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《孩子一定要知道的50个世界科学奇迹》 物理学类发现 免费试读

　　　　32. 杠杆原理

　　

奇迹概览

　　杠杆原理也被称为“杠杆平衡条件”，即两个重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。物理学中把在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫做杠杆，转动的固定点叫做支点，推动杠杆运动的力叫做施力（F1），阻碍杠杆运动的力叫做抗力（F2）。支点到施力的作用线之间的距离叫做施力臂（L1），支点到抗力的作用线之间的距离叫做抗力臂（L2）。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力的大小跟它们的力臂成反比，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用代数式表示为F1×L1＝F2×L2。从上式可看出，要想使杠杆达到平衡，那么，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　1．杠杆原理的提出者是谁？是在什么时间提出来的？

　　在总结了关于埃及人用杠杆来抬起重物的经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的“重心”并提出了“杠杆原理”。

　　阿基米德（前287—前212），古希腊哲学家、数学家、物理学家。他出生于西西里岛的叙拉古（今意大利锡拉库萨）。他的家庭与叙拉古的赫农王有亲戚关系，家庭十分富有。他的父亲是天文学家兼数学家，学识渊博，为人谦逊。他11岁时，借助与王室的关系，被送到古希腊文化中心亚历山大里亚城学习。他在学习期间对数学、力学和天文学有浓厚的兴趣。在学习天文学时，他发明了用水利推动的星球仪，并用它模拟太阳、行星和月亮的运行及表演日食和月食现象。为解决用尼罗河水灌溉土地的难题，他还发明了圆筒状的螺旋扬水机，后人称它为“阿基米德螺旋”扬水机。

　　公元前240年，阿基米德回到叙拉古，当了赫农王的顾问，帮助国王解决生产实践、军事技术和日常生活中的各种科学技术问题。公元前212年，古罗马军队攻陷叙拉古，正在聚精会神研究科学问题的阿基米德，不幸被蛮横的罗马士兵杀死，终年75岁。阿基米德的遗体葬在西西里岛，墓碑上刻着一个圆柱内切球的图形，以纪念他在数学和力学上的卓越贡献，他被后人称为“力学之父”。

　　　2．杠杆有几种类型？在生活中分别有哪些实例？

　　第一类：支点在施力点和抗力点的中间，既可以是省力杠杆的，也可以是费力杠杆，主要由支点的位置决定，或者说由臂的长度决定。例如：跷跷板、剪刀、船桨、塔吊等。

　　第二类：抗力点在施力点和支点中间，由于施力臂总是长于抗力臂，所以它是省力杠杆。例如：坚果夹子、门、订书机、跳水板、扳手、开瓶器等。

　　第三类：施力点在支点和抗力点之间，由于施力臂总是比抗力臂短，所以是费力杠杆，但是能够节省距离。例如：镊子、鱼竿、皮划艇的桨、下颚、锹、扫帚、球棍等以一手为支点，一手为动力的器械。

　　

走近奇迹

　　公元前3世纪时期，人们在工程和日常生活中，经常使用一些简单的机械，如：螺丝、滑车、杠杆、齿轮等工具。而正在亚历山大里亚城求学的阿基米德，特别观察了埃及农民提水用的吊杆和奴隶们撬石头用的撬棍。他发现人们劳动时可以借助一种杠杆来达到省力的目的，而且发现，手握的地方到支点的这一段距离越长，就越省力气。由此他提出了这样一个定理：力臂和力（重量）的关系成反比例，这就是杠杆的基本原理。

　　后来，阿基米德把自己发现的杠杆原理写入一本叫《论平面图形的平衡》的书中。他首先把杠杆在实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”，然后从公理出发，运用几何学，再通过严密的逻辑论证，从而得出了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比”。阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进行了一系列的发明创造。

　　一次，国王替埃及托勒密王造了一艘船，因为太大太重，船无法放进海里。于是，阿基米德利用杠杆原理，巧妙地组合各种机械，造出一架机具。在一切准备妥当后，他将牵引机具的绳子交给国王，国王轻轻一拉，大船果然移动下水。国王不得不为阿基米德的才能所折服。

　　据说，在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中，阿基米德利用杠杆原理制造了远近距离的投石器，这种投石器可以射出各种飞弹和巨石攻击敌人，因为阿基米德的创造，罗马人曾被阻于叙拉古城外达3年之久。

　　因此，阿基米德说的一句“假如给我一个支点，我就能撬动地球”，就是对杠杆原理的最巧妙的论述。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　3．阿基米德提出的“不证自明的公理”是什么？?

　　（1）在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量，它们将平衡；

（2）在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量，重的一端将下倾；（3）在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量，距离远的一端将下倾；（4）一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置保持不变。相反，几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替；

（5）相似图形的重心以相似的方式分布。

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【人体内的杠杆】

　　人体中有许许多多的杠杆在起作用。其中，大部分为费力杠杆，也有小部分是等臂和省力杠杆。

　　点头或抬头是靠杠杆的作用，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉的收缩或拉长形成低头或仰头，低头比仰头要省力。

　　举起重物是靠杠杆作用，肘关节是支点，支点左右都有肌肉，举起一份的重量，肌肉要花费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省一定距离。

　　如果你弯一下腰，肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆。所以，人在弯腰提起重物时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一些，以避免肌肉被拉伤。

　　

知识百科

【杠杆原理在中国的记载】

　　在我国历史上很早就有了关于杠杆的记载。战国时代的墨家学派曾经总结过这方面的规律，在《墨经》中就有2条专门记载杠杆原理的文字。其中，全面地论述了杠杆的平衡说，里面有等臂的，有不等臂的；有改变两端重量使它偏动的，也有改变两臂长度使它偏动的。这样的记载，在世界物理学史上也是非常有价值的。在墨子时代，中国已经开始大量使用天平与砝码。安徽寿县就曾出土2件公元前4世纪楚国的“王”铜杆秤。根据对《墨经》的分析以及出土实物的验证，墨家学派掌握的杠杆定律比阿基米德早了约200年。

33．浮力定律

奇迹概览

　　浮力定律是指，浸在流体里的物体受到向上的浮力，其大小等于物体排开的流体所受到的重力。浮力定律不仅对于人们的生活十分重要，甚至在航海领域它也同样发挥着重要的作用。同时，它还为密度等重要物理概念的发展提供了条件和基础。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　1．浮力在我们的日常生活中十分常见，那么什么是浮力？它又是如何产生的呢？

　　　浮力就是液体和气体对浸在其中的物体，产生的一个竖直向上的托力。浮力的方向是竖直向上的。

　　　浮力产生的原因是，物体在液体或气体中上下表面所受压强（物体单位面积上受到的压力的大小）不同所造成的。我们都知道，在液体或气体中，流体对浸在它其中的物体，有着朝向各个方向的压力（垂直作用在物体表面上的力），而随着深度的增加压强也随之增大。所以，在物体上下两面的受力面积相同的情况下，下表面的压力比上表面的压力要大，这两个力量的合力方向向上，就产生了浮力。

　　　

走近奇迹

　　古代的劳动人民，从很早时候起就对浮力有了深入的观察，并从中受到启发，开始应用浮力来解决生产和生活中的一些问题。

　　单就我国来说，早在殷商之前，人们就由漂在水上的树叶、木头联想到可以用适当的材料做成船，方便在水上行走。到殷商时，人们已经将独木船改良成由木板组成的大船体，这是我国最早的木船。

　　而在战国初期，鲁国的著名学者墨翟（前468—前376）在他所著的《墨经》中，就有关于浮力的描述与记载。东周燕昭王（前311—前279）曾经利用小船的浮力变化，来测量大猪的重量。而类似的故事在三国时期也发生过，这就是历史上十分著名的曹冲称象。

　　到了周朝以后，对浮力的应用更为普遍，不仅木船得到广泛应用，人们还发明出将木船连接在一起，上面铺设木板而成的浮桥。据记载，蒙古与南宋作战时，浮桥的使用就已经相当普遍。

　　而到了唐宋年间，人们更是发明出浮力起重法，用以修理桥梁、打捞落水的重物。

　　尽管我国劳动人民利用浮力的原理，解决了生产生活上的一个又一个难题，但很遗憾，我们却没有人更深入地去研究浮力这一现象。反倒是古希腊著名的科学家阿基米德，用他的大智慧发现了造福于后人的浮力定律。而且阿基米德发现浮力定律的过程，也是一个为后人津津乐道的故事。

　　相传，公元前245年，在现今意大利西西里岛上有个叙拉古王国，国王赫农王请金匠为他做一顶纯金的王冠。尽管做好的王冠与原来的金子一般重，但是赫农王还是怀疑金匠欺骗了他。于是，赫农王命令阿基米德，在不破坏王冠的前提下，鉴定王冠是否是纯金的。

　　这是一个难题，阿基米德冥思苦想，却也一筹莫展，依然找不到解决问题的好办法。

　　这一天，他去洗澡。当他跨入盛满水的浴缸时，水溢了出来。他从浴盆中站起来，浴盆里的水位又下降；再坐下去时，浴盆中的水位又上升了。他突然领悟到物体浸入水中会排出同样体积的水。而金和银的密度是不相同的，重量相同的情况下，密度大的物体体积就小。他终于找到了解决王冠问题的办法。

　　后来，阿基米德将王冠和同样重量的金子一同放入水中，结果发现王冠排出的水比金子排出的水量多，因此，这个王冠被掺了假。而经过这件事情，阿基米德发现了水对物体的浮力，等于物体所排开水的重量，这就是浮力定律。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　2．在我国古代，也有一个利用浮力解决问题的小故事——曹冲称象，这个故事讲得又是什么呢？?

　　三国时期，吴国的孙权给魏国的曹操送来一头大象，曹操十分高兴。在大象运到的那一天，曹操便带着他的儿子曹冲和文武百官，一起去看这个他们从没有见过的动物。曹操一见到大象，就对大家说：“这大象真是大啊，可是它到底有多重呢？你们谁有办法去称一称它的重量？”

　　大臣们纷纷议论，有的说要去造一杆大秤，有的说把大象杀掉切成块儿去称，而曹冲想了想走出来对曹操说：“我有个法子可以称大象。”

　　曹操一看是自己心爱的儿子，笑着问他：“你有什么好方法吗？”

　　曹冲说：“把大象放在大船上，看船下沉了多少，在水面到达的地方做一个记号。然后把大象赶下来，再往船上放上其他重物，直到装的东西的重量也到达船上做的记号。最后称一下这些东西的重量，就能知道大象的重量了。”

　　曹操听了，很是高兴，立刻吩咐下人去照办，果然得到了大象的重量。

　　曹冲正是应用了浮力的原理，解决了父亲曹操出的难题。

　　　3．我国古代，浮力除了可以被曹冲等人用来称重，还能打捞重物，这又是如何做到的呢？

　　1066年，山西永济县蒲津渡（今永济市蒲津渡遗址）的黄河发大水，把镇桥用的几只铁牛给冲走了。当地官府张榜，寻找能人来帮助打捞铁牛。后来怀丙和尚（北宋工程家）揭了榜，他在派人下水打探了铁牛的具***置之后，便叫人将两只大木船装满泥沙并排挂在一起，两木船之间还搭了一个架子。

　　怀丙和尚带着人和船来到铁牛沉没的地方，用绳索一端捆在两船之间的架子上，另一端则绑在了水下的铁牛上。接着，怀丙和尚命人将船上的泥沙扔进河里。随着泥沙的减少，大船的吃水线不断上升，而连接架子与铁牛的绳索的拉力也逐渐增大，终于把铁牛从淤泥里拔了出来。

　　怀丙和尚这样做也正是应用了浮力的原理。最初泥沙很重，使木船受到的浮力很大，木船受到的浮力，等于船身的自重加上泥沙的重力。而随着泥沙逐渐被扔进河里，木船受到的浮力超过了船身的自重加上余下的泥沙的重力，绳索对铁牛的拉力也越来越大，直到最后终于被拉出淤泥。因此也可以说，正是水的浮力使铁牛被打捞了上来。

　　

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【阿基米德原理】

　　阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体，受到向上的浮力后，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。

　　数学表达式：F浮＝G液排＝ρ液×g×V排

　　F浮——浮力。

　　G液排——排开液体的重力。

　　ρ液——液体的密度。

　　g——重力加速度。

　　V排——排开液体的体积。

　　此原理的适用范围，为液体和气体。因为在气体中的物体也受到浮力的作用，所以同样也遵守阿基米德原理。

　　

知识百科

【浮力的应用】

　　现今社会，浮力在我们的生产和生活中已经得到广泛的应用，如轮船、潜水艇、气球和飞艇等，都是利用浮力的例子。

　　轮船能够漂浮在水面上进行一系列的工作，是利用把密度比水大的钢材制造成内部空心的船体，从而使它能够排开更多的水，增大可利用的浮力。

　　而潜水艇则是靠改变自身的重量来实现上浮和下潜。

　　至于气球和飞艇，是利用空气的浮力，它们通过改变其自身的体积，来实现上升和下降。但是要注意，在气球上升的过程中，一旦浮力和重力出现相等的情况，气球就不再上升了。而若是上升过程中，气球外部的大气压逐渐减小，就会导致气球膨胀，甚至会使气球破裂。

　　通过浮力的实际应用，我们可以知道，利用浮力的关键，就在于调节物体重力与浮力的关系，若是要保持浮力不变，就要改变物体自身的重力；而反过来，在重力不变的情况下，可以通过改变液体或气体的体积来实现物体的上升或下降。

34．能量转换与守恒定律

奇迹概览

　　生物能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体，小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。能量转换与守恒定律是自然科学内在统一性的一个伟大证据，它为各种能源动力机械的技术进步提供了理论基础，并彻底打破了当时流行的“永动机”幻想，促进了工业革命的发展。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　1．是谁发现了能量转换的关系和能量守恒定律？是在什么时间发现的？

　　能量转换和能量守恒定律是在19世纪40年代，由三位科学家发现并完善的。他们是迈尔、焦耳和亥姆霍兹。

　　迈尔（1814—1878），德国医生、物理学家，1841—1843年间，他提出了热与机械运动之间相互转化的思想，这是热力学第一定律的首次提出。

　　焦耳（1818—1889），英国自学成才的物理学家，1840年，年仅22岁的他发现了电流的热效应，得出了焦耳定律，在此基础上，他建立了能量守恒和转换定律，并测定了热功当量，否定了流行多年的“热质说”（“热质说”认为热与物质一样是不生不灭的，它没有重量可透入一切物体中）观点。1843—1847年，英国物理学家焦耳设计了实验测定了电热当量和热功当量，用实验确定了热力学第一定律，补充了迈尔的论证。

　　亥姆霍兹（1821—1894），德国物理学家、生理学家，他的一生，研究领域十分广泛，除物理学外，在生理光学和声学、数学、哲学诸方面都作出了重大贡献。1847年，德国物理学家亥姆霍兹以数学形式表示出能量守恒定律。

　　

走近奇迹

　　能量转换与守恒定律又称热力学第一定律、能量不灭定律，它是指能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他的形式，或从一个物体转移到其他物体，在这一过程中其总量不变。

　　从18世纪后期开始，自从蒸汽机得到迅速推广应用后，人们发现热运动与机械运动存在着能量转换。1840年和1842年，英国物理学家焦耳和俄国物理学家楞次分别发现电流通过导线时的热现象，并由此得到了电学中著名的焦耳—楞次定律，这使人们相信，电能和热能之间也存在相互转化。与此同时，能量转化研究的范围已扩大到有生命的领域。在19世纪中叶之前，科学家已发现了当时所知道的大多数形式的能量间的相互转化过程。除了已讲到的外，还有电能与磁能、机械能与电能、电能与化学能等能量间的转化关系。这些事实使人们认识到自然界的能量有多种形式，并且不同形式的能量是可以转化的，因而能量转化是自然界的一条基本规律。

　　由此，许多人做过一个相同的梦：如果制造出一种机器，它不需要消耗能量却能做功就好了。这些人中有技艺高超的能工巧匠，也有聪明绝顶的科学家，于是，“永动机”的想法萌生了。随后，各种各样的“永动机”设计方案出现了，但是在科学的严格审查和实践的验证下都失败了。经过无数次失败后，科学家们对这些机械进行细致的科学分析，发现原来永动机的设计者违背了自然界的另一条基本原理——能量守恒定律。

　　事实上，早在15世纪明末清初之际，我国著名的思想家王夫之就有过运动守恒的思想。后来西方的科学家伽利略、笛卡尔等也提出过运动不灭，但是人类真正从科学上开始认识能量守恒却是在19世纪40年代。

　　1840年，德国医生、物理学家迈尔在研究人体内化学能与热能转换时，得出结论：如果人体各种形式能的输入、支出是平衡的，那么所有这些能在量上必定是守恒的。1842年，迈尔把这一观点拓展到了人体以外，表达了物理化学过程中能量守恒的思想。

　　1840年，英国物理学家焦耳通过实验得出了电能转化为热能的定量关系。1843—1847年，焦耳设计并进行了一系列巧妙的实验，测出机械作功、电能、热能之间能量转换的全过程，并第一次提出了热功当量的说法。他的实验和热功当量的测定表明：自然界的能量是不能被毁灭的，热只是能量的一种表现形式。

　　1847年，德国物理学家亥姆霍兹在《论力的守恒》一书中，首先以数学形式表达了孤立系统中机械能的守恒，继而把能量概念推广到热学、电磁学、天文学和生理学领域，并系统、严密地阐述了能量的各种形式，以及能量间相互转换和守恒的思想。

　　能量转化和守恒定律正式宣告了“永动机”是不可能制造出来的，并表明了机械、热、电、磁、化学等各种运动形式之间的统一性。它不仅是继牛顿力学之后物理学的第二次大综合，也为马克思主义哲学的辩证唯物主义自然观的建立奠定了坚实的自然科学基础。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　2．焦耳发现了热功当量，热功当量是什么，怎么表示呢？

　　在研究热与功的关系时，焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。随后他测出了这种关系，并将这种关系表示为：

　　1卡（热化学卡）＝4.1840焦耳

　　1千卡热量同427千克米的功相当，即热功当量J＝427千克米/千卡＝4.1840焦耳/卡。

　　现在，国际单位制中规定热量、功统一用焦耳作单位，所以热功当量已失去意义。但在没有认识热的本质以前，热量、功、能量的关系并不清楚，并且它们用不同的单位来表示，所以热功当量的提出还是有一定意义的。

　　　3．当发现能量转换和守恒定律后，人类对能量的认识取得了那些成就呢？

　　自从人类发现能量转化关系和守恒定律发现以来，人类在对能量的认识取得了两个伟大的成就：一个是能量子的发现，即自然界各种形式的能量都是由许多的能量子构成的，这一发现直接导致了现代物理学的诞生；另一个是质、能关系的发现，即一定的质量必对应于一定的能量，这一发现使人类找到了新的能源——原子能。但是能量世界还有许多未知的东西仍需要人们去探索、去发现，因此，人类将来对能量的认识一定会更深入。

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【热力学三大定律】

　　热力学第一定律：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必定产生一定的热，当一定的热消失时，也必定产生一定的功。这就是能量转换和守恒定律在热力学上的一种表现形式。

　　热力学第二定律：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体。

　　热力学第三定律：通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值（熵是系统的无序状态的量度，即系统的不确定性的量度）为零。根据这个定律，表明在绝对零度下一切物质都会停止运动。但是绝对零度只可以无限趋近，不能达到。

　　

知识百科

【19世纪自然科学的三大发现】

　　伟大的革命导师恩格斯指出能量转化与守恒定律、进化论与细胞学说是19世纪自然科学的三大发现。

　　其中，能量转化与守恒定律为人类深刻揭示了自然界各种运动状态的普遍联系和统一性，找到了各种运动的公共量度——能量，所以这个定律是全部自然科学的基石。

　　达尔文进化论，简称进化论，是生物学最基本的理论之一。他指出生物在变异、遗传与自然选择作用下演变发展、物种淘汰和物种产生的过程。

　　细胞学说是1838—1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺提出的，直到1858年才较完善，它是关于生物有机体组成的学说。

35．放射性

　　

奇迹概览

　　某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线（如α射线、β射线、γ射线等），这些射线只能用专门的仪器才能探测到。那么，物质的这种性质就叫放射性。物质的放射性自从被发现之后，不仅为原子核物理学的研究开辟了新领域，而且还大大推动了人类科学技术的发展。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　1．放射性的发现者是谁？是在什么时间发现的？?

　　1896年，法国物理学家贝克勒尔在研究铀盐的实验中，首先发现了铀原子核的天然放射性。在进一步研究中，他发现铀盐放出的这种射线能使空气电离，也可以穿透黑纸使照相底片感光。而且，外界压强和温度等因素的变化不会对实验产生任何影响。贝克勒尔的这一发现意义深远，它使人们对物质的微观结构有了更新的认识，并由此打开了原子核物理学的大门。

　　安东尼·亨利·贝克勒尔（1852—1908），法国物理学家，1872年就读于巴黎理工大学，后在公路桥梁学校毕业，获工程师职位。1878年，他在巴黎自然博物馆任物理学教授；1895年，任理工大学教授。他因发现物质的放射性而获1903年诺贝尔物理学奖。

　　　2．国际单位中，放射性活度的单位是什么？为什么？

　　贝克勒尔（becquerel，Bq）是放射性活度的国际单位。1975年，第十五届国际计量大会为纪念法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔，将放射性活度的国际单位命名为贝克勒尔，简称贝克，符号Bq。放射性元素每秒有一个原子发生衰变时，其活度即为1贝克。

　　

走近奇迹

　　物质的放射性既然是肉眼看不到的，那贝克勒尔又是如何发现的？这就不得不提到德国物理学家伦琴和伦琴射线。

　　1895年，德国物理学家威尔姆?康拉德?伦琴将自己的一篇实验报告《一种新射线》和一些X射线（波长介于 紫外线和γ射线间的电磁辐射）照片分别寄给各国著名的物理学家，其中包括法国著名的数学、物理学家庞加莱。1896年1月20日，法国科学院开会，庞加莱把伦琴寄给他的论文展示给与会的科学家。当时，贝克勒尔对这个展示表现出极大的兴趣。贝克勒尔问：“这种穿透射线是这样产生的？”庞加莱回答说：“这一射线似乎是从阴极对面发荧光的那部分管壁上发出的。”贝克勒尔推想：可见光的产生和不可见X射线的产生或许是出于同一机理。第二天，他就开始实验荧光物质会不会产生X射线。

　　然而，贝克勒尔最初的一些实验却是失败的。正在这个时候，庞加莱在法国一家科普杂志上发表了一篇介绍X射线的文章，文章又一次提到荧光物质是否会同时辐射可见光和X射线的问题。贝克勒尔读到后非常受鼓舞，于是，再次投入荧光和磷光的实验，终于找到了铀盐有这种效应。

　　贝克勒尔用厚黑纸包了一张感光底片，纸非常厚，即使放在太阳下晒一整天也不至于使底片变暗。他又在黑纸上面放一层铀盐，然后拿到太阳下晒几个小时，显影之后，他在底片上看到了磷光物质的黑影。然后，他又在磷光物质和黑纸之间夹一层玻璃，进一步发现这一效应不是由于太阳光线的热使磷光物质发出某种蒸气而产生化学作用所致。于是，他得出结论：铀盐在强光照射下不但会发可见光，还会发穿透力很强的X射线。后来的进一步研究发现，即使不在阳光照射下，铀盐也会发射射线。而这种射线并非X射线，只是具有一些与X射线相似的性质。于是，放射性现象被发现了。

　　与此同时，居里夫妇也一直进行着放射性物质的研究。他们以沥青铀矿石为研究对象，发现了这种矿石的总放射性比其所含有的铀的放射性还要强。于是，1898年，居里夫妇对这种现象提出了一个逻辑的推断：沥青铀矿石中必定含有某种未知的放射成分，其放射性远远大于铀的放射性。同年12月26日，居里夫妇公布了这种新物质存在的设想。

　　在此之后的几年中，居里夫妇不断地提炼沥青铀矿石中的放射成分。经过不懈的努力，他们终于成功地分离出了氯化镭，并发现了两种新的化学元素：钋（Po）和镭（Ra）。因为他们在放射性上的发现和研究，居里夫妇和贝克勒尔共同获得了1903年的诺贝尔物理学奖，居里夫人也因此成为了历史上第一个获得诺贝尔奖的女性。

　　后来，经过研究，人们发现物质的放射性射线由是三种成分组成：一种是高速运动的氦原子核粒子束，称为α 射线。它的电离作用大，贯穿本领小，穿不透一张薄纸。另一种是高速运动的电子束，称为β射线。它的电离作用较小，贯穿本领较大，但仍穿不透一张薄金属片。第三种是波长很短的电磁波，称为γ射线。它的电离作用最小，贯穿本领最大，可以穿过例如1厘米厚的铅板。

　　如今，放射性已经应用到许多学科的研究中，特别是在工业、农业、医学和军事等部门。例如，在工业中，人们用β射线测量厚度，用γ射线探伤；农业中，人们利用射线的辐射照射育种并刺激生物生长；医学中，放射性被广泛用于射线诊断和放射治疗等方面。随着科技的发现，人类越加了解了物质的放射性，并利用它为人类造福。

　　

⊙奇迹探秘：

　　　3．放射性对人体有危害吗？?

　　在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用。如在400雷得（辐射剂量单位）的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650雷得，则100%死亡。照射剂量在150雷得以下，死亡率为零，但并非无损害作用。很多放射性的危害住往需经20年以后才会表现出一些症状。放射性也能损伤遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代人受害。

　　

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【放射性的类型?】

　　放射性有天然放射性和人工放射性之分。天然放射性是指天然存在的放射性核素所具有的放射性。它们大多属于由重元素组成的三个放射系（即钍系、铀系和锕系）。人工放射性是指用核反应的办法所获得的放射性。人工放射性最早是在1934年由法国科学家居里夫妇发现的。

　　许多天然和人工生产的核素都能自发地放射出射线。放出的射线类型除 α、β、γ以外，还有正电子、质子、中子、中微子等其他粒子。在目前所知的大约2000种核素中, 绝大多数是人工放射性核素，它们在科学研究和生产实践中起着重要作用。

　　

知识百科

【生活中的放射性】

　　尽管100多年前人们才发现放射性，但放射性从来就存在于我们的生活中。放射性可以说无时不在，无处不在，我们吃的食物、喝的水、住的房屋、用的物品、周围的天空大地、山川草木乃至人体本身都含有一定的放射性。

　　人们受到的放射性照射大约有82%来自天然环境，大约有17%来自医疗诊断，而来自其他活动大约只有1%。在正常情况下，放射性辐射不仅没有影响到人类正常的繁衍生息，而且科学家们利用现代科技已将辐射技术广泛地应用在工业、农业、医学、环境保护等各个领域，它已成为人类亲密的朋友。