Lịch sử Nguyên Tử - Phần 2
Trước kia thế giới khoa học không quan tâm tới nhận thức của Avogadro
nhưng đến nay, lời xác nhận lại của Cannizzaro lại được mọi người tán
thành vì giới khoa học đang đi vào ngõ bí trong việc khảo sát nguyên tử và
các phản ứng hóa học, vì sự ủng hộ của nhà hóa học nhiều uy tín Lothar
Meyer và nhất là vì Cannizzaro đã đề cập tới một phương pháp cải biến từ
tiêu chuẩn của Avogadro trong việc đo tỉ trọng của các chất khí.
Avogadro trước kia đã dùng phân tử của Hydrogen làm đơn vị trong
khi Cannizzaro lại đề nghị dùng phân nửa của phân tử tức là nguyên tử. Ý
tưởng này đã khiến cho các nhà hóa học nhận thức được sự khác biệt giữa
nguyên tử và phân tử, và lại biết rằng dù cho phần lớn các phân tử của nhiều
đơn chất ở thể khí do hai nguyên tử tạo thành, nhưng chỉ có một nửa phân
tử, tức là nguyên tử, tác dụng trong các phản ứng hóa học.
Nhờ các định luật của Avogadro-Cannizzaro về chất khí, trọng lượng
nguyên tử của nhiều đơn chất được tìm thấy và điều này khiến cho các nhà
khoa học nghĩ đến việc xếp hạng các đơn chất theo trọng lượng nguyên tử.
Dimitri Ivanovitch Mendeleev(1834-1907): là người đầu tiên thành công
trong việc xếp các chất vào một bảng khiến cho các đơn chất thuộc cùng một
họ có cùng một số các tính chât hóa học. Bảng Tuần Hoàn của Mendeleieff
thời đó còn để nhiều khoảng trống và trong các năm 1875, 1879 và 1886, 3
đơn chất mới được tìm thấy và các chất này được điền đúng vào 3 chỗ trống
trong bảng, đó là các chất Gallium, Scandium và Germanium. Như vậy vào
năm 1895 tức là sau 2,500 năm, nguyên tử mới chính thức trở thành sự thật
và các nhà khoa học đều công nhận lý thuyết của Democritus là đúng.
Vào khoảng đầu năm 1896, các báo chí tại châu Âu đều đăng tải một
tin phát xuất từ Vienne. Theo tin tức này, một giáo sư người Đức tên là
Wilhelm Roentgen thuộc trường Đại Học Wurzburg, vừa mới khám phá ra
một phương pháp chụp các vật đã được cất dấu, ngay cả xương chân tay của
con người. Tin khoa học này đã khiến cho mọi phòng thí nghiệm đều thực
hiện lại việc chụp hình các xương tay, xương chân, xương đùi... Các nhà y
học đã nhận biết ngay giá trị của phát minh kể trên áp dụng vào việc tìm
hiểu các bộ phận ẩn khuất trong cơ thể và tia sáng đã được dùng vào việc
chụp ảnh đó được Roentgen gọi tên là tia X.
Người ta không được nghe nói do trường hợp nào Roentgen đã khám
phá thấy tia X nhưng có lẽ do một sự tình cờ. Trong phòng thí nghiệm của
trường Đại Học, Roentgen đã dùng ống tia âm cực và một cuộn dây
Ruhmkorff, với hai thứ dụng cụ đơn giản này, Roentgen đã khảo cứu thứ tia
mới lạ đó và thấy rằng khi đưa ra các bản thu ảnh, các bản nhậy cảm này đã
bị tia X tác dụng như thể ánh sáng mặt trời hay ánh sáng đèn.
Trong nhiều tháng vào năm 1895, Roentgen đã khảo sát nhiều lần tia
X rồi công bố kết quả vào dịp lễ Giáng Sinh năm đó. Tại Wurzburg thời đó
có một hội khoa học thường nhận các bài khảo cứu để đăng tải dưới hình
thức tờ phúc trình. Ngày thứ Bẩy sau lễ Giáng Sinh, Roentgen đưa bản thảo
cho viên thư ký của hội để rồi 10 ngày sau, ông ta nhận được các tập bài viết
10 trang. Roentgen đã gửi các tập bài này tới các nhà khoa học danh tiếng
của châu Âu, kèm theo là các tấm ảnh do ông chụp được bằng tia X.
Tại nước Pháp, các nhà khoa học thuộc Viện Hàn Lâm được thông
báo về phát minh của Roentgen nhờ tập bài gửi tới tay Henri Poincaré, nhà
toán học kiêm vật lý học. Vào buổi chiều ngày 20/1/1896, Henri Poincaré đã
trình bày trước Hàn Lâm Viện Khoa Học các bức ảnh chụp xương tay do
Oudin và Barthélémy thực hiện theo tờ phúc trình của Roentgen. Trong dịp
này Henri Poincaré cũng giải đáp các câu hỏi cho các nhà khoa học Pháp có
mặt trong buổi họp.
4/ Henry Becquerel và ông bà Curie.
Trong số các thính giả của buổi trình bày này có Henri Becquerel,
giáo sư vật lý tại Viện Bảo Tàng Lịch Sử Thiên Nhiên (Musée d’Histoire
Naturelle). Henri Becquerel cũng là một nhà vật lý thuộc Hàn Lâm Viện
Khoa Học giống như cha và ông nội của ông. Becquerel nhận thấy tia X đã
làm sáng màn huỳnh quang trong khi đó, trạng thái huỳnh quang đã được
cha của ông khảo cứu kỹ càng. Becquerel liền chú ý tới khám phá của
Roentgen.
Trong nhiều tháng trường, Becquerel đã làm thí nghiệm với chất
huỳnh quang sulfat uranium và potassium. Đó là một hợp chất gồm hai chất
kể trên với lưu huỳnh và Oxygen. Tinh thể của hợp chất này thường sáng lên
khi được chiếu bằng tia tử ngoại (UV). Chủ đích của Becquerel là muốn
khám phá các tia còn bí ẩn vì thế ông đã dùng một bản thu ảnh gói trong
giấy đen. Muốn kích thích tính huỳnh quang của các tinh thể sulfat uranium
và potassium, Becquerel dùng tới tia tử ngoại của ánh sáng mặt trời. Ông đặt
lên cửa sổ các tinh thể trên giấy đen có gói bản thu ảnh bên trong. Sau vài
giờ phơi nắng, Becquerel làm hiện hình tờ giấy ảnh: ông đã thấy các vết sám
lớn dần tại chỗ có các tinh thể của hợp chất.
Becquerel liền đặt các tinh thể trên một đồng tiền thì thấy hiện hình
trên giấy ảnh một vòng tròn trắng trên một nền đen. Trong thí nghiệm thứ
ba, Becquerel đặt giấy ảnh và tinh thể cách nhau bằng một miếng kính vì
ông e ngại ánh sáng mặt trời sẽ làm cho các tinh thể sinh ra các hơi và những
làn hơi này tác dụng trên mặt nhậy cảm của giấy ảnh. Trong lần này,
Becquerel đã tìm thấy kết quả như thể không có miếng kính.
Ngày 24 tháng 2 năm 1896, Becquerel tuyên bố với Hàn Lâm Viện
ông đã tìm ra một thứ tia sáng đâm thấu. Ông đặt giả thuyết rằng tia X là
một phần của bức xạ huỳnh quang. Becquerel đã nhầm lẫn, nhưng rất may
ông vẫn còn tiếp tục khảo cứu. Ba ngày sau đó, mọi vật dụng thí nghiệm đều
sẵn sàng nhưng thời tiết thay đổi, trời không có nắng nữa. Becquerel liền xếp
vào ngăn kéo nào giấy ảnh, nào các tinh thể hóa chất. Các vật dụng này cất
trong tối 5 ngày và Becquerel cho rằng chất sulfat uranium và potassium chỉ
chiếu sáng khi được kích thích bằng tia tử ngoại. Nếu vậy các giấy ảnh vẫn
còn trinh nguyên vì để trong bóng tối. Do lòng kiên nhẫn sẵn có, Becquerel
đem làm hiện hình giấy ảnh thì thấy giấy ảnh lần này lại đen sẫm hơn những
lần trước kia, điều này làm ông sửng sốt. Nếu vậy các tinh thể kia đã có thể
tự phát ra các tia bức xạ. Becquerel liền thí nghiệm lại trong phòng thật tối
và thấy rằng điều nhận xét đó đúng. Lúc này, Becquerel đã gặp khó khăn
trong việc cắt nghĩa lý do vì thế ông tiếp tục tìm kiếm câu giải đáp.
Becquerel thấy rằng những chất chứa Uranium và ngay cả các hợp
chất có Uranium mà không có tính chất huỳnh quang, đều có thể phát ra các
tia bức xạ trong khi các hợp chất khác chứa Calcium hay Kẽm chẳng hạn lại