Becquerel, Alexandre-Edmond (1820-1891)

Edmond Becquerel należał do rodziny naukowców. Jego ojciec, Antoine-César, był profesorem fizyki w Muséum d’Histoire Naturelle, a jego syn, Henri Becquerel, również fizyk, odkrył zjawisko radioaktywności (za co otrzymał Nagrodę Nobla w 1903 r.).

Praca naukowa Edmonda rozpoczęła się w 1838 r., w bardzo młodym wieku osiemnastu lat. Kiedy w Muséum d’Histoire Naturelle utworzono dla jego ojca katedrę profesora fizyki stosowanej do historii naturalnej, Edmund miał dylemat, czy wybrać naukę w l’Ecole Normale, l’Ecole Polytechnique, czy zostać asystentem ojca na kursie, który wiązał się z profesurą. Wybrał asystowanie ojcu, a ich współpraca trwała przez dziesięciolecia. Tak więc jego tytuł na stronie tytułowej książki wydanej w latach 1855-1856 wraz z ojcem podany jest jako: „Professeur au Conservatoire impérial des Arts et Métiers, Aide-naturaliste au Muséum d’Histoire Naturelle, etc.”. Po krótkim okresie pracy jako asystent w la Sorbonne, a następnie jako profesor w Institut Agronomique de Versailles, został w 1852 roku profesorem w Conservatoire des Arts et Métiers, gdzie pracował przez prawie czterdzieści lat. Po śmierci ojca w 1878 r. Edmond, oprócz profesury, objął także stanowisko dyrektora Muséum. Otrzymał stopień doktora nauk na Uniwersytecie Paryskim w 1840 r. i został wybrany na członka l’Académie des Sciences w 1863 r.

Opublikował wiele artykułów naukowych i kilka książek: trzytomową Traité d’électricité et de magnétisme, et des applications de ces sciences á la chimie, á la physiologie et aux arts. (1855-1856 z ojcem); Recherches sur divers effets lumineux qui résultent de l’action de la lumiére sur les corps(1859); i La lumiére, ses causes et ses effets1867, w dwóch tomach.

Elektryczność, magnetyzm i światło były głównymi tematami jego pracy. W tym czasie tematy te były „gorące”. Hans Christian Ørsted dokonał odkrycia, że prąd elektryczny oddziałuje na magnes w roku, w którym urodził się Edmond. Michael Faraday dopiero co (w 1831 roku) odkrył zjawisko indukcji, a Louis Daguerre wynalazł kliszę fotograficzną w 1837 roku, czyli w roku poprzedzającym rozpoczęcie przez Edmunda pracy naukowej. Edmond postanowił zbadać chemiczne działanie światła i w 1839 roku odkrył niezwykły efekt: w wyniku chemicznych oddziaływań światła wydziela się elektryczność – efekt fotoelektryczny. Doprowadziło go to do skonstruowania „aktynometru”, który umożliwia pomiar natężenia światła poprzez pomiar prądu elektrycznego generowanego przez światło. Używając klisz fotograficznych, zbadał widmo światła słonecznego i odkrył, że ciemne linie, obserwowane przez Fraunhofera w części widzialnej, rozciągają się na obszar fioletu i ultrafioletu, a klisze, wystawione na krótko na działanie promieniowania ultrafioletowego, stają się wrażliwe również na część czerwoną i mogą rzeczywiście uzyskać obraz bez wywoływania klisz.

Równolegle do tych badań kontynuował (wraz z ojcem) badania nad elektrycznością. Wykorzystał metodę kompensacji do pomiaru rezystywności wielu materiałów, w tym roztworów ciekłych. W tym ostatnim przypadku efekt elektrod został uwzględniony dzięki zastosowaniu rurek, w których można było zmieniać odległość między elektrodami. W centrum uwagi znalazły się również efekty elektrochemiczne i ich praktyczne zastosowania. Drugi tom „Traité…” poświęcony jest głównie możliwościom pozyskiwania srebra z minerałów w Meksyku metodami elektrochemicznymi, w odróżnieniu od stosowanych wówczas metod z użyciem węgla drzewnego lub rtęci. Rtęć była droga, a węgiel drzewny stawał się coraz droższy z powodu niedoboru drewna. We wstępie do „Traité…” wspomina, że jeśli konsumpcja drewna w Meksyku utrzyma się na obecnym poziomie, będzie to miało poważne skutki i że rząd meksykański powinien być zaniepokojony. (W tym miejscu warto zauważyć, że Meksyk uzyskał niepodległość w 1821 roku, a temat francuskiej interwencji w wewnętrzne wojny, które nastąpiły później, był ważną kwestią polityczną). Badał intensywnie siłę elektromotoryczną i opór wewnętrzny dużej liczby baterii. On i jego ojciec wykorzystali efekt termoelektryczny do skonstruowania termometrów, które mogły mierzyć temperatury trudne do zmierzenia w inny sposób i w miejscach trudno dostępnych. Temperatura w ziemi była, na przykład, mierzona przez cały rok.

Inne badania zostały rozpoczęte, w 1839 roku, z Jean-Baptiste Biot (który zmierzył ilościowo siłę, że prąd elektryczny wytwarza na magnes, efekt, który Ørsted odkrył jakościowo), a mianowicie, na fosforescencji, fluorescencji i luminescencji. Aby zbadać zjawisko, że pewne substancje emitują światło po wystawieniu ich na działanie światła, Becquerel opracował pomysłowy aparat. Polegał on na tym, że dwie tarcze z otworami w środku obracały się wokół osi równoległej do wiązki światła oświetlającej próbkę umieszczoną między tarczami. Próbka otrzymuje światło tylko wtedy, gdy otwór przechodzi przed nią; w przeciwnym razie tarcza blokuje drogę światła. Podobnie, emitowane światło jest obserwowane tylko wtedy, gdy otwór w drugiej tarczy mija próbkę i może być badane w różnym czasie po ekspozycji poprzez zmianę względnego położenia otworów lub poprzez zmianę prędkości obrotowej. Ponadto, na drodze emitowanego światła można było umieścić pryzmat i przeprowadzić analizę spektralną. Dzięki tej prostej aparaturze udało mu się skrócić do 1/40 000 sekundy czas dzielący wzbudzenie światła i obserwację. Uzyskał wiele ważnych wyników; na przykład, że fluorescencja różniła się od fosforescencji jedynie bardzo krótkim czasem trwania, oraz że widmo światła fluorescencyjnego jest charakterystyczne dla każdej substancji (jeden z pierwszych przypadków badań nieniszczących).

Odkrycie i szczegółowe badania zjawiska fluorescencji są powszechnie uważane za główny wkład Edmonda Becquerela. Miało to dalszy wpływ na późniejsze odkrycie radioaktywności przez jego syna Henri’ego, ponieważ Henri kontynuował te badania, włączając do badanych substancji sole uranu.

Edmond Becquerel był zainteresowany i oddany nauce w ogóle. Był bardzo ostrożnym i pomysłowym eksperymentatorem z doskonałym wyczuciem praktycznych aspektów nauki. Włożył wielki wysiłek i wnikliwość w badanie praktycznych zastosowań fizyki, zwłaszcza nowych zjawisk elektryczności i magnetyzmu lub, gdy były połączone, elektromagnetyzmu.

Stig Steenstrup

BIBLIOGRAFIA

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. Philadelphia: American Philosophical Society.

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

.