Henri Becquerel y el descubrimiento de la radiactividad
El 15 de diciembre de 1852 fue el cumpleaños del físico francés Antoine Henri Becquerel, quien descubrió una propiedad completamente desconocida de la materia en marzo de 1896.
Becquerel
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Algunos podrían decir que el descubrimiento de Becquerel de la “radioactividad” fue un accidente afortunado, pero como escribió el filósofo romano Séneca en el siglo I, “la suerte es lo que sucede cuando la preparación se encuentra con la oportunidad”. Becquerel se preparó y tuvo la oportunidad, y así es como hizo El sorprendente descubrimiento de la radiactividad.
Rayos X
La primera radiografía humana: la mano de Bertha Roentgen
En enero de 1896, Wilhelm Röntgen sorprendió al mundo haciendo circular fotografías de los huesos en su mano, tomadas con la ayuda de su nuevo descubrimiento: rayos X. Las fotografías del interior del cuerpo humano causaron una sensación mundial ese año. También agitó a Antoine Henri Becquerel a la acción. Becquerel pensó que los rayos X provenían de una región del tubo de vacío de Röntgen que se hizo fosforescente por los rayos catódicos que lo atraviesan, y como experto mundial en fosforescencia, se comprometió de inmediato a averiguar si todo el material fosforescente producía estos rayos X extraordinarios. .
Fosforescencia
Primero, aclaremos el tema de la fosforescencia, que era misterioso y un tema candente de investigación a fines del siglo XIX. Mientras que la luminiscencia es la emisión de luz por una sustancia que no resulta del calor, la fosforescencia es el caso especial de un material que emite luz durante un período de tiempo después de que haya absorbido fotones. Se necesitarían décadas de investigación y la teoría de la mecánica cuántica para construir un modelo de cómo un material podría “almacenar” energía y luego emitirla lentamente en forma de luz mucho después de que se haya eliminado la fuente de energía.
La fluorescencia normal implica, aproximadamente, que un electrón de un átomo se excita a un estado de energía superior u “orbital”, al absorber un fotón de energía, y luego volver a su estado fundamental, liberando un fotón de menor longitud de onda, casi instantáneamente. Pero en el caso especial de la fosforescencia en algunos materiales, un electrón puede pasar a un llamado estado de energía superior “prohibido” por medio de la absorción de un fotón de energía, y el proceso de liberar la energía de dicho estado prohibido ocurre más lentamente, en general, que el caso directo de fluorescencia, lo que resulta en un material “brillante” durante períodos más largos después de la exposición a los fotones.
No fosforescencia
Sin darse cuenta de nada de esto, Becquerel, sin embargo, colocó su sulfato de uranilo potásico K
2
UO
2
(ENTONCES
4 4
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2
compuesto en placas fotográficas, cubra las placas con papel negro para protegerlas de la luz y colóquelas en el alféizar de la ventana para que el compuesto de uranio pueda absorber la luz y comenzar a brillar. Como esperaba, los rayos del sulfato de uranilo fosforescente penetraron el papel y expusieron la fotografía, e incluso penetraron también objetos metálicos. Quizás no tan claramente como lo hubieran hecho los rayos X del tubo de vacío de Röntgen, pero no obstante fue un resultado maravilloso.
Foto de radiactividad de Becquerel: una medalla de cruz de Malta está absorbiendo radiación en el parche inferior
Entonces sucedió algo inesperado y sorprendente. Becquerel estaba listo para realizar más experimentos en el alféizar de la ventana, pero se produjeron días nublados, por lo que colocó los platos y los minerales dentro de un cajón oscuro del escritorio. No había absorción de luz ni fosforescencia allí, y simplemente por una corazonada (o más probablemente, solo estaba siendo minucioso), Becquerel desarrolló estas placas de todos modos, esperando una imagen muy tenue o nula. En cambio, encontró imágenes intensas, en efecto, el uranio emitía rayos X por sí solo. Para los científicos de la época, esto fue sorprendente: la energía se creó a partir de “nada”, excepto que el experimento fue fácil para ellos para duplicar los resultados de Becquerel. Becquerel también descubrió rápidamente que el efecto no disminuía con el tiempo (el disulfato de uranio seguía emitiendo energía constantemente) y el uranio metálico puro funcionaba aún mejor.
Ahora sabemos que el uranio estaba emitiendo una amplia gama de energía además de los rayos X, en un proceso espontáneo que pronto se conocería como radioactividad. También sabemos que el uranio se descompone espontáneamente a un isótopo de menor energía al emitir partículas alfa, con “nucleidos hijos” que emiten partículas beta. Becquerel, así como Marie y Pierre Curie, fueron fundamentales en la investigación de esta nueva e increíble propiedad de la materia llamada radiactividad, y los tres compartieron el Premio Nobel de física en 1903. Y, aunque a menudo se afirma en los juegos de azar, “I preferiría ser afortunado que bueno ”, Becquerel fue afortunado y bueno: su vida de preparación en el estudio de la fosforescencia y los materiales fosforescentes, su experiencia en el método científico y en los usos de laboratorio de la fotografía, y una gran curiosidad innata lo equiparon para Haz uno de los descubrimientos más sorprendentes de la historia de la ciencia.
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