Becquerel, Alexandre-Edmond (1820-1891)

Edmond Becquerel egy tudóscsalád tagja volt. Apja, Antoine-César a Muséum d’Histoire Naturelle fizika professzora volt, fia, Henri Becquerel pedig, aki szintén fizikus volt, felfedezte a radioaktivitás jelenségét (amiért 1903-ban Nobel-díjat kapott).

Edmond tudományos munkássága 1838-ban, igen korán, tizennyolc évesen kezdődött. Amikor apja számára a Muséum d’Histoire Naturelle-ben létrehozták a Természettudományi Alkalmazott Fizika Professzori Tanszéket, Edmund előtt az a dilemma állt, hogy a l’Ecole Normale, l’Ecole Polytechnique mellett döntsön, vagy apja asszisztense legyen a professzori állással járó tanfolyamra. Úgy döntött, hogy apja asszisztense lesz, és együttműködésük évtizedekig tartott. Így az 1855-1856-ban apjával közösen kiadott könyv címlapján így szerepel a címe: “Professeur au Conservatoire impérial des Arts et Métiers, Aide-naturaliste au Muséum d’Histoire Naturelle, stb.”. Rövid la Sorbonne-i asszisztensi, majd a Versailles-i Agronómiai Intézet professzori állása után 1852-ben a Conservatoire des Arts et Métiers professzora lett, ahol közel negyven évig dolgozott. Amikor apja 1878-ban meghalt, Edmond követte őt a Muséum igazgatójaként a professzori tisztsége mellett. A párizsi egyetemen 1840-ben a tudományok doktorává avatták, 1863-ban pedig a l’Académie des Sciences tagjává választották.

Nagyszámú tudományos cikket és számos könyvet publikált: a háromkötetes Traité d’électricité et de magnétisme, et des applications de ces sciences á la chimie, á la physiologie et aux arts. (1855-1856 apjával együtt); Recherches sur divers effets lumineux qui résultent de l’action de la lumiére sur les corps(1859); és La lumiére, ses causes et ses effets1867, két kötetben.

A villamosság, a mágnesesség és a fény voltak munkásságának fő témái. Abban az időben ezek a témák “forró” témák voltak. Hans Christian Ørsted még Edmond születésének évében tette meg felfedezését, miszerint az elektromos áram hatással van a mágnesre. Michael Faraday éppen akkor (1831-ben) fedezte fel az indukció hatását, Louis Daguerre pedig 1837-ben találta fel a fényképészeti lemezt, egy évvel azelőtt, hogy Edmund megkezdte tudományos munkásságát. Edmond a fény kémiai hatásának tanulmányozását tűzte ki célul, és 1839-ben figyelemre méltó hatást fedezett fel: a fény hatására fellépő kémiai hatásokat követően elektromosság szabadult fel – ez volt a fotoelektromos hatás. Így jutott el az “aktinométer” megépítéséhez, amely lehetővé teszi a fényintenzitás mérését a fény által keltett elektromos áram mérésével. Fotólemezek segítségével vizsgálta a napfény spektrumát, és felfedezte, hogy a Fraunhofer által a látható részen megfigyelt sötét vonalak az ibolyántúli és az ultraibolya tartományban folytatódnak, és hogy a lemezek, ha rövid időre ultraibolya sugárzásnak teszik ki őket, a vörös részre is érzékennyé válnak, és a lemezek fejlesztése nélkül valóban képet tudnak készíteni.

Ezekkel a vizsgálatokkal párhuzamosan (apjával együtt) folytatta az elektromosság tanulmányozását. A kompenzációs módszerrel számos anyag, köztük folyékony oldatok fajlagos ellenállását mérte. Ez utóbbi esetben az elektródák hatását úgy vette figyelembe, hogy olyan csöveket használt, amelyekben az elektródák közötti távolságot változtatni lehetett. Az elektrokémiai hatások és azok gyakorlati alkalmazása szintén fő szempont volt. A “Traité …” második kötete elsősorban azzal foglalkozik, hogy a mexikói ásványokból való ezüst kinyerése elektrokémiai módszerekkel megvalósítható-e, szemben az akkoriban használatos szénnel vagy higannyal végzett módszerekkel. A higany drága volt, a faszén pedig egyre drágábbá vált a fahiány miatt. A “Traité …” bevezetőjében megemlíti, hogy ha a mexikói fafogyasztás a jelenlegi tízes ütemben folytatódna, annak súlyos következményei lennének, és a mexikói kormánynak aggódnia kellene. (Ezen a ponton érdemes megjegyezni, hogy Mexikó 1821-ben nyerte el függetlenségét, és az ezt követő belháborúkba való francia beavatkozás témája fontos politikai kérdés volt.) Kiterjedten tanulmányozta számos akkumulátor elektromotoros erejét és belső ellenállását. Apjával együtt a termoelektromos hatást felhasználva olyan hőmérőket építettek, amelyekkel egyébként nehezen mérhető hőmérsékleteket is meg tudtak mérni, ráadásul olyan helyeken, amelyekhez más eszközökkel nehezen lehetett hozzáférni. A talaj hőmérsékletét például egész évben mérték.

Egy másik tanulmányt 1839-ben Jean-Baptiste Biot-val (aki kvantitatív módon mérte meg az elektromos áram által a mágnesre kifejtett erőt, azt a hatást, amelyet Ørsted kvalitatív módon fedezett fel) kezdtek el, mégpedig a foszforeszcencia, a fluoreszcencia és a lumineszcencia vizsgálatával. Annak a jelenségnek a tanulmányozására, hogy bizonyos anyagok fényt bocsátanak ki, miután fénynek tették ki őket, Becquerel egy zseniális készüléket dolgozott ki. Az alapötlet az volt, hogy két, lyukakkal ellátott korongot a korongok közé helyezett mintát megvilágító fénysugárral párhuzamos tengely körül kell forgatni. A minta csak akkor kap fényt, ha egy lyuk halad el előtte; ellenkező esetben a korong elzárja a fény útját. Hasonlóképpen, a kibocsátott fény csak akkor figyelhető meg, amikor a másik korongban lévő lyuk áthalad a mintán, és az expozíció után különböző időpontokban vizsgálható a lyukak egymáshoz viszonyított helyzetének megváltoztatásával vagy a forgási sebesség változtatásával. Ezenkívül a kibocsátott fény útjába prizmát is be lehet helyezni, és spektrális elemzést lehet végezni. Ezzel az egyszerű készülékkel 1/40 000 másodpercre tudta csökkenteni a fénygerjesztés és a megfigyelés közötti időt. Számos fontos eredményre jutott; például arra, hogy a fluoreszcencia csak nagyon rövid időtartamában különbözik a foszforeszcenciától, és hogy a fluoreszcens fény spektruma minden anyagra jellemző (a roncsolásmentes vizsgálat egyik első példája).

A fluoreszcencia jelenségének felfedezését és részletes vizsgálatát általában Edmond Becquerel fő hozzájárulásaként tartják számon. Ennek további hatása volt, hogy később fia, Henri által a radioaktivitás felfedezéséhez vezetett, mivel Henri folytatta ezeket a vizsgálatokat, és a vizsgált anyagok között az urán sói is szerepeltek.

Edmond Becquerelt általában véve érdekelte a tudomány és elkötelezett volt iránta. Nagyon gondos és fantáziadús kísérletező volt, akinek éles érzéke volt a tudomány gyakorlati vonatkozásaihoz. Nagy erőfeszítést és éleslátást fordított a fizika gyakorlati felhasználásának feltárására, különösen az elektromosság és a mágnesesség, illetve ezek kombinációjaként az elektromágnesesség új jelenségeire.

Stig Steenstrup

BIBLIOGRÁFIA

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

Harvey, E. N. (1957). A lumineszcencia története a legkorábbi időktől 1900-ig. Philadelphia: American Philosophical Society.

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