他點亮了霓虹燈的名人故事
人們對于城市街道上五顏六色、璀璨奪目的霓虹燈早已司空見慣，但是，很多人也許并不知道，如果沒有英國人拉姆塞的科學發(fā)現(xiàn)，沒有他發(fā)現(xiàn)了氖氣，城市里美麗的夜色只能是天方夜譚。
拉姆塞是英國化學家，因發(fā)現(xiàn)氦、氖、氬、氙、氡等氣態(tài)惰性元素，并確定了它們在元素周期表中的位置，而獲得1904年諾貝爾化學獎。拉姆塞1852年出生于蘇格蘭的格拉斯哥市，父親是個土木工程師，家庭生活還算比較寬裕。他的祖父曾經(jīng)營著一家祖?zhèn)鞯南慈镜辏啡麖淖娓改抢锪私獾皆S多化學知識。拉姆塞興趣廣泛，但是少年拉姆塞最希望成為一個足球明星。
在一次足球比賽中，勇猛的拉姆塞摔倒了，他被抬出場外送進了醫(yī)院，從此斷送了他的球星夢。他傷了腿，需要靜養(yǎng)，躺在床上無事可做。恰巧身邊有一本英國化學教授格雷厄姆寫的化學常識書。開始拉姆塞不過是隨便翻翻解悶消遣。誰知一讀起來就被書中的內(nèi)容所吸引，愛不釋手。特別是書中有關(guān)焰火的制作方法更是引起了拉姆塞的興趣。
化學是一門實驗性很強的學科。拉姆塞不懂得化學理論，但一些簡單的實驗他卻手到擒來。拉姆塞購買了各種所需的化學藥品和燒瓶、試管等，把自己的房間搞成了一個“小小化學實驗室”。拉姆塞雖然迷戀化學實驗，但對其他功課也沒有放松，用了8年的時間學完了別人要12年才能學完的中小學全部課程，并且成績非常好，14歲那年，他被格拉斯哥大學破格錄取了。1872年他以《甲苯和硝基苯甲酸》的論文獲得博士學位，那一年他只有20歲。
1892年，英國物理學家瑞利在測量氮氣的重量時，發(fā)現(xiàn)了一件怪事：從空氣中得到的氮氣每升重量1、2572克，而從氨氣分解得到的氮氣每升重量為1、2508克。比空氣中的氮氣密度輕了0、0064克，也就是6、4毫克，相當于一個跳蚤的重量。瑞利想不出為什么會有這樣的結(jié)果，他找來了自己的朋友拉姆塞一起研究。
拉姆塞猜想，問題可能出在從空氣中弄來的氮不是純氮，里面混入了比氮重的雜質(zhì)氣體。怎樣才能把這種雜質(zhì)氣體找出來呢？拉姆塞在上課的時候做過一個演示實驗，讓鎂在空氣中燃燒，結(jié)果鎂不僅能與空氣中的氧化合，還能和氮化合生成氮化鎂。現(xiàn)在用這個方法可以除去空氣中的氮了。他把已經(jīng)除去水蒸氣、二氧化碳和氧氣的空氣通過裝有赤熱鎂屑的瓷管，使空氣中的氮因生成氮化鎂而分離出來，這樣反復多次，管子里還留下的就是那種雜質(zhì)氣體了。經(jīng)過測定，它比氮重，幾乎是氮的1。5倍。這樣，空氣中得到的氮與氨分解得到的氮之間在重量上的差異就解決了。1894年8月13日，瑞利和拉姆塞在英國的科學城牛津向正在那里開會的自然科學家們宣布了他們的新發(fā)現(xiàn)：一個前所未知的新元素就在我們周圍，和氧氣、氮氣一樣是空氣的組成部分；每立方米空氣中大約有15克這種氣體，在開會的大廳中就有幾十公斤這種氣體。
與會的科學家們聽了之后，都目瞪口呆，“竟會有這種怪事，空氣中還有沒有被發(fā)現(xiàn)的新氣體？”這種新氣體幾乎不與任何元素起化學反應，瑞利和拉姆塞給它起了個名字，叫“氬”，是希臘文“懶惰”的意思。
早在1868年8月18日，英國天文學家羅克耶爾和法國天文學家詹森用光鏡分析太陽突出物（日冕）時，根據(jù)光譜線確定了一種人們從未發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)，他們認為這可能是一種特殊的天體物質(zhì)，地球上沒有這種物質(zhì)，只在太陽上才有。于是羅克耶爾決定把這種新物質(zhì)叫做太陽——氦。“氦”在希臘文里就是太陽的意思。
拉姆塞正在繼續(xù)研究氬氣的各種性質(zhì)的時候，1895年2月1日早晨，他接到了化學家亨利·梅爾斯的一封信，信中告訴他：美國地質(zhì)學家希萊布蘭德曾經(jīng)把釔鈾礦放在硫酸中加熱，結(jié)果冒出的氣體既不能自燃，又不能助燃。當時認為這種氣體是氮氣，現(xiàn)在看來也有可能是氬氣，說不定釔鈾礦中含有鈾和氬的化合物。
根據(jù)梅爾斯的提示，拉姆塞重復做了希萊布蘭德的實驗，收集到幾立方厘米的氣體。對氣體進行光譜分析的時候，卻出現(xiàn)了意想不到的事情：這種氣體的光譜既不是氮，也不是氬。那它到底是一種什么物質(zhì)呢？拉姆塞把他所知道的各種物質(zhì)的光譜都重新回憶了一下，沒有一種跟它相似。經(jīng)過反復思索，他突然想起了詹森和羅克耶爾27年前發(fā)現(xiàn)的太陽上的氦，他核對一下光譜線大致一樣，但拉姆塞沒有儀器來精密地確定譜線在光譜里的位置。再說，太陽元素就這么容易找到了嗎？他決定請英國當時最有名的光譜專家克魯克斯幫忙。他只告訴克魯克斯說他發(fā)現(xiàn)了一種新氣體，建議把它叫做“氪”，請克魯克斯確定一下新氣體的譜線的位置。1895年3月23日早晨，拉姆塞收到了一份克魯克斯發(fā)來的電報：“氪就是氦，請來看。克魯克斯”
這樣，27年前在太陽上發(fā)現(xiàn)的氦也在地球上找到了。當天，拉姆塞就通知法國科學院院長貝特羅：地球上發(fā)現(xiàn)了氦。拉姆塞是世界上第一個拿到太陽元素的化學家，他拿了許多物質(zhì)與氦發(fā)生反應，結(jié)果證明，氦和氬一樣不會跟任何物質(zhì)化合，也是惰性氣體。
此后，拉姆塞又發(fā)現(xiàn)了氖、氙和氡3種新氣體。這樣一來，惰性氣體家庭氦、氖、氬、氙、氡、氪，除了氦是詹森和羅克耶爾通過分光鏡從太陽上首先發(fā)現(xiàn)外，其余的都是拉姆塞發(fā)現(xiàn)的。不過氡是1910年發(fā)現(xiàn)的。那是拉姆塞獲得諾貝爾化學獎8年以后的事情了。
氖具有極其壯麗的光譜，帶著許多條紅線，許多條淡綠線，還有幾條紫線、黃線，非常明顯。在高度的真空里，甚至還能閃著絢麗的磷光。這啟發(fā)了人們將它作為燈光照明，霓虹燈于是誕生了。
1912年，60歲的拉姆塞退休了，但他仍然在自建的小型化學實驗室內(nèi)工作，直到1916年去世為止。化學是這位偉大科學家的終生伴侶。他曾講過，“多看、多學、多試。如果有成果絕不炫耀。一個人如果怕費時、費事，則將一事無成。”
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