Дейтон Миллер объявил, что якобы обнаружил «эфирный ветер». Разумеется, его результат не подтвердился: более точные измерения вновь доказали, что никакого «эфирного ветра» не существует.
Эфирные вихри в представлении Декарта
В статье «Принцип относительности и его следствия в современной физике» Эйнштейн объяснил, почему концепция светоносного эфир а не совместима с принципом относительности. Давай вместе рассмотрим пример: возьмём магнит, который движется поперёк замкнутого проводника. При этом движении в проводнике возникает электрический ток. То, что мы наблюдаем, зависит только от относительного движения магнита и проводника.
Светящиеся электромагнитные поля плазмы в пространстве. Компьютерная модель к статье «Принцип относительности и его следствия в современной физике»
Однако с точки зрения теории эфира то, что мы должны наблюдать, будет отличаться в разных системах отсчёта. То есть всё будет зависеть от конкретно выбранной нами точки отсчёта. В системе отсчёта, связанной с проводником, при перемещении магнита меняется напряжённость магнитного поля в эфире, из — за чего создаётся электрическое поле, которое создаёт ток в проводнике. В системе же отсчёта, связанной с магнитом, электрическое поле не возникает, а ток создаётся прямым действием изменения магнитного поля на электроны движущегося проводника. Таким образом, процессы в эфире зависят лишь от точки наблюдения, а это в физике, как и в любой другой науке, недопустимо.
Эфир пал. За полной своей ненадобностью он был исключён и из периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.
Тем не менее в повседневной жизни мы продолжаем слышать термин «эфир» в составе таких, например, слов, как «радиоэфир», «телеэфир» и др. Почему? Да просто радио появилось задолго до того, как термин «эфир» был вычеркнут из научного употребления. Вот до наших дней и дошла профессиональная термино логия медиаиндустрии, связанной с так называемым «эфиром»: «программа вышла в эфир», «прямой эфир» и т. д.
Глава 12. Тихая смерть. Радиоактивность
В 1789 году немецкий химик Мартин Генрих Клапрот (1743–1817), исследуя полиметаллические руды в Чехии, открыл уран, точнее, его диоксид UO2. Шахта, из которой был получен образец чёрного минерала, разрабатывалась для добычи серебра с 1518 года. Считалось, что этот чёрный минерал (ранее известный как «смоляная руда», а затем получивший название «уранинит») содержит оксиды цинка и железа. Однако Клапрот опроверг это мнение: он выделил из «смоляной руды» чёрный порошок и принял его за новый элемент. Клапрот писал: «До настоящего времени было известно семнадцать индивидуальных металлов. Я теперь предлагаю увеличить это число, добавив ещё один». Название элементу было дано по ассоциации с планетой Уран (с массой в 15 раз больше Земли), открытой незадолго до этого (в 1781 году) астрономом Уильямом Гершелем.
Мартин Генрих Клапрот
В древнегреческой космогонической мифологии Уран — это сын богини земли Геи, всесильный бог воздуха, отец титанов и сторуких исполинов. Однако случайное символическое название оказалось на удивление пророческим, ведь именно с этого элемента началось раскрепощение и практическое использование ядерных сил. Правда, первые проблески этих возможностей начали проявляться лишь через полтораста лет.
Эжен Мелькьор Пелиго
Новый элемент исследовался такими известными химиками, как Арфведсон, Берцелиус и Рихтер, и никто из них не сомневался в открытии Клапрота. Хотя в 1841 году французский химик Эжен Пелиго (1811–1890), проводя хлорирование «урана» хлором в присутствии углерода, обнаружил в «уране» Клапрота кислород. Так было доказано, что полученный Клапротом чёрный порошок является на самом деле оксидом урана:
Далее Пелиго с большими трудностями (путём восстановления безводного тетрахлорида урана металлическим калием в закрытом тигле при нагревании до температуры красного каления) получил элементарный уран в виде порошка:
По расчётам Пелиго атомный вес урана равнялся 120, но потом выяснилось, что он ошибся. Тем не менее, как мы видим, именно Эжен Пелиго был первым человеком, получившим элементарный уран. Однако слава первооткрывателя досталась всё-таки Клапроту.
Урановая руда
С 1853 года начинается интенсивная переработка полиметаллических руд Центральной Европы с цель ю получения «урановой желти» и других красителей для стекла и керамики. Да, да, соединения урана использовались изначально в качестве краски и для изготовления столовой посуды. Эти соединения представляли собой различные уранаты разнообразных оттенков: жёлтые, красные, коричневые.
(Если, дорогой читатель, ты хочешь увидеть уникальные кадры с химией урана — как он пилится ножовкой, посуду из урана, — то заходи на YouTube-канал «Химия — просто» и смотри видео «Уран». Такого тебе больше никто и нигде не покажет.)
В 1869 году наш соотечественник Д. И. Менделеев открыл периодический закон и исправил атомный вес урана со 120 на 240, так как иначе этому элементу не нашлось бы места между оловом (50 в таблице, его атомный вес 118,70) и сурьмой (51 в таблице, его атомный вес 121,76).
В 1893 году уже известный нам Анри Муассан пытался получить «уран» в своей дуговой электропечи. Он проводил реакцию между закисью-окисью урана (U308) и углеродом, а также электролиз расплавленного Na2UClg. Именно эти работы можно считать начальными в металлургии урана.
В XIX веке уран так и не нашёл широкого применения, кроме как в форме красящих соединений. Но всё изменилось в 1896 году, когда при изучении люминесценции кристаллов калий-уранил сульфата французский физик Антуан Анри Беккерель (1852–1908) открыл явление радиоактивности.
Антуан Анри Беккерель
За год до этого немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген открыл, что при электрическом разряде из трубки с весьма разряженным воздухом выходят особого рода невидимые глазу лучи. Эти лучи обладали способностью засвечивать запечатанную в конверт фотопластинку, а также проникать сквозь непрозрачные предметы. Впоследствии эти лучи (Рентген назвал их Х-лучами) нашли широкое применение в медицине и — в честь первооткрывателя — получили название рентгеновских лучей. Врачи и по сей день предписывают нам хотя бы раз в год делать рентгенографию лёгких.
После открытия Рентгена интерес к лучам резко возрос: исследователи вплотную занялись изучением лучеиспускательной способности различных светящих и несветящих тел. Одним из таких исследователей стал и Анри Беккерель. Довольно скоро в радиоактивных веществах был открыт неисчерпаемый на взгляд учёных источник излучения, и данный факт показался им столь важным для теории и практики, что потребовал самого тщательного изучения. Таковое и было предпринято супругами Кюри.
Пьер Кюри был профессором физики в Сорбонне. Мария Кюри (до замужества Склодовская), дочь учителя математики из Варшавы, вынуждена была искать доступ к науке за пределами родины, поскольку в те времена присутствие женщины в науке вообще казалось непостижимым, а порой и недопустимым явлением. Мария Склодовская изучала химию под руководством профессора Ле Шателье в Париже. Там-то она и познакомилась с Пьером Кюри, за которого впоследствии вышла замуж. Их союз был необыкновенно счастливым. Они как бы олицетворяли собой слияние физики и химии, важнейших наук, союз которых всегда был необходимым условием успеха каждой из них в отдельности.
Пьер и Мария Кюри
В 1897 году Мария Склодовская-Кюри занялась исследованием радиоактивности и уже в апреле 1898 года открыла радиоактивность тория. Увы, за две недели до неё о том же открытии объявил Герхард Карл Шмидт, профессор физики из университета города Мюнстер. Однако в июле того же года Пьер и Мария Кюри открыли полоний, а в декабре — радий.
Исследование урановых лучей навело супругов на мысль, что излучения урановых солей обязаны своим происхождением примеси нового элемента. Мария Кюри назвала этот элемент полонием, в честь своей родины — Польши.
Затем начались поиски другого лучеиспускающего элемента, которому дали название «радий»(лучеиспускающий). Через 4 года после открытия полония супругам Кюри удалось выделить 100 мг хлорида радия, для чего пришлось переработать около 1 тонны богатых урановых отходов. Почему отходов? Да потому что смоляная руда применялась тогда для производства урановой краски и уранового стекла и стоила очень дорого. Вот госпожа Кюри и подвергла переработке выбрасываемые фабриками урановых красок остатки этого минерала. Из целой тонны остатков руды получилось 8 килограммов бариевого остатка, содержащего радий. Количество радиевой соли в нём составляло всего несколько миллиграммов.
Будучи признан в то время самым практичным и интенсивным радиоактивным источником, радий привлёк к себе внимание всего мира. Однако содержание радия в урановых рудах было очень мало (в природных рудах на 1 тонну U приходится всего одну треть грамма Ra), поэтому в начале XX века цена радия составляла около 180 млн долларов за 1 грамм.
За промежуток с 1906 по 1939 год в мире было получено около 1 килограмма радия, для этого пришлось переработать около 100–150 тысяч тонн очень богатой урановой руды. А вот интерес к самому урану, в отличие от радия, оставался по — прежнему невысоким. Помимо раннего использования соединений урана в качестве пигмента для окрашивания стекла и эмалей предпринимались попытки использовать уран в качестве раскислителя или легирующего элемента при производстве сталей, а также в фотографическом процессе в качестве усилителя и тонирующего вещества (в виде уранил нитрата UO2(NO3)2). Но добыча урана в начале XX века была невелика: составляла 2,85 тонны в 1909 году, 5,1 тонны в 1910 году, 13,5 тонн в 1915 году и около 100 тонн в начале 1920-х годов.