Frühes LebenBearbeiten
Becquerel wurde in Paris, Frankreich, in eine wohlhabende Familie geboren, die vier Generationen von Physikern hervorbrachte: Becquerels Großvater (Antoine César Becquerel), Vater (Alexandre-Edmond Becquerel) und Sohn (Jean Becquerel). Henri Becquerel besuchte zunächst das Lycée Louis-le-Grand, eine Vorbereitungsschule in Paris. Er studierte Ingenieurwesen an der École Polytechnique und an der École des Ponts et Chaussées. 1874 heiratete Henri Lucie Zoé Marie Jamin, die bei der Geburt des gemeinsamen Sohnes Jean starb. Im Jahr 1890 heiratete er Louise Désirée Lorieux.
KarriereEdit
In Becquerels früher Karriere wurde er 1892 als dritter in seiner Familie auf den Physiklehrstuhl des Muséum National d’Histoire Naturelle berufen. Später, im Jahr 1894, wurde Becquerel Chefingenieur in der Abteilung für Brücken und Autobahnen, bevor er mit seinen ersten Experimenten begann. Die ersten Arbeiten Becquerels konzentrierten sich auf das Thema seiner Doktorarbeit: die ebene Polarisation des Lichts, das Phänomen der Phosphoreszenz und die Absorption von Licht durch Kristalle. Zu Beginn seiner Karriere untersuchte Becquerel auch die Magnetfelder der Erde.
Becquerels Entdeckung der spontanen Radioaktivität ist ein berühmtes Beispiel für Serendipity, dafür, wie der Zufall den vorbereiteten Geist begünstigt. Becquerel interessierte sich schon lange für die Phosphoreszenz, die Emission von Licht einer Farbe, nachdem ein Körper Licht einer anderen Farbe ausgesetzt wurde. Zu Beginn des Jahres 1896 sorgte die Entdeckung der Röntgenstrahlen durch Wilhelm Conrad Röntgen am 5. Januar für eine Welle der Aufregung. Während des Experiments stellte Röntgen „fest, dass die Crookes-Röhren, die er zur Untersuchung von Kathodenstrahlen verwendet hatte, eine neue Art von unsichtbaren Strahlen aussendeten, die schwarzes Papier durchdringen konnten“. Als Becquerel auf einer Tagung der Französischen Akademie der Wissenschaften von Röntgens Entdeckung erfuhr, wurde er neugierig und suchte bald „nach einer Verbindung zwischen der Phosphoreszenz, die er bereits untersucht hatte, und den neu entdeckten Röntgenstrahlen“ von Röntgen und dachte, dass phosphoreszierende Materialien, wie einige Uransalze, durchdringende röntgenähnliche Strahlung aussenden könnten, wenn sie von hellem Sonnenlicht beleuchtet werden.
Nach weiteren Experimenten mit nicht phosphoreszierenden Uransalzen kam er im Mai 1896 zu der richtigen Erklärung, nämlich dass die durchdringende Strahlung aus dem Uran selbst kam, ohne dass eine Anregung durch eine äußere Energiequelle erforderlich war. Es folgte eine Zeit intensiver Erforschung der Radioaktivität, einschließlich der Feststellung, dass das Element Thorium ebenfalls radioaktiv ist, und der Entdeckung der weiteren radioaktiven Elemente Polonium und Radium durch Marie Skłodowska-Curie und ihren Mann Pierre Curie. Die intensive Erforschung der Radioaktivität führte dazu, dass Becquerel 1896 sieben Arbeiten zu diesem Thema veröffentlichte. Becquerels weitere Experimente ermöglichten es ihm, die Radioaktivität weiter zu erforschen und verschiedene Aspekte des Magnetfelds herauszufinden, wenn Strahlung in das Magnetfeld eingebracht wird. „Wenn verschiedene radioaktive Substanzen in das Magnetfeld eingebracht wurden, wurden sie in verschiedene Richtungen oder gar nicht abgelenkt, was zeigte, dass es drei Klassen von Radioaktivität gab: negative, positive und elektrisch neutrale.“
Wie so oft in der Wissenschaft war die Radioaktivität fast vier Jahrzehnte zuvor entdeckt worden, nämlich 1857, als Abel Niépce de Saint-Victor, der unter der Leitung von Michel Eugène Chevreul die Fotografie erforschte, beobachtete, dass Uransalze Strahlung abgaben, die fotografische Emulsionen verdunkeln konnte. 1861 stellte Niepce de Saint-Victor fest, dass Uransalze „eine Strahlung erzeugen, die für unsere Augen unsichtbar ist“. Niepce de Saint-Victor kannte Edmond Becquerel, den Vater von Henri Becquerel. Edmond Becquerel veröffentlichte 1868 ein Buch mit dem Titel La lumière: ses causes et ses effets (Das Licht: Seine Ursachen und seine Wirkungen). Auf Seite 50 von Band 2 vermerkt Edmond, dass Niepce de Saint-Victor beobachtet hatte, dass einige Objekte, die dem Sonnenlicht ausgesetzt waren, auch im Dunkeln fotografische Platten belichten konnten. Niepce stellte weiter fest, dass einerseits der Effekt vermindert wurde, wenn ein Hindernis zwischen einer fotografischen Platte und dem Objekt, das der Sonne ausgesetzt war, platziert wurde, aber “ … d’un autre côté, l’augmentation d’effet quand la surface insolée est couverte de substances facilement altérables à la lumière, comme le nitrate d’urane … “ ( … andererseits die Verstärkung der Wirkung, wenn die der Sonne ausgesetzte Oberfläche mit Stoffen bedeckt ist, die durch das Licht leicht verändert werden, wie das Uran-Nitrat … ).
ExperimenteEdit
In seiner Beschreibung vor der französischen Akademie der Wissenschaften am 27. Februar 1896 sagte er:
Man wickelt eine Lumière-Platte mit einer Bromid-Emulsion in zwei Bögen sehr dicken schwarzen Papiers ein, so dass die Platte nicht getrübt wird, wenn sie einen Tag lang der Sonne ausgesetzt ist. Auf das Blatt Papier legt man außen eine Platte mit der phosphoreszierenden Substanz und setzt das Ganze mehrere Stunden lang der Sonne aus. Wenn man dann die fotografische Platte entwickelt, erkennt man, dass die Silhouette der phosphoreszierenden Substanz auf dem Negativ schwarz erscheint. Legt man zwischen die phosphoreszierende Substanz und das Papier ein Geldstück oder ein mit einem ausgeschnittenen Muster versehenes Metallgitter, so sieht man das Bild dieser Gegenstände auf dem Negativ erscheinen … Man muss aus diesen Experimenten schließen, dass die fragliche phosphoreszierende Substanz Strahlen aussendet, die das undurchsichtige Papier durchdringen und Silbersalze reduzieren.
Aber weitere Experimente brachten ihn dazu, diese Hypothese zu bezweifeln und dann aufzugeben. Am 2. März 1896 berichtete er:
Ich möchte besonders auf die folgende Tatsache hinweisen, die mir sehr wichtig erscheint und die über die Phänomene hinausgeht, die man zu beobachten erwarten hätte: Dieselben kristallinen Krusten, in gleicher Weise in Bezug auf die photographischen Platten angeordnet, unter denselben Bedingungen und durch dieselben Schirme, aber vor der Anregung der einfallenden Strahlen geschützt und in Dunkelheit gehalten, erzeugen immer noch dieselben photographischen Bilder. Zu dieser Beobachtung wurde ich folgendermaßen veranlasst: Von den vorangegangenen Experimenten waren einige am Mittwoch, dem 26. und Donnerstag, dem 27. Februar vorbereitet worden, und da die Sonne an diesen Tagen nur zeitweise schien, ließ ich die Apparate vorbereitet und brachte die Kisten in die Dunkelheit einer Kommodenschublade zurück, wobei ich die Krusten des Uransalzes an Ort und Stelle ließ. Da die Sonne in den folgenden Tagen nicht herauskam, entwickelte ich die Fotoplatten am 1. März in der Erwartung, dass die Bilder sehr schwach sein würden. Stattdessen erschienen die Silhouetten mit großer Intensität … Eine Hypothese, die sich ganz natürlich aufdrängt, wäre die Annahme, dass es sich bei diesen Strahlen, die in ihrer Wirkung den von M. Lenard und M. Röntgen untersuchten Strahlen sehr ähnlich sind, um unsichtbare Strahlen handelt, die von der Phosphoreszenz emittiert werden und unendlich viel länger als die Dauer der von diesen Körpern ausgesandten Lichtstrahlen andauern. Die vorliegenden Experimente stehen zwar nicht im Widerspruch zu dieser Hypothese, rechtfertigen jedoch nicht diese Schlussfolgerung. Ich hoffe, dass die Experimente, die ich im Moment durchführe, in der Lage sein werden, diese neue Klasse von Phänomenen zu klären.
Späte KarriereEdit
Später in seinem Leben, im Jahr 1900, maß Becquerel die Eigenschaften von Beta-Teilchen, und er erkannte, dass sie die gleichen Messungen hatten wie Elektronen mit hoher Geschwindigkeit, die den Kern verlassen. Im Jahr 1901 machte Becquerel die Entdeckung, dass Radioaktivität in der Medizin eingesetzt werden kann. Henri machte diese Entdeckung, als er ein Stück Radium in seiner Westentasche zurückließ und bemerkte, dass er sich daran verbrannte. Diese Entdeckung führte zur Entwicklung der Strahlentherapie, die heute zur Behandlung von Krebs eingesetzt wird. Becquerel überlebte nach seiner Entdeckung der Radioaktivität nicht mehr lange und starb am 25. August 1908 im Alter von 55 Jahren in Le Croisic, Frankreich. Seine Todesursache war unbekannt, aber es wurde berichtet, dass „er sich schwere Verbrennungen auf der Haut zugezogen hatte, wahrscheinlich durch den Umgang mit radioaktivem Material“
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