 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
129
рентгеновских лучей способствовало исследованиям электропроводности газов и изучению катодных
лучей. Заинтересовавшись открытием Рентгена, английский физик Дж.Дж. Томсон (совместно с Э.
Резерфордом) установил, что под действием облучения рентгеновскими лучами резко возрастает
электрическая проводимость газа и это свойство сохраняется некоторое время после прекращения
облучения. Анализ подвел к выводу, что проводниками электричества в газах являются заряженные
частицы, образующиеся в результате действия рентгеновских лучей. Перед Томсоном встали вопросы:
что это за частицы, каковы их заряд и масса. Поиски ответов на эти вопросы привели Томсона к
открытию первой элементарной частицы — электрона и определению его заряда и массы.
Важнейшим достижением физики конца XIX в. было открытие радиоактивности. В 1896 г. Анри
Беккерель, исследуя загадочное почернение фотографической пластинки, оставшейся в ящике
письменного стола рядом с кристаллами сульфата урана, случайно открыл радиоактивность.
Систематическое исследование радиоактивного излучения было предпринято Э. Резерфордом, он
установил, что радиоактивные атомы испускают частицы двух типов, которые назвал альфа- и бета-
частицами. Тяжелые положительно заряженные альфа-частицы, как выяснилось, представляли собой
быстро движущиеся ядра гелия, а бета-частицы оказались летящими с большой скоростью
электронами.
Мария Склодовская-Кюри, исследуя новое явление, пришла к выводу, что в урановых рудах
присутствуют вещества, также обладающие свойством излучения, названного ею радиоактивным. В
результате упорного труда Марии и Пьеру Кюри удалось выделить из урановых руд новый элемент —
радий, который обладает радиоактивностью гораздо большей, чем уран.
Изучение радиоактивных явлений поставило перед физиками, во-первых, вопрос о природе
радиоактивного излучения и, во-вторых, задачу определения источника энергии, которую несут эти
лучи. Уже вскоре после открытия Беккереля стало ясно, что радиоактивное излучение неоднородно и
содержит три компонента, которые получили название
?
-, ?- и
?
-лучей. При этом оказалось, что
?
- и
?
-
лучи являются потоками соответственно положительно и отрицательно заряженных частиц, а
?
-лучи
представляют собой электромагнитное излучение. Но что это за энергия, находящаяся внутри атома,
которая освобождается при его распаде и выделяется вместе с излучением, было неясно, как и вообще
«механизм» самого радиоактивного распада. Первые теории, разрабатывавшиеся для решения этого
вопроса, были сугубо предварительными и неубедительными.
К великим открытиям второй половины XIX в. следует также отнести создание Периодической
системы химических элементов Д.И. Менделеевым, экспериментальное обнаружение
электромагнитных волн Г. Герцем *, открытие явления фотоэффекта, тщательно проанализированное
А.Г. Столетовым. В этом же ряду обнаружение того, что отношение заряда электрона к его массе не
является постоянной величиной, а зависит от скорости электрона.
* Это открыло дорогу изобретению русским ученым А.С. Поповым радио и созданию радиотехники.
Открытие зависимости массы электрона от скорости и объяснение этого факта наличием
электромагнитной массы вызвали вопрос, обладает ли вообще электрон массой в смысле классической
механики. Как соотносятся между собой «обычная» масса и электромагнитная? Сама возможность
ответа на этот вопрос была проблематичной, поскольку не был известен эксперимент, с помощью
которого можно отделить обычную массу от электромагнитной. Возникла гипотеза, что электрон
вообще имеет только электромагнитную массу, а обычной массой не обладает. Развитие этой гипотезы
подводило к выводу, что вообще всякая масса (а значит материя) носит электромагнитную природу.
Такой вывод о чисто электромагнитной природе массы революционным образом изменял взгляды
физиков.
8.1.6. Кризис в физике на рубеже веков
С XVII в. в физике и механистической философии массу понимали , как количество материи в теле
и рассматривали как основной признак материальности. Открытие зависимости массы электрона от
его скорости, гипотеза о чисто электромагнитной природе массы как будто лишали тела
материальности. Возник вопрос об исчезновении массы и материи вообще, поскольку масса
понималась как основной признак материальности тела. Некоторые физики и философы высказывали
мнение о том, что «материя исчезла», что само развитие науки заставляет отказаться от признания
существования материи и справедливости общих важнейших физических законов (закона сохранения