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第三位小數贏了

2016-04-29 00:00:00
發明與創新·小學生 2016年11期

氬氣是一種非常古怪的氣體,懶惰且孤獨,幾乎不與任何元素發生化學反應。它的發現,震驚了當時的科學界,而發現者是英國物理學家瑞利。

瑞利每天的工作就是用一架特別精確的天平測量氣體的密度,測量氣體密度有4個步驟:1.稱一下大玻璃球;2.將氣體充入這個玻璃球中,再稱一下;3.將兩次稱量結果相減,得出氣體的質量;4.最后用氣體的質量除以大玻璃球的容積。這種枯燥的工作,瑞利做了很多年都不覺得厭煩。

一次,他讓空氣通過燒得通紅的裝滿銅屑的管子,氧氣與銅化合,生成氧化銅。由于空氣基本是由氧氣和氮氣組成的,所以管子里剩下的氣體就是氮氣。他測量氮氣的密度,結果是1.2572克/升,即每升氮氣重1.2572克。

而他之前從氨氣中分解得到的氮氣每升重量為1.2508克,比從空氣中分離出來的氮氣輕了0.0064克。

奇怪!兩個結果居然不一樣,是不是實驗出了差錯?他又做了好幾次實驗,結果還是一樣。

在一般人看來,0.0064克的差別實在太小了,都在小數點后面第三位了,干脆忽略算了。可是瑞利不這么想,他是個很較真的人。

他又埋頭做了兩年實驗,得出的實驗結果還是一樣:從含氮的物質中分解得到的氮氣比從空氣中分離出來的氮氣輕。

這到底是怎么回事呢?瑞利的朋友拉姆賽和他合作研究這個問題。

實際上,氮氣剛剛被發現時,人們叫它“濁氣”。18世紀末,英國化學家開文迪許做了大量關于空氣的實驗,發現空氣中的濁氣不是單一的物質,還混有一種不與氧氣化合的濁氣,但他沒有對這種濁氣進行更深入的研究。

瑞利和拉姆賽把這種濁氣裝在氣體放電管中,通上高壓電后,濁氣閃閃發光。用分光鏡檢查,發現光譜中有橙色和綠色的譜線,這是已知的元素所沒有的譜線,表明這種濁氣是一種新的氣體。

接下來,他們又做了許多實驗,發現這種新氣體不與任何物質發生化學反應。根據新氣體的這個性質,科學家給它取名為氬氣。

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