直到一次意外的車禍奪去了皮埃爾的生命。

居裡夫人科學成就背景(居裡夫人-科學家)2

這種未知元素存在于鈾瀝青礦中,但是他們根本沒有想到這種新元素在礦石中的含量隻不過百萬分之一。他們廢寝忘食,夜以繼日,接着化學分析的程序,分析礦石所含有的各種元素及其放射性,幾經淘汰,逐漸得知那種制造反常的放射性的未知元素隐藏在礦石的兩個化學部分裡。經過不懈的努力,1898年7月,他們從其中一個部分尋找到一種新元素,它的化學性質與鉛相似,放射性比鈾強400倍。皮埃爾請瑪麗給這一新元素命名,她安靜地想了一會,回答說皮埃爾·居裡(左)瑪麗·居裡(右):“我們可否叫它為钋(pō)”。瑪麗以此紀念她念念不忘的祖國,那個在當時的世界地圖上已被俄、德、奧瓜分掉的國家——波蘭,為了表示對祖國的熱愛,瑪麗在論文交給理科博士學院的同時,把論文原稿寄回祖國,所以她的論文差不多在巴黎和華沙同時發表。她的成就為祖國人民争得了驕傲和光榮。

發現钋元素之後,居裡夫婦以孜孜不倦的精神,繼續對放射性比純鈾強900倍的含鋇部分進行分析。經過濃縮,分部結晶,終于在同年12月得到少量的不很純淨的白色粉末。這種白色粉末在黑暗中閃爍着藍光,據此居裡夫婦把它命名為鐳,它的拉丁語原意是“放射”。钋和鐳的發現,給科學界帶來極大的不安。一些物理學家保持謹慎的态度,要等研究得到進一步成果,才願表示意見。一些化學家則明确地表示,測不出原子量,就無法表示鐳的存在。把鐳指給我們看,我們才相信它的存在。要從鈾礦中提煉出純鐳或钋,并把它們的原子量測出來,這對于當時既無完好和足夠的實驗設備,又無購買礦石資金和足夠的實驗費用的居裡夫婦,顯然比從鈾礦中發現钋,鐳要難得多。為了克服這一困難,他們四處奔波,争取有關部門的幫助和支援。在他們的努力下,奧地利惠贈1噸鈾礦殘渣。他們又在理化學校借到一個連擱死屍都不會用的破漏棚屋,開始了更為艱辛的工作。這個棚屋,夏天燥熱得象一間烤爐,冬天卻凍得可以結冰,不通風的環境還迫使他們把許多煉制操作放在院子裡露天下進行。沒有一個工人願意在這種條件下工作,居裡夫婦卻在這一環境中奮鬥了4年。

4年中,不論寒冬還是酷暑,繁重的勞動,毒煙的熏烤,他們從不叫苦。對科居裡夫人晚年學事業的執着追求使艱辛的工作變成了生活的真正樂趣,百折不撓的毅力使他們終于在1902年,即發現鐳後的第45個月,從7噸瀝青鈾礦的煉渣中提煉出0.12克的純淨的氯化鐳,并測得鐳的原子量為225。鐳元素是存在的,那些持懷疑态度的科學家不得不在事實面前低下頭。這麼一點點鐳鹽,這一簡單的數字,凝聚了居裡夫婦多少辛勤勞動的心血!夜間,當他們來到棚屋,不開燈而欣賞那閃爍着熒光的氯化鐳時,他們完全沉醉在幸福而又神奇的幻境中。每當居裡夫人回憶起這段生活,都認為這是“過着他們夫婦一生中最有意義的年代”。而他們也都痛并快樂着!但讓居裡夫人感到意想不到的事發生了。丈夫皮埃爾出了車禍,這對居裡夫人無疑是一個沉重的打擊。

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