Радиоактивный химический элемент открытый супругами кюри. Открытие радия. Исследования Пьера и Марии Кюри
Мария Склодовская-Кюри - польская ученая, открывшая химические элементы радий и полоний.
Мария родилась 07.11.1867 г. в Варшаве. Является пятым и младшим ребенком учителей Брониславы и Владислава Склодовского. Старшие братья и сестры Марии (которую в семье назвали Мания) - Зофия (1862-1881), Йозеф (1863-1937, врач-терапевт), Бронислава (1865-1939, врач и первый директор «Института Радия») и Хелена (1866-1961, педагог и общественный деятель). Семья жила бедно.
Когда Марии было 10 лет, ее мать скончалась от туберкулеза, а отец был уволен за пропольские настроения и вынужден был занимать более низкооплачиваемые должности. Смерть матери, а вскоре и сестры Зофии, стали причиной того, что девушка отказалась от католицизма и стала агностиком.
Мария Кюри (в центре) в детстве с сестрами и братом
В 10 лет Мария стала посещать школу-интернат, а затем гимназию для девочек, которую она окончила с золотой медалью. Мария не могла получить высшее образование, так как в университеты Польши принимали только мужчин. Тогда Мария с сестрой Брониславой решили пойти на курсы подпольного Летучего университета, куда принимали и женщин. Мария предложила выучиться по очереди, помогая друг другу деньгами.
Семья Марии Кюри: отец и сестры Первой в университет поступила Бронислава, а Мария устроилась гувернанткой. В начале 1890 года Бронислава, вышедшая замуж за врача и активиста Казимера Длуски, пригласила Марию переехать к ней в Париж.
Чтобы скопить денег на обучение в столице Франции, Склодовской потребовалось полтора года – для этого Мария снова стала работать гувернанткой в Варшаве. Вместе с тем девушка продолжала обучение в университете, а также начала научную стажировку в лаборатории, которой руководил ее кузен Юзеф Богуски, помощник .
Наука
В конце 1891 года Склодовская переехала во Францию. В Париже Мария (или Мари, как ее будут назвать позже) арендовала чердак в доме недалеко от Парижского университета, где девушка изучала физику, химию и математику. Жизнь в Париже была нелегкой: Мария часто недоедала, теряла от голода сознание и не имела возможности купить теплую зимнюю одежду и обувь.
Днем Складовская училась, а вечером преподавала, зарабатывая на жизнь сущие копейки. В 1893 году Мари получила степень по физике и приступила к работе в промышленной лаборатории профессора Габриэля Липпмана.
По заказу промышленной организации Мария начала исследовать магнитные свойства разных металлов. В этот же год Склодовская произошла встреча с Пьером Кюри, который стал не только ее коллегой в лаборатории, но и супругом.
В 1894 году Склодовская приехала на лето в Варшаву, чтобы увидеться с семьей. Она еще питала иллюзии, что ей разрешат работать на родине, однако девушке было отказано в Краковском университете – на работу брали только мужчин. Склодовская вернулась в Париж и продолжила работать над кандидатской диссертацией.
Радиоактивность
Впечатленная двумя важными открытиями Вильгельма Рентгена и Анри Беккереля, Мари решила изучить урановые лучи как возможную тему для диссертации. Для изучения образцов супруги Кюри применяли инновационные для тех лет технологии. Субсидии на исследования ученые получали от металлургических и горнодобывающих компаний.
Не располагая лабораторией, работая в кладовке института, а затем и в уличном сарае, за четыре года ученые сумели переработать 8 тонн уранинита. Итогом одного эксперимента с образцами руды, привезенными из Чехии, стало предположение, что ученые имеют дело с еще одним радиоактивным материалом помимо урана. Исследователи выявили фракцию, в разы более радиоактивную, нежели чистый уран.
В 1898 году Кюри открыли радий и полоний – последний именовали в честь родины Мари. Ученые решили не патентовать свое открытие - хотя это могло принести супругам немало дополнительных средств.
В 1910 г. у Марии и французского ученого Андре Дебьерну получилось выделить чистый металлический радий. После 12 лет экспериментов, ученым, наконец, удалось подтвердить, что радий - это самостоятельный химический элемент.
Летом 1914 года в Париже был основан Радиевый институт, а Мария стала главой отделения использования радиоактивности в медицине. В годы Первой Мировой войны для лечения раненых Кюри изобрела мобильные рентгенографические установки, получившие название «petites Curies» («Маленькие Кюри»). В 1915 году Кюри придумала полые иглы, содержащие «эманацию радия» - бесцветный радиоактивный газ, выделяемый радием (впоследствии идентифицированный как радон), который использовался для стерилизации инфицированных тканей. Более миллиона раненых военных успешно прошли лечение с применением данных технологий.
Нобелевская премия
В 1903 г. Королевская академия наук Швеции наградила чету Кюри и Анри Беккереля премией по физике за достижения в исследованиях явлений радиации. Вначале Комитет намеревался отметить только Пьера и Беккереля, но один из членов комитета и защитник прав женщин-ученых, шведский математик Магнус Густав Миттаг-Леффлер, предупредил Пьера об этой ситуации. После его жалобы имя Марии было добавлено в список награждаемых.
Мария Кюри и Пьер Кюри были удостоены Нобелевской премии Мари - первая женщина, получившая Нобелевскую премию. Гонорар позволил супругам нанять лаборанта и оснастить лабораторию соответствующей аппаратурой.
В 1911 году Мари получила Нобелевскую премию по химии и стала первым в мире дважды лауреатом этой премии. Также Мария была удостоена 7 медалями за научные открытия.
Личная жизнь
Еще будучи гувернанткой, Мария влюбилась в сына хозяйки семьи, Казимежа Лоравски. Родители юноши были против его намерений жениться на бедной Склодовской, и Казимеж не смог противостоять воле старших. Разрыв был чрезвычайно болезненным для обоих, а Лоравски до старости сожалел о своем решении.
Главной любовью жизни Марии стал Пьер Кюри, ученый-физик из Франции.
Мария Кюри с мужем Пьером Кюри Взаимный интерес к естественным наукам объединил молодых людей, и в июле 1895 года влюбленные поженились. Молодые отказались от религиозной службы, а вместо свадебного платья Склодовская надела темно-синий костюм, в котором она позже много лет проработала в лаборатории.
У супругов родилось две дочери - Ирен (1897-1956), ученый-химик, и Ева (1904-2007) - музыкальный и театральный критик и писатель. Мария нанимала польских гувернанток для того, чтобы обучить девочек родному языку, а также часто отправляла их в Польшу к деду.
У супругов Кюри было два общих увлечения, помимо науки: путешествия за границу и длительные велосипедные прогулки – сохранилось фото супругов, стоящих рядом с велосипедами, купленными на свадебный подарок родственника. В Пьере Склодовская нашла и любовь, и лучшего друга, и коллегу. Смерь супруга (Пьера задавил конный экипаж в 1906 г.) стала причиной тяжелейшей депрессии Мари – лишь несколько месяцев спустя женщина смогла продолжить работу.
В 1910-11 годах Кюри поддерживала романтические отношения со студентом Пьера, физиком Полем Ланжевеном, женатым на тот момент. В прессе о Кюри стали писать как о «еврейской разлучнице». Когда разразился скандал, Мария была на конференции в Бельгии. По возвращении перед своим домом Кюри обнаружила разгневанную толпу– женщине с дочерьми пришлось скрываться у своей подруги, писательницы Камиллы Марбо.
Смерть
4 июля 1934 года 66-летняя Мари скончалась в санатории Санселлемос в Пасси, на востоке Франции. Причиной смерти стала апластическая анемия, которая, по мнению медиков, была вызвана длительным воздействием радиации на организм женщины.
О том, что ионизирующее излучение имеет негативное влияние, не было известно в те годы, поэтому многие эксперименты проводились Кюри без мер безопасности. Мария носила пробирки с радиоактивными изотопами в кармане, хранила их в ящике своего стола и подвергалась воздействию рентгеновских лучей от неэкранированного оборудования.
Радиация стала причиной многих хронических болезней Кюри – в конце жизни она была почти слепой и страдала от болезни почек, но женщина никогда не думала о смене опасной работы. Кюри похоронили на кладбище в местечке Со, рядом с могилой Пьера.
Шестьдесят лет спустя останки супругов были переданы в парижский Пантеон, усыпальницу выдающихся людей Франции. Мария - первая женщина, удостоенная погребения в Пантеоне за собственные заслуги (первой стала Софи Бертло, погребенная вместе с мужем, физико-химиком Марселеном Бертло).
- В 1903 г. супругов Кюри пригласили в Королевский институт Великобритании выступить с докладом о радиоактивности. Женщинам не разрешалось выступать с речами, так что доклад представил только Пьер.
- Французская пресса лицемерно оскорбляла Кюри, указывая на ее атеизм и тот факт, что она была иностранкой. Однако после получения первой Нобелевской премии о Кюри стали писать как о героине Франции.
- Слово «радиоактивность» было придумано четой Кюри.
- Кюри стала первой женщиной-профессором Парижского университета.
- Несмотря на огромную помощь в годы войны, Мари не получила официальной благодарности от правительства Франции. Кроме того, сразу после начала военных действий Мария попыталась пожертвовать свои золотые медали на поддержку французской армии, но Национальный банк отказался их принять.
- Студентка Кюри Маргарита Перей стала первой женщиной, избранной во Французскую академию наук – это произошло в 1962 году, более полувека спустя после того, как Кюри предприняла попытку попасть в эту научную организацию (вместо нее был выбран Эдуар Бранли, изобретатель, который помог Гульельмо Маркони разработать беспроводной телеграф).
- Среди учеников Кюри - четыре лауреата Нобелевской премии, включая дочь Ирэн и ее супруга Фредерика Жолио-Кюри.
- Записи и документы, которые вела Мария в 1890-х, считаются слишком опасными для обработки из-за высокого уровня радиоактивного загрязнения. Даже поваренная книга Кюри радиоактивна. Бумаги ученой хранятся в свинцовых боксах, а желающим поработать с ними приходится надевать специальную защитную одежду.
- В честь Кюри был назван химический элемент - кюрий, несколько университетов и школ, центр онкологии в Варшаве, астероид, географические объекты и даже цветок клематис; ее портрет украшают банкноты, марки и монет разных стран мира.
Французский физик Пьер Кюри родился в Париже. Он был младшим из двух сыновей врача Эжена Кюри и Софи-Клер (Депулли) Кюри. Отец решил дать своему независимому и рефлексирующему сыну домашнее образование. Мальчик оказался столь прилежным учеником, что в 1876 г., шестнадцати лет от роду, получил ученую степень бакалавра Парижского университета (Сорбонны). Два года спустя он получил степень лиценциата (эквивалентную степени магистра) физических наук.
В 1878 г. Кюри стал демонстратором в физической лаборатории Сорбонны, где занялся исследованием природы кристаллов. Вместе со своим старшим братом Жаком, работавшим в минералогической лаборатории университета, Кюри в течение четырех лет проводил интенсивные экспериментальные работы в этой области. Братья Кюри открыли пьезоэлектричество – появление под действием приложенной извне силы на поверхности некоторых кристаллов электрических зарядов. Ими был открыт и обратный эффект: те же кристаллы под действием электрического поля испытывают сжатие. Если приложить к таким кристаллам переменный ток, то их можно заставить совершать колебания с ультравысокими частотами, при которых кристаллы будут испускать звуковые волны за пределами восприятия человеческого слуха. Такие кристаллы стали очень важными компонентами такой радиоаппаратуры, как микрофоны, усилители и стереосистемы. Братья Кюри разработали и построили такой лабораторный прибор, как пьезоэлектрический кварцевый балансир, который создает электрический заряд, пропорциональный приложенной силе. Его можно считать предшественником основных узлов и модулей современных кварцевых часов и радиопередатчиков. В 1882 г. по рекомендации английского физика Уильяма Томсона Кюри был назначен руководителем лаборатории новой Муниципальной школы промышленной физики и химии. Хотя жалованье в школе было более чем скромным, Кюри оставался главой лаборатории в течение двадцати двух лет. Через год после назначения Кюри руководителем лаборатории сотрудничество братьев прекратилось, так как Жак покинул Париж, чтобы стать профессором минералогии университета Монпелье.
В период с 1883 по 1895 г. Кюри выполнил большую серию работ, в основном по физике кристаллов. Его статьи по геометрической симметрии кристаллов и поныне не утратили своего значения для кристаллографов. С 1890 по 1895 г. Кюри занимался изучением магнитных свойств веществ при различных температурах. На основании большого числа экспериментальных данных в его докторской диссертации была установлена зависимость между температурой и намагниченностью, впоследствии получившая название закона Кюри.
Работая над диссертацией. Кюри в 1894 г. встретился с Марией Склодовской , молодой польской студенткой физического факультета Сорбонны. Они поженились в июле 1895 г., через несколько месяцев после того, как Кюри защитил докторскую диссертацию. В 1897 г., вскоре после рождения первого ребенка, Мария Кюри приступила к исследованиям радиоактивности, которые вскоре поглотили внимание Пьера до конца его жизни.
В 1896 г. Анри Беккерель открыл, что урановые соединения постоянно испускают излучение, способное засвечивать фотографическую пластинку. Выбрав это явление темой своей докторской диссертации, Мари стала выяснять, не испускают ли другие соединения «лучи Беккереля». Так как Беккерель обнаружил, что испускаемое ураном излучение повышает электропроводность воздуха вблизи препаратов, она использовала для измерения электропроводности пьезоэлектрический кварцевый балансир братьев Кюри. Вскоре Мария Кюри пришла к заключению, что только уран, торий и соединения этих двух элементов испускают излучение Беккереля, которое она позднее назвала радиоактивностью. Мария в самом начале своих исследований совершила важное открытие: урановая смоляная обманка (урановая руда) электризует окружающий воздух гораздо сильнее, чем содержащиеся в ней соединения урана и тория, и даже чем чистый уран. Из этого наблюдения она сделала вывод о существовании в урановой смоляной обманке еще неизвестного сильно радиоактивного элемента. В 1898 г. Мария Кюри сообщила о результатах своих экспериментов Французской академии наук. Убежденный в том, что гипотеза его жены не только верна, но и очень важна, Кюри оставил свои собственные исследования, чтобы помочь Марии выделить неуловимый элемент. С этого времени интересы супругов Кюри как исследователей слились настолько полно, что даже в своих лабораторных записях они всегда употребляли местоимение «мы».
Кюри поставили перед собой задачу разделить урановую смоляную обманку на химические компоненты. После трудоемких операций они получили небольшое количество вещества, обладавшее наибольшей радиоактивностью. Оказалось. что выделенная порция содержит не один, а два неизвестных радиоактивных элемента. В июле 1898 г. Кюри опубликовали статью «О радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной обманке», в которой сообщали об открытии одного из элементов, названным полонием в честь родины Марии Склодовской . В декабре они объявили об открытии второго элемента, который назвали радием. Оба новых элемента были во много раз более радиоактивны, чем уран или торий, и составляли одну миллионную часть урановой смоляной обманки. Чтобы выделить из руды радий в достаточном для определения его атомного веса количестве, Кюри в последующие четыре года переработали несколько тонн урановой смоляной обманки. Работая в примитивных и вредных условиях, они производили операции химического разделения в огромных чанах, установленных в дырявом сарае, а все анализы – в крохотной, бедно оснащенной лаборатории Муниципальной школы.
В сентябре 1902 г. супруги Кюри сообщили о том, что им удалось выделить одну десятую грамма хлорида радия и определить атомную массу радия, которая оказалась равной 225. (Выделить полоний Кюри не удалось, так как он оказался продуктом распада радия.) Соль радия испускала голубоватое свечение и тепло. Это фантастически выглядевшее вещество привлекло к себе внимание всего мира. Признание и награды за его открытие пришли почти сразу.
Кюри опубликовали огромное количество информации о радиоактивности, собранной ими за время исследований: с 1898 по 1904 г. они выпустили тридцать шесть работ. Еще до завершения своих исследований. Кюри побудили других физиков также заняться изучением радиоактивности. В 1903 г. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди высказали предположение о том, что радиоактивные излучения связаны с распадом атомных ядер. Распадаясь (утрачивая какие-то из образующих их частиц), радиоактивные ядра претерпевают трансмутацию в другие элементы. Кюри одними из первых поняли, что радий может применяться и в медицинских целях. Заметив воздействие излучения на живые ткани, они высказали предположение, что препараты радия могут оказаться полезными при лечении опухолевых заболеваний.
Шведская королевская академия наук присудила супругам Кюри половину Нобелевской премии по физике 1903 г. «в знак признания... их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем », с которым они разделили премию. Кюри были больны и не смогли присутствовать на церемонии вручения премий. В своей Нобелевской лекции, прочитанной два года спустя, Кюри указал на потенциальную опасность, которую представляют радиоактивные вещества, попади они не в те руки, и добавил, что «принадлежит к числу тех, кто вместе с Нобелем считает, что новые открытия принесут человечеству больше бед, чем добра».
Радий – элемент, встречающийся в природе крайне редко, и цены на него, с учетом его медицинского значения, быстро возросли. Кюри жили бедно, и нехватка средств не могла не сказываться на их исследованиях. Вместе с тем они решительно отказались от патента на свой экстракционный метод, равно как и от перспектив коммерческого использования радия. По их убеждению, это противоречило бы духу науки – свободному обмену знаниями. Несмотря на то, что такой отказ лишил их немалой прибыли, финансовое положение Кюри улучшилось после получения Нобелевской премии и других наград.
В октябре 1904 г. Кюри был назначен профессором физики Сорбонны, а Мария Кюри – заведующей лабораторией, которой прежде руководил ее муж. В декабре того же года у Кюри родилась вторая дочь. Возросшие доходы, улучшившееся финансирование исследований, планы создания новой лаборатории, восхищение и признание мирового научного сообщества должны были сделать последующие годы супругов Кюри плодотворными. Но, как и Беккерель, Кюри ушел из жизни слишком рано, не успев насладиться триумфом и свершить задуманное. В дождливый день 19 апреля 1906 г., переходя улицу в Париже, он поскользнулся и упал. Голова его попала под колесо проезжавшего конного экипажа. Смерть наступила мгновенно.
Мария Кюри унаследовала его кафедру в Сорбонне, где продолжила свои исследования радия. В 1910 г. ей удалось выделить чистый металлический радий, а в 1911 г. она была удостоена Нобелевской премии по химии. В 1923 г. Мари опубликовала биографию Кюри. Старшая дочь Кюри, Ирен (Ирен Жолио-Кюри), разделила со своим мужем Нобелевскую премию по химии 1935 г.; младшая, Ева, стала концертирующей пианисткой и биографом своей матери. Серьезный, сдержанный, всецело сосредоточенный на своей работе, Кюри был вместе с тем добрым и отзывчивым человеком. Он пользовался довольно широкой известностью как натуралист-любитель. Одним из излюбленных его развлечений были пешие или велосипедные прогулки. Несмотря на занятость в лаборатории и семейные заботы, Кюри находили время для совместных прогулок.
Помимо Нобелевской премии, Кюри был удостоен еще нескольких наград и почетных званий, в том числе медали Дэви Лондонского королевского общества (1903) и золотой медали Маттеуччи Национальной Академии наук Италии (1904). Он был избран во Французскую академию наук (1905).
Разочаровавшись в первой любви, люди могут спрятаться в «скорлупу» – полностью посвятить себя какому-нибудь занятию и избегать всего, что связано с противоположным полом. Точно так же поступила Мария Склодóвская, когда приехала в Париж учиться в университете. Но её «скорлупе» было суждено однажды треснуть и явить миру чудо истинной любви.
Семья Склодóвских жила в родной Польше тяжело и бедно. Чтобы старшая сестра Бронислава смогла получить высшее образование, Марии после окончания гимназии пришлось работать гувернанткой в богатом доме. Там она и встретила первую любовь – КазимИра, хозяйского сына, который не смог устоять перед очарованием юной Марии. Однако родители Казимира посчитали, что гувернантка – не пара для их сына. Юноша подчинился родительской воле и отказался от встреч с Марией. Узнав, что социальное положение для него важнее, чем любовь, девушка рыдала не переставая. Ей казалось, что её сердце разбито навсегда и что ни один мужчина в нём больше никогда не поселится.
Теперь у Марии осталась всего одна любовь – наука. Как только представилась возможность, Мария поехала к сестре в Париж и поступила в Сорбонну. Девушка хотела получить сразу два диплома – физика и математика, а значит, заниматься нужно было в два раза больше.
С этого момента началась жизнь Марии Склодовской как самоотверженного учёного. Она почти не общалась с людьми, всё время проводила за опытами, забывая поесть. Мария была уверена, что ни один мужчина не обратит внимания на женщину, чьи руки изъедены кислотой, а мысли заняты формулами. Но Мария ошибалась – именно благодаря науке она встретилась с будущим мужем.
Однажды знакомый физик представил Склодовскую человеку, который занимался схожей научной проблемой. Мария увидела мужчину с поразительной внешностью и характером. Его взгляд был мечтательным, а лёгкая рассеянность говорила об увлечённости любимым делом. Пьер Кюрú, как и Склодовская, занимался физикой и недавно открыл способность вещества при изменении формы производить электрический заряд. Конечно же, пара сразу нашла, что им обсудить.
Расставшись, они оба никак не могли дождаться новой встречи. Листая учебники в своей крохотной комнате, Мария думала о том, какие всё-таки гениальные идеи у Пьера и какой он удивительный человек. А Кюри, протирая приборы в собственной лаборатории, вспоминал предприимчивую девушку, её революционные для науки теории и белокурые кудри. Впервые в жизни Пьер заметил, что перед ним женщина, а не просто физик…
Их роман, как и вся последующая жизнь, протекал в лаборатории, за пробирками и физическими опытами. Любовные записки друг другу они писали на полях научных брошюр, а лучшими свиданиями были лекции известных ученых. Пьер чувствовал, что наконец-то нашёл женщину, которая его понимает, а Мария была счастлива от того, что в ней видят не просто бедную студентку или многообещающего учёного.
Через год Пьер и Мария поженились. У них не было денег даже на то, чтобы купить обручальные кольца, а свадебный наряд невесте заменило простое тёмное платье, в котором было удобно заниматься опытами. Молодожёны не печалились из-за своей бедности. Они любили друг друга – и науку!
После свадьбы супруги начали свои знаменитые исследования радиоактивности. Опыты они проводили в простом сарае, без оборудования, им приходилось по очереди сидеть с детьми, чтобы эксперимент не прерывался. Но всё это не охладило их научного пыла – и тем более любви. Наука, ставшая поначалу для Пьера и Марии «скорлупой», которой они отгородились от людей, помогла им объединиться друг с другом и раскрыться для окружающего мира. В своих публикациях они никогда не разделяли друг друга и всегда писали «мы обнаружили», они единодушно решили не патентовать свои открытия, чтобы результатами мог воспользоваться любой человек, и вместе получили в 1903 году Нобелевскую премию по физике. В браке у Пьера и Марии родились две дочери, одна из которых Ирен впоследствии тоже стала учёным и тоже получила Нобелевскую премию. После долгих лет счастливого супружества, насыщенных научной работой, Мария Кюри напишет в своём дневнике: «Мы были созданы, чтобы жить вместе, и наш брак должен был состояться».
Родился в Париже 15 мая 1859 г. в семье медиков. Отец решил дать своему весьма самостоятельному сыну домашнее образование. Мальчик оказался на чудо усердным и старательным учеником, который уже в 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета (Сорбонни). Через два года он получил степень магистра физических наук. В университете в течение 1878- 1883 гг. работал ассистентом, потом в Школе физики и химии, в 1895 г. — заведовал кафедрой. В 1895 г. вступил в брак с Марией Склодовской .
За время работы в университете он занимался исследованием природы кристаллов. Вместе со своим старшим братом Жаком Кюри на протяжении четырех лет проводил интенсивные экспериментальные работы, вследствие чего им повезло открыть пьезоэлектрический эффект — появление под действием приложенной извне силы на поверхности некоторых кристаллов электрических зарядов, а также обратный эффект — возникновение упругой деформации кристалла в случае предоставления ему электрического заряда. Используя открытый пьезоэлектрический эффект, они сконструировали высокочувствительный прибор для измерения малых доз электричества и слабых токов. В 1884 — 1885 гг. П.Кюри развил теорию образования кристаллов и исследовал законы симметрии в них, в частности, впервые ввел (1885) понятие поверхностной энергии граней кристалла и сформулировал общий принцип роста кристаллов. Предложил (1894) также принцип, который дает возможность определять симметрию кристалла, который находится под определенным влиянием — «ПРИНЦИП Кюри».
Как разностороняя и многогранная личность он смог осуществить исследование магнитных свойств тел в широком диапазоне температур, установить (1895) независимость магнитной восприимчивости диамагнетиков от температуры и ее обратно пропорциональную зависимость от температуры для парамагнетиков (закон Кюри).
С 1897 года научные интересы П.Кюри сосредоточиваются на изучении радиоактивности, где он вместе с Марией Склодовской-Кюри сделал ряд выдающихся открытий: 1898 г. — новые радиоактивные элементы — полоний и радий; 1899 г. — приведенную радиоактивность и сложный характер радиоактивного излучения; 1901 г. — биологическую действие радиоактивного излучения; 1903 г. — количественный закон снижения радиоактивности (введены понятие периода полураспада) независимо от внешних условий, исходя из этого предложил использовать период полураспада как эталон времени для определения абсолютного возраста земных пород; этого же года вместе с А.Лабордором нашел произвольное выделение тепла солями радия (это стало первым наглядным свидетельством существования атомной энергии). Выдвинул гипотезу радиоактивного распада. Организовал промышленную добычу радия на основе разработанной технологии изъятия радия из урановой руды.
За исследования радиоактивности и открытие радия 1903 г. Пьеру Кюри была присуждена Нобелевская премия в области физики .
Плодотворная творческая работа давала не только моральное удовлетворение, но и материальное благосостояние — расширялась материальная база исследований, создавалась новая лаборатория. Но, как и Беккерель , Кюри рано ушел из жизни, не успев насладится триумфом и осуществить замыслы. Дождевого дня 19 апреля 1906 г., переходя улицу, он поскользнулся и упал. Голова его попала под колесо конного экипажа. Смерть настала мгновенно.
Вернемся к радиоактивности. Беккерель продолжал исследование открытого им явления. Он считал его свойством урана, аналогичным фосфоресценции. Уран, по мнению Беккереля, «представляет первый пример металла, обнаруживающего свойство, подобное невидимой фосфоресценции». Он считает свойства излучения урана подобными свойствам световых волн. Природа нового явления, таким образом, была еще не понята, не существовало и слова «радиоактивность».
Беккерель обнаружил и тщательно исследовал свойство урановых лучей делать электропроводящим воздух. Его заметка 23 ноября 1896 г. появилась почти одновременно с заметкой Д. Томсона и Э. Резерфорда, показавших, что рентгеновские лучи делают электропроводящим воздух благодаря ионизирующему действию. Так был открыт важный метод исследования радиоактивности. Сообщения Беккереля 1 марта и 12 апреля 1897 г., излагавшего результаты наблюдений разряда наэлектризованных тел под действием уранового излучения, содержали важное указание, что активность препаратов урана оставалась неизменной более года.
Вскоре в исследование нового загадочного явления включились другие исследователи, и прежде всего супруги Пьер и Мария Кюри. Мария Склодовская-Кюри начала исследования радиоактивных явлений в конце 1897 г., избрав изучение этих явлений темой своей докторской диссертации. В апреле 1898 г. была опубликована ее первая статья по радиоактивности. Позднее в своей докторской диссертации она писала: «Я измеряла напряженность урановых лучей, пользуясь их свойством сообщать воздуху электропроводность... При этих измерениях употреблялась металлическая пластинка, покрытая слоем уранового порошка».
Уже в этой первой работе М. Склодовская-Кюри исследовала, нет ли других веществ, обладающих свойством, аналогичным урану. Она нашла, что «торий и его соединения имеют то же свойство». Одновременно аналогичный результат был опубликован в Германии Шмидтом.
Далее она пишет: «Таким образом, уран, торий и их соединения испускают беккерелевы лучи. Вещества, обладающие этим свойством, я назвала радиоактивными. С тех пор это имя стало общепринятым». Итак, с июля 1898 г., когда был опубликован новый термин в физике, начало жить важное понятие «радиоактивность». Заметим, что эта июльская статья была подписана уже супругами Пьером и Марией Кюри.
Пьер оставил свою тематику и активно включился в работу жены. В заброшенном сарае Школы промышленной физики и химии, превращенном супругами в лабораторию, началась титаническая работа с отбросами урановой руды, полученной из Иоахимсталя (ныне Иоахимов). В своей книге «Пьер Кюри» Мария Кюри описывает, в каких условиях велась эта работа: «Мне доводилось обрабатывать зараз до двадцати килограммов первичного материала и в результате уставлять сарай большими сосудами с химическими осадками и жидкостями.
Это был изнурительный труд-переносить мешки в сосуды, переливать жидкости из одного сосуда в другой, несколько часов подряд мешать кипящий материал в чугунном сосуде».
Это был не только изнурительный, но и опасный труд: исследователи еще не знали вредного действия радиоактивных излучений, которые в конце концов привели Марию Склодовскую-Кюри к безвременной кончине.
Напряженный труд принес щедрые плоды. В том же, 1898 г. появляются одна за другой статьи, сообщающие о получении новых радиоактивных веществ. В июльском выпуске докладов Парижской Академии наук появилась статья П. и М. Кюри «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной руде». Описав метод химического выделения нового вещества, положившего начало радиохимии, они писали далее: «Мы... полагали, что то вещество, которое мы извлекли из смоляной руды, содержит какой-то металл, до сих пор еще не замеченный, по своим аналитическим свойствам близкий к висмуту. Если существование этого нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием, по названию страны, из которой один из нас родом»
Активность полония оказалась в 400 раз выше активности урана. В декабре того же года появилась статья супругов Кюри и Бемона «Об одном новом, сильно радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной руде». Здесь сообщалось об открытии нового, сильно радиоактивного вещества, по химическим свойствам близкого барию. Согласно точке зрения, высказанной М Склодовской в ее первой работе, радиоактивность является свойством чтомов, сохраняющимся во всех химических и физических состояниях вещества». «При такой точке зрения, - писали авторы, - радиоактивность нашего вещества, не будучи обусловлена барием (барий не радиоактивен,- Я. К.), должна быть приписана какому-то другому элементу».
Было получено хлористое соединение нового элемента, активность которого в 900 раз превышает активность урана. В спектре соединения была обнаружена линия, не принадлежащая ни одному из известных элементов. «Перечисленные нами доводы, -писали в заключение авторы статьи,- заставляют нас думать, что это новое радиоактивное вещество содержит какой-то новый элемент, который мы предлагаем назвать радием».
Открытия полония и радия завершили новый этап в истории радиоактивности. В декабре 1903 г. А. Бек-керель, Пьер и Мария Кюри были награждены Нобелевской премией. Приведем краткие биографические справки о Нобелевских лауреатах 1903 г.
Анри Беккерель родился 15 декабря 1852 г. в семье известного физика Александра Эдмонда Беккереля, прославившегося своими исследованиями фосфоресценции. Крупным ученым был и отец Александра Эдмонда- дед Анри - Антуан Сезар Беккерель. Беккерели: дед, сын, внук-жили в доме французского естествоиспытателя Кювье, принадлежащем Национальному музею естественной истории. В этом доме Анри и сделал свое великое открытие, и мемориальная доска на фасаде гласит: «В лаборатории прикладной физики Анри Беккерель открыл радиоактивность 1 марта 1896 г.».
Анри учился в лицее, затем в Политехнической школе, по окончании которой работал инженером в Институте путей сообщения. Но вскоре его постигло горе: умерла его молодая жена, и молодой вдовец с сыном Жаном, будущим четвертым физиком Беккерелем, переезжает к отцу в Музей естественной истории. Сначала он работает репетитором Политехнической школы, а с 1878 г., после смерти деда, становится ассистентом своего отца.
В 1888 г. Анри защищает докторскую диссертацию и ведет вместе с отцом разностороннюю научную работу. Через год его избирают в Академию наук. С 1892 г. он становится профессором Национального музея естественной истории. Открытие радиоактивности круто повернуло судьбу Беккереля. Он - Нобелевский лауреат, обладатель всех знаков отличия Парижской Академии наук, член Лондонского Королевского общества. Летом 1908 г. академия избирает его непременным секретарем физического отделения. Умер Беккерель 25 августа 1908 г.
Пьер Кюри родился 15 мая 1859 г. в Париже в семье врача. Эжен Кюри, отец Пьера, во время революции 1848 г., в дни Парижской Коммуны был на боевом посту, оказывая помощь раненым революционерам и коммунарам. Человек высокого гражданского долга и мужества, он привил эти качества своим сыновьям Жаку и Пьеру. Мальчики - шестнадцатилетний Жак и двенадцатилетний Пьер помогали отцу в дни баррикадных боев Коммуны.
Пьер получил домашнее образование. Незаурядные способности и прилежание помогли ему выдержать в шестнадцать лет экзамен на звание бакалавра. Юный бакалавр слушал лекции в Сорбонне, работал в лаборатории профессора Леру в фармацевтическом институте и уже в восемнадцать лет стал лиценциатом физики. С 1878 г. он работал ассистентом Парижского университета. С этого же времени он вместе с братом Жаком занимается исследованием кристаллов. Вместе с Жаком они открывают пьезоэлектричество. В 1880 г. публикуется статья Пьера и Жака Кюри «Образование полярного электричества под действием давления в гемиэдрических кристаллах с косыми гранями». Основной вывод работы они формулируют следующим образом: «Какова бы ни была причина, всякий раз, когда гемиэдрический кристалл с косыми гранями сжимается, возникает электрическая поляризация определенного направления; всякий раз, когда этот кристалл растягивается, выделение электричества происходит в противоположном направлении».
Затем они открывают противоположный эффект: деформацию кристаллов под действием электрического напряжения. Они впервые изучили электрические деформации кварца, создали пьезокварц и использовали его для измерения слабых электрических зарядов и токов. Ланжевен при менял пьезокварц для генерации ультразвука. Пьезокварц используется также и для стабилизации электриче ских колебаний.
После пятилетней плодотворной работы пути братьев разошлись. Жак Кюри (1855-1941) уехал в Монпелье и занимался минералогией, Пьер был назначен в 1883 г. руководителем практических работ по физике в только что открытой Парижским муниципалитетом Школе промышленной физики и химии. Здесь Кюри выполнил свои исследования по кристаллографии и симметрии, часть которых он провел с Жаком, время от времени приезжавшим в Париж.
В 1891 г. Пьер Кюри обратился к опытам по магнетизму. В результате этих опытов он четко разделил диамагнитные и парамагнитные явления по их зависимости от температуры. Изучая зависимость ферромагнитных свойств от температуры, он нашел «точку Кюри», при которой исчезают ферромагнитные свойства, и открыл закон зависимости восприимчивости парамагнитных тел от температуры (закон Кюри).
В 1895 г. Пьер Кюри женился на Марии Склодовской.
С момента открытия радиоактивности новая область исследования захватила молодых супругов, и с 1897 г. они совместно работают над ее изучением. Это творческое содружество продолжалось до дня трагической гибели Пьера. 19 апреля 1906 г., возвратившись из деревни, где он с семьей проводил пасхальные каникулы, Пьер Кюри участвовал на собрании Ассоциации преподавателей точных наук. Возвращаясь с собрания, он, переходя улицу, попал под ломовую телегу и был убит ударом в голову.
«Угас один из тех, кто был истинной славой франции», - писала в биографии Пьера Кюри Мария Кюри.
Мария Склодовская-Кюри. Мария Склодовская родилась в Варшаве 7 ноября 1867 г. в семье преподавателя варшавской гимназии. Мария получила хорошую домашнюю подготовку и закончила гимназию с золотой медалью.
В 1883 г. после гимназии она работала воспитательницей в семьях богатых поляков. Потом она некоторое время жила дома и работала в лаборатории своего двоюродного брата, сотрудника А.И.Менделеева Иосифа Богусского.
В 1891 г. она уезжает в Париж и поступает на физико-математический факультет Сорбонны. В 1893 г. она получает степень лиценциата физических наук, а через год становится лиценциатом математических наук.
В это же время она выполняет первую научную работу по теме «Магнитные свойства закаленной стали», предложенной известным изобретателем цветной фотографии Липпманом. Работая над темой, она перешла в Школу промышленной физики и химии, где встретилась с Пьером Кюри.
Вместе они открыли новые радиоактивные элементы, вместе были удостоены в 1903 г. Нобелевской премии, и после гибели Пьера Мария Кюри стала его преемницей в Парижском университете, где Пьер Кюри был в 1900 г. избран профессором. 13 мая 1906 г первая женщина-лауреат Нобелевской премии становится первой женщиной-профессором знаменитой Сорбонны Она же впервые в мире начала читать курс лекций по радиоактивности. Наконец, в 1911 г. она становится первым ученым дважды лауреатом Нобелевской премии. В этом году она получила Нобелевскую премию по химии.
Во время первой мировой войны Мария Кюри создала рентгеновские установки для военных госпиталей. Перед самой войной в Париже был открыт Институт радия, ставший местом работы самой Кюри, ее дочери Ирен и зятя Фредерика Жолио. В 1926 г. Мария Склодовская-Кюри избирается почетным членом Академии наук СССР.
Тяжелое заболевание крови, развившееся в результате длительного действия радиоактивного излучения, привело ее к смерти 4 июля 1934 г. В год ее смерти Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Славный путь династии Кюри блистательно продолжался.