贝克勒尔对放射性的发现及研究
尹晓冬教授
第19届全国物理学史学术年会将于2017年5月13日、14日在太原召开，我们预祝大会成功！本期微信特别推出《物理与工程》2013年第6期由首都师范大学物理系尹晓冬教授等撰写的物理学史文章，欢迎浏览和投稿。我们的投审稿采编平台地址是：http://gkwl.cbpt.cnki.net。
110年前，安东尼·亨利·贝克勒尔（Antoine-Henri Becquerel,1852—1908）“由于发现自发放射性所做出的特殊贡献”和居里夫妇(Curie Pierre，1859—1906，Curie Marie，1867—1934)，“由于共同研究贝克勒尔教授发现的放射性现象所做出的特殊贡献”分享了诺贝尔物理学奖[1].居里夫妇富于传奇色彩的经历广为人知，本文在这里主要关注贝克勒尔的贡献.
贝克勒尔1852年12月15日生于巴黎，他的父亲埃德蒙·贝克勒尔（Alexandre-Edmond Becquerel，1820—1891)和他的祖父西泽·贝克勒尔（Antonie-Cesar Becquerel, 1788—1878)都是著名的有创新贡献的物理学家，均为法国科学院的成员，在巴黎皇家自然历史博物馆任过物理学教授[2].
贝克勒尔于1872年进入巴黎多科综艺学校（Ecole Polytechnique），两年后成为桥梁道路学院的学生.1877年贝克勒尔作为工程师进入桥梁和道路管理部门，1894年任总工程师.1872年他进入巴黎多科综艺学校，两年后又担任了自然历史博物馆助理馆员.1888年在巴黎大学获博士学位[3].1889年，被选为法国科学院院士，并继拜特洛（Berthelot）担任科学院的终身秘书，1892年任巴黎博物院自然历史部应用物理学教授，1895年成为多科综艺学校教授，1908年他被选为法国科学院主席和常务秘书.他是林赛科学院院士（Accademia dei Lincei）和柏林皇家科学院院士（Royal Academy of Berlin）.1900年被任命为荣誉军团的军官（Officer of the Legion of Honour）.
贝克勒尔与一位土木工程师的女儿结婚，育有一子简（Jean Becquerel），后来也成为一名物理学家.贝克勒尔喜欢运动，尤其喜欢爬山和游泳.1908年8月25日，在法国的西海岸勒克罗依西克（Le Croisic）休假时，因心脏病发作逝世[4].
1 对放射性的发现
1.1 X射线发现的影响
1895年11月8日，伦琴（
1896年1月20日，在法国科学院的会议上，著名物理学家庞加莱（Poincaré H，1854—1912）带来了伦琴的论文，并展示了X射线的照片.当时贝克勒尔也出席会议，并对这些照片发生兴趣，提出这些穿透性射线如何产生，庞加莱说X射线是由一束阴极射线打在放电管玻璃壁上，那里显示出荧光亮斑，X射线是由打在上面的阴极射线引起的[7].这个说明是正确的，但贝克勒尔错误地解释了它，认为荧光是射线的起因，因此发出荧光的物质可能会是X射线的天然来源.在1896年1月30日出版的大众科学杂志（Revue Generale des Sciences）上，庞加莱提出“无论用什么方法产生强荧光的物体，除了发射光线之外，是否发射伦琴的X射线？”[8]由此，贝克勒尔推测X射线与荧光或磷光是由相同的原子振动产生的，认为磷光可能会伴随着X射线同时发生.这里说的荧光，就是把吸收的辐射能再以辐射能的形式发射出去，其波长一般与吸收的波长相同或更长些，撤掉激发辐射时荧光会立刻停止；而磷光是在撤去激发辐射后从约0.001秒到几秒内，能以比所吸收的波长较长而重新发射出的辐射.
贝克勒尔后来回忆说： “在伦琴实验和克鲁科斯管磷光壁发出的射线奇异性质的消息到达巴黎的当天，我就想到进行研究，看一看是否所有的磷光物质都发射类似的射线.”[1]贝克勒尔敏锐地觉察到这是一个前景看好的题目，于是从第二天就开始进行研究[9].
他先将萤石等磷光物质封在一个放电管内，在不会产生X射线的电压下工作，在管子外面放一块用黑纸包着的底版，实验进行了大约1小时，没有任何效果.他还用电火花激发萤石和闪锌矿，实验持续了几个小时，显影后仍没有什么效果.他从以前的研究中知道，在磷光下曝光1小时，显影后的效果依旧很弱，因此他认为可能是激发时间还不够长.
1.2 选用铀盐
在1896年2月17日法国科学院会议上，莱温洛斯基（Gaston Henri Niewenglowski）介绍了用阳光照射硫化钙的实验.他将盛着硫化钙的载玻片放在黑纸包着的底版上，在阳光下曝光4、5个小时.底版显影后，他发现只有对着硫化钙的部分变黑了（但是这个结果后来没有能经受住更严格的检验）.受其启发，贝克勒尔也决定用阳光照射闪锌矿、萤石等不同的磷光材料，但都没有得到正面的结果.贝克勒尔没有发表这些不成功的实验[10].
贝克勒尔的多种磷光材料中，有些遇到潮湿空气会停止发磷光.在选用的材料中，他选择使用铀盐具有转折性的意义.铀是1789年检验沥青铀矿时发现的，1841年才成功地分离出了这种金属.1869年门捷列夫排列周期表时发现铀是最重的元素.当时它的化合物用作照相中的调色剂、皮革和羊毛的染料和媒染剂，最大用处是制造陶瓷彩色釉料和彩色玻璃.
贝克勒尔家族对此有研究的优势，他的父亲以对磷光光谱的精辟研究而闻名，证明了铀盐系列能发出特别明亮的磷光，且它们的光谱很有趣[11].他的实验室保存着大量的磷光材料，特别是铀的化合物.
贝克勒尔有一些硫酸铀酰钾复盐晶体［K(UO)SO4+H2O］，是大约15年前制备的，它们在空气中不会起变化，适合用于实验.1896年2月，贝克勒尔开始用它做实验[12].
1896年2月24日，贝克勒尔在题为“关于磷光发射的辐射”的论文中说： “利用我手头的透明薄壳状的硫酸铀酰钾复盐晶体，进行了下列实验： ……把一片磷光材料放在包着底版的纸包上，在阳光下曝光几个小时；显影后发现底版上出现了磷光物质黑暗的轮廓.如果在磷光物质和纸包之间放一枚硬币或一块有通孔的金属，可在负片上看到这些物体的影像[13].”曝光在自然历史博物馆二楼窗台上进行[14].他注意到，发射的辐射不仅能穿透黑纸，还会穿透一些金属，因而他误以为太阳光照射铀盐产生了X射线.
1.3 “未曝光”的底版
1896年2月26、27日，贝克勒尔将一些铀盐晶体和底版暗盒分别组合好，打算用相同的晶体和底版，重复他的实验，进一步探索实验规律.然而接下来的几天，阳光断断续续地出现，只能在漫射的阳光下短时间曝光，就“停止了已准备好的实验”，将底版暗盒和铀盐片一起放回黑暗的抽屉里，等待阳光重新出现.然而，在后来的几天太阳仍未露面. 为了能在第二天科学院的会议上报告他的新进展，至少可以对影像黑度与磷光持续强度间的关系发表研究结果，1896年3月1日，贝克勒尔来到实验室重新做实验，由于希望在下一步实验中得到高质量的影像，不出现任何实验条件不确定的疑问，决定换用新底版[15].为了看看漫射光产生的影像，贝克勒尔将原来装在暗盒里的底版显影，他本来“预计得到很弱的影像.”[4]结果令他大吃一惊，显影后的底版“不是如他期待的那样是空白的，相反的这张底版很黑，与铀盐在阳光下曝过光的一样…….”[16]贝克勒尔敏锐地意识到，感光一定是在黑暗中发生的，于是马上安排了新实验： 将底版和铀盐薄片放在一起，中间用薄玻璃片隔开，另将铝片做的暗盒装上底版，暗盒上面放上铀盐，将它们分别装进不透光的硬纸盒内，再把硬纸盒放入黑暗的抽屉中.五个小时后将底版显影，都清楚地显示出黑色的铀盐晶片形状；薄玻璃片的作用不明显，而铝片使曝光作用减弱了一些，但仍然很清晰，证明感光的确可以在黑暗中进行.
贝克勒尔这样解释： “注意到这一现象看来不应归于磷光中的发光辐射是很重要的，因为在0.01s末，这些辐射（磷光）已经变到弱得令人难以觉察.很自然地想到的一个假定是，这些辐射与勒纳德（Lenard P, 1862—1947）和伦琴研究的辐射所产生的效果有很强的相似性，可能是磷光发出的不可见辐射，它的持续时间与这些物质发出的发光辐射相比可能是无限长的.”[13]贝克勒尔认为，在强光照射下磷光物质才能发出磷光，停止照射后，发射的可见磷光只能持续很短时间，而磷光中可能还有不可见的辐射，这种辐射要比可见辐射持续时间长得多，他认为正是这种不可见辐射，使得底版感光了.
在他当年3月1日显影的几张照片中，有一张在铀盐片和底版之间放入了一个用厚约0.10mm的铜片剪成的“十”字形屏，在影像中可以看到更透明一些的这一“十”字的轮廓，其上的阴影证明了辐射穿过了铜片但有一定的吸收.
为了检验这些磷光材料，3月3日下午4点他将这些物质“放在照相底版上，此前将它们在漫射光下曝过光，后来将它们保存在黑暗中.在3月5日下午4:30将这些底版显影，经过48小时，不同铀盐的活跃性大体上相同，六方晶闪锌矿（硫化锌）完全没有显示出这种活跃性.”[17]他在检验能量的衰减情况时，先将铀盐材料与底版放在一起经过48小时，紧接着换一块底版经过45小时，第三次换上底版42.5小时再分别显影，后两次与第一次得到的影像黑暗程度相差无几[8].这样“不可见的磷光辐射”总共持续了6天，强度没有明显变化，贝克勒尔3月9日在科学院会议上报告了上述实验结果.
1.4 铀辐射线的发射特点和性质
1.4.1 使用验电器的测量
贝克勒尔在1896年3月9日的报告中，还描述了这种辐射使带电的验电器放电的实验[18].利用一个验电器，他可以确定射线是否出现，以及是否穿透了一种物质.在实验中用显微镜测量，发现当验电器金箔间张角不超过30°时，张角的变化与时间成正比，用每秒钟两金箔互相趋近的度数（实际上用角秒/秒钟为单位），可以表示辐射的相对强度.他在3月23日的论文中说，将“一片硫酸铀酰钾复盐放在金箔下方，结果验电器的电荷以22.50″/s的速度消散.在两者之间插入石英板后速度将减至5.43″/s.两个数值之比为4.15.”[13]他还将他的射线和X射线做了比较，发现X射线使带电体放电的能力要强很多，插入同一石英板后，减弱15.7倍.与照相法相比，放电法更适于对射线的强度进行定量测量.贝克勒尔在笔记本上画满了验电器的草图，一年中几乎每一天都在改进它[19].这一年，贝克勒尔同时用照相法和电学法进行了测试.但是第二年，他几乎只用验电器测量.
贝克勒尔用验电器测量了不同物质对其射线的吸收.他将一个盛有铀化合物的容器放在验电器金箔下，在容器上方装上一片要测试的物质，发现一片厚度为0.10mm的铝片，会使放电速率减小到没有铝片时的0.26″/s；而0.09mm厚的铜片和0.035mm厚的铂片，放电速率分别减少到0.32″/s和0.27″/s.如果射线是完全均匀的，对于同时插入铝片和铜片的因子应当是0.26×0.32，即0.083.而实际测出值为0.21，贝克勒尔得出结论，这种射线是不均匀的[20] .他清楚地说明了与X射线相比，铀射线能穿透更多的物质，特别是金属，他还将X射线与铀射线照射金属箔所得影像作了对比.
1.4.2 比较铀盐和铀金属发出的射线
当时已知硝酸铀在溶液中和溶化在结晶水中时都不发射磷光和荧光，为了检验铀盐晶体的不可见射线是否与光的激发有关，贝克勒尔将硝酸铀放在用薄玻璃片密封着的小管子中，在黑暗中加热令其溶化后，然后使之在黑暗中冷却重新结晶，再放在黑纸包着的底版上，操作过程始终不让铀盐晶体受到光照，本以为这样不会使底版变黑，但显影后发现与强光照射过的这种盐的影像同样黑.这说明没有光的激发，同样可以产生铀辐射.他还证明了根本不发射磷光的四价铀盐和铀盐溶液都能发出铀射线[13] .
他在1896年5月18日的题为“金属铀发射的新辐射”的论文中说： “我研究过的所有铀盐，不管是磷光的或者是与磷光无关的，晶体的、熔化的或者是在溶液中的，已经得出可以比较的结果.这使我想到了这一效应是由于在这些盐中元素铀的出现，这种金属比起它的化合物有更强的效应.几周前，用已经在我的实验室放置很久的铀粉末的实验肯定了这一预言；其照相效果比起一种铀盐，特别是硫酸铀酰钾复盐产生的影像显著地增强了.”[13] 他将相同大小和形状的铀金属和硫酸铀酰钾复盐依次放在验电器附近的相同位置，当金箔初始张角同为10°时，用金属铀时金箔的趋近速度为78.75（单位为角秒/秒钟），而用硫酸铀酰钾复盐时为21.53，两者之比为3.65，可见金属铀比铀盐发射的不可见辐射强度要高.他还进一步说明铀化合物发出的不可见辐射强度与铀在该化合物中的重量成正比.
1.4.3 对铀辐射持续时间以及与温度关系的研究
但是铀及其化合物不可见辐射的持续性使贝克勒尔困惑不解，最初他发现不可见辐射持续几天不会减弱.他做成了带有一块硫酸铀酰钾复盐且易于更换底版的装置，可以随时更换底版.利用这一装置，他发现不可见射线的强度先是连续6天，然后是连续15天、2个月、8个月，最后是连续3年不减弱.最后这个数字是在1899年3月27日报导的[20] .
他估计铀化合物的放射性会随温度而改变.经过细心的实验，贝克勒尔在1897年得到了从-20℃到100℃[21] ，1901年7月又在液态空气温度下，证明了射线强度与铀化合物温度无关[7] .他用静电计测量，“发现在液态空气的温度下，铀辐射的强度穿透0.1mm厚的铝片后，实际上保持与常温下相同的强度，或者减少不超过这个值的0.01，这个差异可以归结于实验误差.”
1.4.4 对铀辐射线反射、折射、偏振的研究
贝克勒尔1896年3月9日的报告中，指出了他发现的这种射线能够发生反射和折射.他通过实验研究了反射、折射和偏振情况： 用一根玻璃管，在其一端盖上一块玻璃做成一个容器，要实验的物质放在管中.然后，用石蜡将第二片盖玻璃粘在管子的另一端.将管子立在2mm厚的铝板上，下面放上用黑纸包着的底版.铀盐装在管子里，底版上得到一片黑斑，外面包围着一个较黑的圆环.圆环出现在管子的玻璃壁下面，环外显示出白的环带.贝克勒尔将此视为玻璃和空气界面不可见射线的全反射.他想到，如果这种射线能够发生全反射，或许它们同样会发生双折射.他发现正交的电气石比平行的电气石对他的射线有更多的吸收.然而3年后，当他重复反射、折射和偏振的实验时，发现“折射射线”是来自玻璃管壁的二次发射，它们的“偏振”完全是假像；他未能重复以前这些结果.
5月18日，贝克勒尔宣布，无论是纯铀金属还是它的化合物，都是穿透性射线的发射源.他认定了新射线是从元素铀中发射的，但未明确它是原子作用的结果.通常认为至此放射性发现已经完成.这年11月他发表了“论铀辐射的各种性质”，第一次引入了“铀辐射”的概念，提出了铀射线的名称.
2 进一步的研究
由于X射线比铀辐射线产生的医学影像清晰得多，且拍摄所需时间短，因而19世纪末，很少有科学家认识到研究放射性的意义.即使这一现象的发现者贝克勒尔，在发表了7篇论文后，似乎也已经做了全部工作，第二年只发表了两篇，第三年一篇也没有[22] .直到1898年居里夫妇开始研究铀射线，测量辐射强度，新的放射性物质钋、钍和镭相继发现，居里夫人将这种现象命名为“放射性”，才引起了广泛的重视.不久卢瑟福（Rutherford E, 1871—1937）从这种新射线中分离出α、β和γ射线，1902年卢瑟福和索迪（Soddy F, 1877—1956）将放射性解释为元素的自发衰变.
玛丽·居里的工作，引起了贝克勒尔的关注，他重新回到了放射性研究中，也将居里夫妇带到了自己熟悉的领域.他将居里夫妇的论文提交给科学院，而他们又为他提供了镭样品.“它的放射性是铀的70000倍，用它可以进行用铀不能做的实验”.他发现在辐射中有一种成份可以被一片纸所吸收（即α射线），还有一种穿透性更强些的成分（即β射线）.这个时期他借助已有的基础和经验，做了多方面的研究，比较重要的有3个方面.
2.1 β射线在磁场中的偏转
1899年秋，德国化学家盖斯勒（Giesel F O, 1852—1927）成功地观察到使钋和镭射线通过磁场时的偏转[19] .贝克勒尔在不知道他人实验的情况下，用照相法进行了这一实验.他使黑纸包着的底版平行于磁场方向，水平地放在相距45mm的两磁极之间，与两磁极等间距.放射性材料放在底版上，电磁铁励磁后，经几分钟曝光后将底板显影，可以看到放射源周围有很强的影像，分布却不均匀，在对着辐射源位置的旁边出现了由于磁场作用使辐射产生偏转的强影像，而且只偏向一边[19] .
1900年3月26日，贝克勒尔利用在电场和磁场中偏转的方法，发现“……镭辐射在电场中发生了抛物线形的偏转，……看来是带负电的粒子流.由静电场和磁场偏转的比较能够确定，像J.J.汤姆孙的阴极射线一样，是有一定速度的粒子.”[23] 他测出β射线粒子荷质比约为1.11×1011C/kg（现在的公认值为1.758820150×1011C/kg），速度约为1.6×108m/s[23] .1897年，J.J.汤姆孙已经测出了阴极射线电子的荷质比约为1×1011C/kg，速度平均值为3×107m/s. 显然汤姆孙和贝克勒尔的数据都有较大的实验误差，但可以认为β射线与阴极射线的粒子荷质比是相同的，只是它的速度比阴极射线粒子要高得多.
2.2 发现“诱导放射性”
1900年克鲁科斯成功地用简单的化学操作，获得了用照相法探测无放射性的铀，而全部的放射性集中在了一小部分沉淀上[2] .同一年贝克勒尔将氯化钡加入铀盐溶液中，出现带有强烈放射性的硫酸钡沉淀；与此同时，从滤出液中提取出的铀盐放射性变得很弱.经过18次的连续操作，他获得了放射性很低的铀盐.他将这种放射性的“转移”称为“诱导放射性”.他用静电计和薄玻璃片覆盖着的底版测量了放射性.贝克勒尔注意到“对照相法的作用看来比对静电计的作用减小得快得多.”
贝克勒尔将他得到的铀盐和钡盐沉淀分别放置，过了一年半又重新检验，既用静电计，也用通过一窄条薄玻璃使底版进行感光的方法，发现以前放射性很强的钡沉淀已经完全失去了它的放射性，以前放射性很弱的铀盐完全恢复了通常铀固有的放射性[7] .贝克勒尔发现的这一奇怪的事实，进一步激发了人们对放射性衰变规律的研究和探索.
2.3 发现放射性对人体的伤害
在X射线发现后一年内，人们观察到了它对皮肤的伤害作用.也许是因为直到1900年绝大多数放射源的放射性很低，还没有观察到“铀射线”的这种效应.1901年，贝克勒尔用自己的身体作了实验.4月3~4日他在马甲口袋中，装入密封在小玻璃瓶中的几分克氯化镭样品，随身携带了6个小时.10天后他观察到那片皮肤上出现红斑，后来出现了脱皮和溃烂.他又用5mm厚的铅管装上镭样品，带了几个小时后没有观察到什么反应；而携带40个小时，就出现了色素沉积[21] .
3 贝克勒尔留给后人的精神财富
3.1 紧紧抓住难得机遇，充分利用有利条件
科学史上常把弗莱明（Fleming A, 1881—1955）发现青霉素和贝克勒尔发现放射性作为抓住机遇的两个最典型的事例.的确，在发现放射性的过程中，贝克勒尔紧紧抓住了难得的机遇，并且充分利用了有利条件.
正如法国著名微生物学家巴斯德（Pasteur L, 1822—1895）所说： “机遇只偏爱那些有准备的头脑.”贝克勒尔一是抓住了X射线刚刚发现的时机，不可见的穿透性射线引起人们注意，用底版感光成为探测这种射线切实可行的方法；二是抓住了对X射线和荧光、磷光关系错误认识的时机.X射线发现的初期，物理学家们还没有认清其本质和产生机制，只是由表面现象错误地判定它与玻璃管壁上的荧光有关.贝克勒尔检验了多种荧光和磷光物质，发现一些铀盐具有使包着黑纸的底版感光的性质.而此后不久，就发现了阴极射线打在金属靶上发射X射线的效率更高，其发射与荧光毫无关系.如果这时候再开始研究，可能不会从荧光和磷光材料入手了；三是抓住了意外发现的机遇，1896年2月底，因天气原因不能按计划在日光下曝光，他将准备好的组合装置放进黑暗的橱柜抽屉里，显然是带有偶然的，因为他的实验不需要严格遮光.如果没有将这些物品放入黑暗的抽屉，他可能会以为“不可见磷光”完全是由漫射的阳光激发出来的，而不会很快想到铀盐在黑暗中也会使底版感光.将未在强烈日光下曝过光的铀盐下的底版显影，同样带有偶然性.因为即使他想排除掉前几天实验条件不确定因素的影响，完全可以只换一块新的底版，废弃旧的底版就行了，换下来的底版不需要显影.偶然性的事件带来了意外发现的机遇，贝克勒尔马上想到，这与预想的情况不同，一定是预先的假定有问题.他当机立断，马上将铀盐和黑纸包着的底版组合好，在完全黑暗的条件下放置几个小时再显影，发现底版的黑度与在阳光下曝过光的情况相差不多，很快证明了在阳光下曝光是不必要的.
他还有得天独厚的优越条件： 他对荧光和磷光有多年研究的积累，对很多磷光材料的性质了如指掌,这既与从他父亲那里接受的训练、也与他自己的研究有关，他从1883年开始研究磷光，到1896年已发表20篇相关论文[11] .他之所以选择了铀盐，是因为“铀盐在它们的吸收光谱和磷光光谱中有一系列显著的谐振带光学结构”[10] .贝克勒尔从父亲那里继承了教授职位，接管了父亲的实验室，包括全部照相装置和一些磷光材料.当时照相技术已经比较成熟，贝克勒尔有了质量较好的、乳胶涂布均匀的干式底版，对于暗室技术也很熟练.他充分利用了这些有利条件，作出了重要的发现.
1858年，尼普斯（Niepce de S V, 1805—1870）在铀盐中浸泡纸片后，发现这种材料发射出使照相材料感光的射线.但是显然他没有使它们通过不透明物体.这样，尽管他是比贝克勒尔早了将近40年的“先驱”，但他既没有进一步探索，也没有理解他的发现.
3.2 坚持不懈开展研究，严谨缜密进行实验
发现放射性，不仅只靠意外发现，更要靠一系列系统的、严密的研究.贝克勒尔遇到困难时不气馁，起初用了闪锌矿、萤石等材料没有成功，就改用其他材料；曝光时天气不好就耐心等待，星期天跑到实验室去“加班”；他为自己的研究订出目标，力争在每星期一举行的科学院会议上报告研究进展；在得到意外成功时，他没有沉醉在胜利的喜悦中，而是坚持跟踪目标，扩大战果.他不断给自己提出问题，回答这些问题的过程就使得研究不断深入.在研究铀辐射线强度与温度关系时，1897年受条件限制只能从-20℃作到100℃，4年后实验条件好了，他又拓展到液态空气温度.
他对自己的实验都要反复核实，多次重复，周密考虑，尽可能排除各种假像的影响.开始时，为了证明黑纸对可见光的阻挡作用，他用两层黑纸包上底版，放在阳光下曝晒一整天，显影后不出现灰雾，才放心大胆地进行实验；为了排除阳光可能使磷光材料变热，产生蒸汽透过黑纸影响底版的可能性，在铀盐和包底版的黑纸间放上一块薄玻璃片；为了确定完全没有被光激发过的铀盐同样能产生不可见射线，他将密封在玻璃管中的硝酸铀晶体加热溶化，加热过程中连酒精灯的火焰都要完全遮住，结晶过程中同样保持环境黑暗[14] .将准备抛弃的底版进行显影，发现了“诱导放射性”18个月后又重新检验这些样品的放射性,也足以说明他的严谨缜密.坚持不懈、严谨缜密的作风是贝克勒尔成功的一个重要因素.
3.3 突破藩篱，敢于假设
贝克勒尔开始对放射性进行研究时，受到了阴极射线打在玻璃管壁上产生荧光的启发，先用一些荧光和磷光材料做实验，没有成功；后来改用铀盐，得到了不可见的穿透性射线；这关键的一步是在荧光假设的基础上实现的，没有这个假设，贝克勒尔当时就不可能想到由此入手.后来发现即使不在日光下曝光，铀盐同样可以使底版感光；接着又发现所有含铀化合物和铀金属都有这种性质，显然荧光假设已经不适用了，但他仍然推测这“可能是磷光发出的不可见辐射，它的持续时间与这些物质发出的发光辐射相比可能是无限长的.”他的成功，始于“荧光假定”.
当实验已经证明铀的辐射线与荧光和磷光毫无关系时，他没有跳出磷光假定的圈子，这样就使他的研究受到了限制.荧光假设对于放射性现象本来就是错误的，受到启发有其偶然性，受到限制是必然的.作为一位更擅长于实验而不是理论的物理学家，做出这样的发现已经非常了不起了，更何况当放射性研究出现新进展后，他又奋起直追，继续在这一领域做出了新的贡献.
3.4 勇于探索未知领域，富有自我牺牲精神
铀的放射性发现以后，由于它衰变的半衰期长，研究者们与之接触时间不长，对人体的伤害还不显著.而镭的放射性要强得多，在明明知道它可能会对人体造成伤害的情况下，贝克勒尔随身携带了装有氯化镭的小玻璃瓶进行试验，实际上是很危险的.因为人类对它伤害身体的机制还一无所知，更谈不上治疗的可靠手段，甚至完全有可能是无法治愈的.然而，不入虎穴，焉得虎子，不进行试验，就不能了解其危害.正是由于贝克勒尔的“烧伤”，引起了科学家们对放射性防护的重视，也引起了医学工作者将放射性用于特殊疾病治疗的兴趣和研究.贝克勒尔这种自我牺牲精神是令人钦佩的.
贝克勒尔对放射性的发现，为物理学和人类的发展做出了卓越的贡献.他的工作奠定了核物理学的基础，为现代物理学的发展，为人类认识物质的微观世界和天体结构开辟了广阔的道路，在此基础上，也推动了核医学的发展.1975年举行的第十五届国际计量大会决定，以贝克勒尔的名字作为放射性活度的SI单位，符号为Bq，以纪念他对放射性研究的贡献.
参考文献
［1］Nobel Foundation. Nobel lectures, Physics,1901-1921［M］. Amsterdam: Elsevier Publishing, Co., 1967: 48-72.
［2］Gillispie C C: Dictionary of scientific biography［M］, Vol.1, New York: Charles Scribner's Sons，1975: 558-561.
［3］Magill F N. The Nobel prize winners, Physics; Vol.1［M］.Pasadena: Salem Press. 1989: 5463.
［4］Boorse H A， Motz L. The world of the atom［M］. New York: Basic Books, Inc. Publishers， 1966: 402407.
［5］Watson E C. The discovery of Xrays［J］. Am. J. Phys. 1945, 13(5): 281291.
［6］Gillispie C C: Dictionary of scientific biography［M］, Vol.11, New York: Charles Scribner's Sons， 1975: 529531.
［7］Chalmers T W， Mech. E M I, A short history of radio-activity［M］. London: The offices of “The Engineer”, 1951: 16-30, 42-64.
［8］Kipnis N S. The window of opportunity: Logic and chance in Becquerel's discovery of radioactivity［J］. Phys. Perspect. 2000, 2(1):63-99.
［9］Segre E. From X-rays to quarks: Modern physicists and their discovery［M］. Berkeley: University of California，1976: 26-29.
［10］Martins R D A. Becquerel and the choice of uranium compounds［J］. Arch. Hist. Exact. Sci., 1997, 51(1): 67-81.
［11］Badash L. “Chance favors the prepared mind”: Henri Becquerel and the discovery of radioactivity［J］. Archives interationales dhistoire des sciences,1965, 18(70-71): 55-66.
［12］Lodger O. The discovery of radioactivity, and its influence on the course of physical Science［M］. Memorial Lectures delivered before the Chemical Society, London: Chemical Society, 1914:2005-2042.
［13］Romer A. The discovery of radioactivity and transmutation［M］. New York: Dover Publications Inc., 1964: 7-21.
［14］Badash L. The discovery of radioactivity［J］. Phys. Today. 1996, 49(2):21-26.
［15］Badash L. Becquerels photographic plates［J］. Isis. 1966, 57(2):267-269.
［16］Dardo M. Nobel Laureates and twentieth century physics［M］. Cambridge: Cambridge University Press, 2004: 41-43.
［17］Milorad Mladjenovic： The history of early nuclear physics (1896-1931)［M］. Singapore: World Scientific, 1992: 1-14.
［18］Strutt R J. The Becquerel rays and the properties of radium［M］. London: Arnold, 1904: 25-35.
［19］Daston L, Lunbeck E. Histories of scientific observation ［M］. Chicago: The University of Chicago Press, 2011: 349-368.
［20］Jauncey G E M. The early years of radioactivity［J］. Am. J. Phys. 1946, 14(4): 226-241.
［21］Dutreix J, Dutreix A. Henri Becquerel(1852-1908)［J］. Medical Physics. 1995, 22(11): 1869-1875.
［22］Badash L. Radioactivity before the Curies［J］. Am. J. Phys. 1965, 33(2):128-135.
［23］L'Annunziata M F: Radioactivity—Introduction and history ［M］. Amsterdam: Elsevier, 2007: 50-52.
引文格式: 尹晓冬,金亮,刘战存. 贝克勒尔对放射性的发现及研究[J]. 物理与工程,2013,(06):38-44.
更多精彩文章请点击下面“蓝字”标题查看：
《物理与工程》期刊是专注于物理教育教学研究的学术期刊，是中国科技核心期刊，1981年创刊，欢迎踊跃投稿，期刊投审稿采编平台：http://gkwl.cbpt.cnki.net