Becquerel, Alexandre-Edmond (1820-1891)

Edmond Becquerel tillhörde en familj av vetenskapsmän. Hans far, Antoine-César, var professor i fysik vid Muséum d’Histoire Naturelle, och hans son, Henri Becquerel, som också var fysiker, upptäckte fenomenet radioaktivitet (för vilket han fick Nobelpriset 1903).

Edmonds vetenskapliga arbete började 1838, vid en mycket tidig ålder av arton år. När professurenProfessor i fysik tillämpad på naturhistoria skapades för hans far vid Muséum d’Histoire Naturelle stod Edmond inför dilemmat att välja mellan att gå på l’Ecole Normale, l’Ecole Polytechnique, eller att bli assistent åt sin far för den kurs som följde med professuren. Han valde att assistera sin far, och deras samarbete fortsatte i årtionden. Sålunda anges hans titel på titelsidan av den bok som publicerades 1855-1856 tillsammans med hans far som: ”Professeur au Conservatoire impérial des Arts et Métiers, Aide-naturaliste au Muséum d’Histoire Naturelle, etc.”. Efter en kort period som assistent vid la Sorbonne och sedan som professor vid Institut Agronomique de Versailles blev han 1852 professor vid Conservatoire des Arts et Métiers, där han arbetade i nästan fyrtio år. När hans far dog 1878 efterträdde Edmond honom som direktör för Muséum vid sidan av sin professur. Han erhöll en examen som doktor i naturvetenskap från universitetet i Paris 1840 och valdes in som medlem av l’Académie des Sciences 1863.

Han publicerade ett stort antal vetenskapliga artiklar och ett antal böcker: den trebandiga Traité d’électricité et de magnétisme, et des applications de ces sciences á la chimie, á la physiologie et aux arts. (1855-1856 tillsammans med sin far); Recherches sur divers effets lumineux qui résultent de l’action de la lumiére sur les corps(1859); och La lumiére, ses causes et ses effets1867, i två volymer.

Elektricitet, magnetism och ljus var huvudämnena för hans arbete. Vid den här tiden var dessa ämnen ”heta” ämnen. Hans Christian Ørsted hade gjort sin upptäckt att en elektrisk ström hade effekt på en magnet samma år som Edmond föddes. Michael Faraday hade just (1831) upptäckt effekten av induktion, och Louis Daguerre uppfann den fotografiska plattan 1837, året innan Edmond började sitt vetenskapliga arbete. Edmond började studera ljusets kemiska effekt, och 1839 upptäckte han en anmärkningsvärd effekt: elektricitet avges till följd av den kemiska verkan som ljuset ger upphov till – den fotoelektriska effekten. Han ledde därmed till konstruktionen av ”aktinometern”, som gör det möjligt att mäta ljusintensiteten genom att mäta den elektriska ström som genereras av ljuset. Med hjälp av fotografiska plåtar undersökte han solljusspektrumet och upptäckte att de mörka linjerna, som observerades av Fraunhofer i den synliga delen, fortsätter i det violetta och ultravioletta området, och att plåtarna, när de kortvarigt utsätts för ultraviolett strålning, blir känsliga även för den röda delen, och att man faktiskt kan få fram en bild utan att framkallning av plåtarna sker.

Parallellt till dessa undersökningar fortsatte han (tillsammans med sin far) att studera elektricitet. Han använde kompensationsmetoden för att mäta resistiviteten hos ett stort antal material, inklusive flytande lösningar. Elektrodernas effekt togs i det senare fallet i beaktande genom att använda rör i vilka det var möjligt att ändra avståndet mellan elektroderna. Elektrokemiska effekter och deras praktiska tillämpningar var också en viktig fråga. Den andra delen av ”Traité …” handlar huvudsakligen om möjligheten att utvinna silver ur mineraler i Mexiko med elektrokemiska metoder i motsats till de metoder som då användes med hjälp av antingen träkol eller kvicksilver. Kvicksilver var dyrt och träkol blev allt dyrare på grund av bristen på trä. I inledningen till ”Traité …” nämner han att om förbrukningen av trä i Mexiko fortsatte i samma takt som för närvarande skulle det få allvarliga konsekvenser och att den mexikanska regeringen borde vara orolig. (Det är här värt att notera att Mexiko hade fått sin självständighet 1821, och frågan om fransk inblandning i de interna krigen som följde var en viktig politisk fråga). Han studerade ingående den elektromotoriska kraften och det inre motståndet hos ett stort antal batterier. Han och hans far använde den termoelektriska effekten för att konstruera termometrar som kunde mäta temperaturer som annars var svåra att mäta och på platser som var svåra att komma åt på andra sätt. Temperaturen i marken kunde till exempel mätas under hela året.

En annan studie påbörjades 1839 tillsammans med Jean-Baptiste Biot (som kvantitativt hade mätt den kraft som en elektrisk ström ger upphov till på en magnet, den effekt som Ørsted hade upptäckt kvalitativt), nämligen om fosforescens, fluorescens och luminescens. För att studera fenomenet att vissa ämnen avger ljus efter att ha utsatts för ljus, konstruerade Becquerel en genialisk apparat. Huvudidén var att ha två skivor med hål i som roterar runt en axel som är parallell med den ljusstråle som belyser det prov som är placerat mellan skivorna. Provet tar emot ljuset endast när ett hål passerar framför det, annars blockerar skivan ljusets väg. På samma sätt observeras det utsända ljuset endast när ett hål i den andra skivan passerar provet och kan undersökas vid olika tidpunkter efter exponeringen genom att ändra antingen hålens relativa positioner eller genom att ändra rotationshastigheten. Dessutom kan ett prisma sättas in i det utsända ljusets väg och en spektralanalys utföras. Med denna enkla apparat kunde han förkorta tiden mellan ljuset och observationen till 1/40 000 av en sekund. Ett antal viktiga resultat uppnåddes; till exempel att fluorescens skiljde sig från fosforescens endast genom sin mycket korta varaktighet och att det fluorescerande ljusets spektrum är karakteristiskt för varje ämne (ett av de första exemplen på icke-förstörande provning).

Upptäckten och de detaljerade undersökningarna av fenomenet fluorescens anses allmänt som Edmond Becquerels främsta bidrag. Det hade den ytterligare effekten att det senare ledde till att hans son Henri upptäckte radioaktivitet, eftersom Henri fortsatte dessa studier och bland de undersökta ämnena inkluderade salter av uran.

Edmond Becquerel var intresserad av och hängiven vetenskap i allmänhet. Han var en mycket noggrann och fantasifull experimentatör med en akut känsla för vetenskapens praktiska aspekter. Han lade ner stor möda och insikt på att utforska fysikens praktiska användningsområden, särskilt de nya fenomenen elektricitet och magnetism eller, när de kombineras, elektromagnetism.

Stig Steenstrup

BIBLIOGRAFI

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.