Becquerel, Alexandre-Edmond (1820-1891)

Edmond Becquerel var en del af en familie af videnskabsmænd. Hans far, Antoine-César, var professor i fysik ved Muséum d’Histoire Naturelle, og hans søn, Henri Becquerel, der også var fysiker, opdagede fænomenet radioaktivitet (hvilket han modtog Nobelprisen for i 1903).

Edmonds videnskabelige arbejde begyndte i 1838, i en meget tidlig alder af 18 år. Da professorstolen som professor i fysik anvendt på naturhistorie blev oprettet til hans far på Muséum d’Histoire Naturelle, stod Edmond over for dilemmaet at vælge mellem at gå på l’Ecole Normale, l’Ecole Polytechnique, eller at blive assistent for sin far til det kursus, der fulgte med professoratet. Han valgte at assistere sin far, og deres samarbejde fortsatte i årtier. Således er hans titel på titelbladet i den bog, der blev udgivet i 1855-1856 sammen med hans far, angivet som: “Professeur au Conservatoire impérial des Arts et Métiers, Aide-naturaliste au Muséum d’Histoire Naturelle, etc.” Efter en kort periode som assistent ved la Sorbonne og derefter som professor ved Institut Agronomique de Versailles blev han i 1852 professor ved Conservatoire des Arts et Métiers, hvor han arbejdede i næsten fyrre år. Da hans far døde i 1878, efterfulgte Edmond ham som direktør for Muséum ved siden af sit professorat. Han fik en grad som doktor i naturvidenskab fra universitetet i Paris i 1840 og blev valgt til medlem af l’Académie des Sciences i 1863.

Han udgav et stort antal videnskabelige artikler og en række bøger: den tre bind lange Traité d’électricité et de magnétisme, et des applications de ces sciences á la chimie, á la physiologie et aux arts. (1855-1856 sammen med sin far); Recherches sur divers effets lumineux qui résultent de l’action de la lumiére sur les corps(1859); og La lumiére, ses causes et ses effets1867, i to bind.

Elektricitet, magnetisme og lys var de vigtigste emner for hans arbejde. På det tidspunkt var disse emner “hotte” emner. Hans Christian Ørsted havde gjort sin opdagelse, at en elektrisk strøm havde en virkning på en magnet i det år, hvor Edmond blev født. Michael Faraday havde netop (i 1831) opdaget virkningen af induktion, og Louis Daguerre opfandt den fotografiske plade i 1837, året før Edmund begyndte sit videnskabelige arbejde. Edmond gik i gang med at undersøge lysets kemiske virkning, og i 1839 opdagede han en bemærkelsesværdig effekt: elektricitet blev udsendt som følge af de kemiske handlinger, der skyldes lyset – den fotoelektriske effekt. Han blev således ledt til konstruktionen af “actinometeret”, som gør det muligt at måle lysintensiteten ved at måle den elektriske strøm, der genereres af lyset. Ved hjælp af fotografiske plader undersøgte han sollysets spektrum og opdagede, at de mørke linjer, som Fraunhofer observerede i den synlige del, fortsætter i det violette og ultraviolette område, og at pladerne, når de kortvarigt udsættes for ultraviolet stråling, også bliver følsomme over for den røde del, og at de faktisk kan få et billede uden udvikling af pladerne.

Parallel til disse undersøgelser fortsatte han (sammen med sin far) med at studere elektricitet. Han brugte kompensationsmetoden til at måle resistiviteten af en lang række materialer, herunder flydende opløsninger. Elektrodernes virkning blev i sidstnævnte tilfælde taget i betragtning ved at anvende rør, hvor det var muligt at ændre afstanden mellem elektroderne. Elektrokemiske virkninger og deres praktiske anvendelse var også et vigtigt emne. Andet bind af “Traité …” beskæftiger sig hovedsagelig med muligheden for at udvinde sølv fra mineraler i Mexico ved hjælp af elektrokemiske metoder i modsætning til de metoder, der dengang blev anvendt, og som involverede enten trækul eller kviksølv. Kviksølv var dyrt, og trækul blev stadig dyrere på grund af manglen på træ. I indledningen til “Traité …” nævner han, at hvis forbruget af træ i Mexico fortsatte med den nuværende hastighed, ville det få alvorlige konsekvenser, og at den mexicanske regering burde være bekymret. (Det er på dette tidspunkt værd at bemærke, at Mexico havde opnået uafhængighed i 1821, og spørgsmålet om fransk indblanding i de interne krige, der fulgte, var et vigtigt politisk emne). Han studerede indgående den elektromotoriske kraft og den indre modstand i et stort antal batterier. Han og hans far brugte den termoelektriske effekt til at konstruere termometre, der kunne måle temperaturer, der ellers var vanskelige at måle, og på steder, der var svært tilgængelige på andre måder. Temperaturen i jorden blev f.eks. målt hele året rundt.

En anden undersøgelse blev i 1839 påbegyndt sammen med Jean-Baptiste Biot (som kvantitativt havde målt den kraft, som en elektrisk strøm frembringer på en magnet, den effekt, som Ørsted kvalitativt havde opdaget), nemlig om fosforescens, fluorescens og luminescens. For at undersøge det fænomen, at visse stoffer udsender lys efter at være blevet udsat for lys, udviklede Becquerel et genialt apparat. Hovedidéen var at have to skiver med huller i, som roterer om en akse, der er parallel med den lysstråle, der belyser den prøve, der er placeret mellem skiverne. Prøven modtager kun lys, når et hul passerer foran den, ellers blokerer skiven for lysets vej. På samme måde observeres det udsendte lys kun, når et hul i den anden skive passerer prøven, og det kan undersøges på forskellige tidspunkter efter eksponeringen ved at ændre enten hullernes relative positioner eller ved at ændre rotationshastigheden. Endvidere kan man indsætte et prisme i det udsendte lys og foretage en spektralanalyse. Med dette enkle apparat var han i stand til at reducere den tid, der adskiller lysudløsningen fra observationen, til 1/40.000 af et sekund. Der blev opnået en række vigtige resultater; f.eks. at fluorescens kun adskilte sig fra fosforescens ved sin meget korte varighed, og at spektret af det fluorescerende lys er karakteristisk for hvert stof (et af de første eksempler på ikke-destruktiv prøvning).

Den opdagelse og de detaljerede undersøgelser af fluorescensfænomenet anses generelt for at være Edmond Becquerels vigtigste bidrag. Det havde yderligere den betydning, at det senere førte til hans søn Henri’s opdagelse af radioaktivitet, da Henri fortsatte disse undersøgelser og blandt de undersøgte stoffer inkluderede uransalte.

Edmond Becquerel var interesseret i og engageret i videnskab i almindelighed. Han var en meget omhyggelig og fantasifuld eksperimentator med en skarp fornemmelse for de praktiske aspekter af videnskaben. Han lagde stor indsats og indsigt i at udforske fysikkens praktiske anvendelser, især de nye fænomener elektricitet og magnetisme eller, når de kombineres, elektromagnetisme.

Stig Steenstrup

BIBLIOGRAFIER

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

Harvey, E. N. (1957). A History of Luminescence from the Earliest times Until 1900 (En historie om luminescens fra de tidligste tider til 1900). Philadelphia: American Philosophical Society.

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