科学与人生130多年前,他的发现让夜

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导读:你知道惰性气体吗?你知道为什么霓虹灯会发出五彩光芒吗?这是谁的功劳呢?

年,威廉·拉姆塞,英国的一位著名化学家在格拉斯哥出生了。

年,俄国作家果戈里比威廉·拉姆塞早到人间报道7个月。另一边,法国物理学家,天然放射性的发现者——安东尼·亨利·贝克勒尔逝世了。这年的中国呢,第一次鸦片战争已经过去了10来年,此时清王朝和太平天国正在“打擂台”。

威廉·拉姆塞的父母都是苏格兰人,结婚时已年近四十,上天赐来麟儿让这个家庭喜出望外。但他们没有一味宠溺孩子,而是注重教育,所以威廉·拉姆塞从小受到了良好的教育。

威廉·拉姆塞从小就是一个聪明活泼爱思考的孩子。他喜欢大自然,爱阅读,很有语言天赋,还对音律表现出了极大的兴趣,妥妥就是“别人家的孩子”。

教堂

小时候,他经常坐在圣马太教堂里,好似在认真地听教徒讲道。成年人不明白平时这孩子很活泼好动啊,为什么此时这么安静?大家总看见小威廉在翻阅《圣经》。时间久了,人们才发现,小威廉·拉姆塞不看英文版圣经,看的是法文版、德文版的。他在用这种方法学习外语呢!

另外,他去教堂的另一目的是观察教堂的窗子,因为那窗上镶嵌着许多几何图形,他通过那些图形验证学校学的几何定理。现在大部分男孩子童年爱找同伴爬树摘果,躲猫猫玩泥巴,看电视玩电脑,或上各种补习班,钢琴画画等等,主动学习几国外语的那真是“稀有动物”。

学习这么主动,到了学校自然一路开挂。威廉·拉姆塞自从上学开始,成绩一直都保持在全优的水平,他的名气越来越大,被人们称为“神童”。正因为名声在外,14岁时,威廉·拉姆塞就进入了格拉斯哥大学,开始了大学生涯。类似咱们中科大少年班的大学生!

升入大学后,威廉·拉姆塞继续发挥刻苦钻研的死磕精神,此时他已对化学产生了浓厚的兴趣,虽然学校还没有开这门课,但这并不妨碍他进行各种各样有趣的化学试验。

他的同班同学菲夫回忆威廉·拉姆塞刚入学的情形说:“威廉·拉姆塞刚入大学时,还没学化学,但他一直在家中做各种实验,实验是在卧室中做的,他的卧室四处都放着药瓶,瓶里装着酸类、盐类、汞等等。

那时才刚刚认识,印象中对他买化学药品和化学仪器很内行。下午,常在我家会面,一起做实验,如制取氢、氧,由糖制草酸等。还自制了许多玻璃用具,自制了本生灯,威廉·拉姆塞是制造玻璃仪器的专家。学生时代的训练,对他的一生大有好处,除了烧瓶和曲颈瓶以外,所有的仪器,都是自制的。”

年,威廉·拉姆塞大学毕业,后去德国拜著名的化学家本生为师。一年以后,威廉·拉姆塞由本生推荐到蒂宾很大学继续深造,获得博士学位。一年间,威廉·拉姆塞回到了自己的母校格拉斯哥大学任教。年被布里斯托尔学院聘为化学教授,两年后任该学院院长。

年,英国化学家、剑桥大学化学教授瑞利研究空气的成分,他经过极为精密的定量分析发现,由氨制得的氮,总比由空气制得的氮轻5/,反复研究不得其解。于是,他将这一研究事实,刊登在英国《自然界》刊物上,遍请读者解答,但没能得到满意的答复。

当威廉·拉姆塞得知瑞利的研究以后,征得了瑞利的允许,也开始研究大气中氮的成分,他研究的方法独具一格,是让空气在红热的镁上通过,让镁吸收空气中的氧和氮。经过反复作用,原空气体积的79/80都已被吸收,只余下1/80。他断定这里有一些极不活泼的气体。

年5月24日,威廉·拉姆塞给瑞利的信中与道:“您可曾想到,在周期表第一行最末的地方,还有空位留给气体元素这一事实吗?”

同年8月7日,他给瑞利的信中又写道:“我想最好用两个人的名义发表,对于您的提议,我非常感谢,因为我觉得,一个幸运的机会,已经使我能够制取大量的Q,此外还有两种X……”之后,正值英国科学协会在牛津开会,威廉·拉姆塞和瑞利向大会宣布,发现了一种新型气体。与会学者都很吃惊,这一发现,以主席马登的提议,定名为氩(Argon),即“懒惰的气体”(它们的化学性质不活泼,很难与其它物质发生化学反应,故称为惰性气体。由于这六种气在空气中的含量不足1%,故又叫稀有气体)。

年拉姆塞在沥青铀矿发现了氦(之前是在太阳光谱中),并在《化学新闻》上首先发表了在地球上发现氦的简报,同年在英国化学年会上正式宣布这一发现。

我们现代社会中的霓虹灯,就是靠充入玻璃管内的低压惰性气体,在高压电场下冷阴极辉光放电而发光。霓虹灯的光色是由充入惰性气体的光谱特性决定:光管型霓虹灯充入氖气,霓虹灯发红色光;荧光型霓虹灯充入氩气及汞,霓虹灯发蓝色、黄色等光,从霓虹灯发出彩色光角度看是利用稀有气体的物理性质。

霓虹灯

如果没有威廉·拉姆塞的发现,我们的夜晚不会这么快五光十色,估计那只有单调的黑白色。

年,威廉·拉姆塞分馏液态空气时又发现了3种新的稀有气体元素,命名为氖、氪、氙。年,德米特里·门捷列夫接受了氦和氩元素的发现,并这些稀有气体纳入他的元素排列之内,分类为0族,而元素周期表即从该排列演变而来。年,威廉·拉姆塞与W.格雷测定了氡的原子量,并确定了氡在周期系中的位置。

好运总会光顾努力上进、刻苦专研的人。年,威廉·拉姆获得了诺贝尔化学奖。因为他发现氦、氖、氩、氙、氡等气态惰性元素,并确定了它们在元素周期表中的位置,为科学的进步发展做出的这一重大贡献而荣获奖项。

这样一来,惰性气体家庭氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氙(xe)、氡(Rn)、氪(kr),除了氦是詹森和罗克耶尔通过分光镜从太阳上首先发现之外,其余的都是威廉·拉姆塞发现的。不过氡是年发现的。那是威廉·拉姆塞获得诺贝尔化学奖8年以后的事情了。

威廉·拉姆塞把发现的氦、氖、氩、氪和氙等气体,作为一族,完整地插入了化学元素周期表中,使化学元素周期表更加完善,他的这一工作,比每一个单独元素的发现都更为重要!

威廉·拉姆塞

年7月23日威廉·拉姆塞去世,享年64岁。威廉·拉姆塞的科研工作证明:一切科学上的伟大发现,几乎都来自精确的量度,以及从大量的数据中明察秋毫。

威廉·拉姆塞认为做科研应当“多看、多学、多试验,如果取得成果,绝不炫耀。学习和研究中要顽强努力,一个人如果做不到‘三多’,而是‘两怕’,怕费时,怕费事,则将一事无成”。

他的这一观点给无数科研者带来了启发。

科学研究的本质是创新与探索未知的领域。站在巨人的肩膀上,能看到更高,望得更远,但别忘了,也要脚踏实地努力钻研!

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