Becquerel, Alexandre-Edmond (1820-1891)

Edmond Becquerel patřil do rodiny vědců. Jeho otec Antoine-César byl profesorem fyziky v Muséum d’Histoire Naturelle a jeho syn Henri Becquerel, rovněž fyzik, objevil fenomén radioaktivity (za což v roce 1903 obdržel Nobelovu cenu).

Vědeckou činnost Edmond zahájil v roce 1838, ve svých osmnácti letech. Když byla pro jeho otce v Muséum d’Histoire Naturelle zřízena katedra profesora fyziky aplikované na přírodní vědy, stál Edmund před dilematem, zda se rozhodnout pro studium na l’Ecole Normale, l’Ecole Polytechnique, nebo se stát otcovým asistentem pro kurz, který byl spojen s profesurou. Rozhodl se asistovat svému otci a jejich spolupráce pokračovala po celá desetiletí. Na titulní straně knihy vydané v letech 1855-1856 s jeho otcem je tedy uveden jeho titul: „Professeur au Conservatoire impérial des Arts et Métiers, Aide-naturaliste au Muséum d’Histoire Naturelle, etc.“. Po krátkém působení jako asistent na la Sorbonne a poté jako profesor na Institut Agronomique de Versailles se v roce 1852 stal profesorem na Conservatoire des Arts et Métiers, kde působil téměř čtyřicet let. Když jeho otec v roce 1878 zemřel, Edmond po něm vedle profesury převzal i funkci ředitele Muséum. V roce 1840 získal na pařížské univerzitě titul doktora věd a v roce 1863 byl zvolen členem l’Académie des Sciences.

Publikoval velké množství vědeckých článků a řadu knih: třísvazkový Traité d’électricité et de magnétisme, et des applications de ces sciences á la chimie, á la physiologie et aux arts. (1855-1856 se svým otcem); Recherches sur divers effets lumineux qui résultent de l’action de la lumiére sur les corps(1859); a La lumiére, ses causes et ses effets1867, ve dvou svazcích.

Elektřina, magnetismus a světlo byly hlavními tématy jeho práce. V té době byla tato témata „horká“. Hans Christian Ørsted učinil svůj objev, že elektrický proud působí na magnet, v roce, kdy se Edmond narodil. Michael Faraday právě (v roce 1831) objevil účinek indukce a Louis Daguerre vynalezl fotografickou desku v roce 1837, tedy rok předtím, než Edmund začal svou vědeckou práci. Edmond se pustil do studia chemického působení světla a v roce 1839 objevil pozoruhodný efekt: po chemických dějích způsobených světlem se vyzařovala elektřina – fotoelektrický jev. To ho přivedlo ke konstrukci „aktinometru“, který umožňuje měřit intenzitu světla pomocí měření elektrického proudu generovaného světlem. Pomocí fotografických desek zkoumal spektrum slunečního světla a zjistil, že tmavé čáry, které Fraunhofer pozoroval ve viditelné části, pokračují do fialové a ultrafialové oblasti a že desky se po krátkém vystavení ultrafialovému záření stávají citlivými i na červenou část a mohou skutečně získat obraz bez vyvolání desek.

Souběžně s těmito výzkumy pokračoval (se svým otcem) ve studiu elektřiny. Použil kompenzační metodu k měření měrného odporu velkého množství materiálů, včetně kapalných roztoků. Vliv elektrod byl v posledním případě zohledněn pomocí trubic, v nichž bylo možné měnit vzdálenost mezi elektrodami. Hlavní pozornost byla věnována také elektrochemickým účinkům a jejich praktickému využití. Druhý díl „Traité …“ se zabývá především možností získávat stříbro z minerálů v Mexiku elektrochemickými metodami na rozdíl od tehdy používaných metod využívajících buď dřevěné uhlí, nebo rtuť. Rtuť byla drahá a dřevěné uhlí bylo stále dražší kvůli nedostatku dřeva. V úvodu „Traité …“ zmiňuje, že pokud by spotřeba dřeva v Mexiku pokračovala současným tempem, mělo by to vážné následky a mexická vláda by měla být znepokojena. (Na tomto místě stojí za zmínku, že Mexiko získalo nezávislost v roce 1821 a téma francouzské intervence ve vnitřních válkách, které následovaly, bylo významným politickým tématem). Podrobně studoval elektromotorickou sílu a vnitřní odpor velkého počtu baterií. Spolu se svým otcem využil termoelektrický jev ke konstrukci teploměrů, které dokázaly měřit jinak obtížně měřitelné teploty a na místech, která byla jinými prostředky těžko přístupná. Teplota v zemi byla například měřena po celý rok.

Další studii zahájil v roce 1839 Jean-Baptiste Biot (který kvantitativně změřil sílu, kterou elektrický proud působí na magnet, tedy efekt, který Ørsted objevil kvalitativně), a to na fosforescenci, fluorescenci a luminiscenci. Ke studiu jevu, že některé látky po vystavení světlu vyzařují světlo, Becquerel sestrojil důmyslný přístroj. Hlavní myšlenkou byly dva disky s otvory, které se otáčely kolem osy rovnoběžné s paprskem světla osvětlujícím vzorek umístěný mezi disky. Vzorek přijímá světlo pouze tehdy, když před ním prochází otvor; v opačném případě disk blokuje cestu světla. Stejně tak je vyzařované světlo pozorováno pouze tehdy, když otvorem v druhém disku prochází vzorek, a může být zkoumáno v různých časech po expozici buď změnou relativní polohy otvorů, nebo změnou rychlosti otáčení. Kromě toho lze do dráhy vyzařovaného světla vložit hranol a provést spektrální analýzu. S tímto jednoduchým přístrojem se mu podařilo zkrátit čas, který dělí světelnou excitaci a pozorování, na 1/40 000 sekundy. Získal řadu důležitých výsledků; například zjistil, že fluorescence se od fosforescence liší pouze velmi krátkým trváním a že spektrum fluorescenčního světla je charakteristické pro každou látku (jeden z prvních případů nedestruktivního testování).

Objev a podrobné zkoumání jevu fluorescence se obecně považuje za hlavní přínos Edmonda Becquerela. Jeho další dopad spočíval v tom, že později vedl k objevu radioaktivity jeho synem Henrim, neboť Henri v těchto studiích pokračoval a mezi zkoumané látky zařadil i soli uranu.

Edmond Becquerel se zajímal a věnoval vědě obecně. Byl velmi pečlivým a nápaditým experimentátorem s bystrým smyslem pro praktické aspekty vědy. Vynaložil velké úsilí a vhled do zkoumání praktického využití fyziky, zejména nových jevů elektřiny a magnetismu, respektive v jejich kombinaci elektromagnetismu.

Stig Steenstrup

BIBLIOGRAFIE

Becquerel, H. (1892). „La chaire de physique du Muséum“. Revue Scientifique 49:674-678.

Harvey, E. N. (1957). Dějiny luminiscence od nejstarších dob do roku 1900. Philadelphia: American Philosophical Society.

Violle, J. (1892). „L’œuvre scientifique de M. Edmond Becquerel“. Revue Scientifique 49:353-360.