Nejznaměnitější objevy fysikální a technické poslední doby (3/3)

0

Napsali prof. Dr. Jaroslav Jeništa a inženýr Emil Žižka.
Vydáno péčí redakce populárního technického časopisu VYNÁLEZY A POKROKY.
V Praze tiskem a nákladem F. Šimáčka 1908.

Avšak radioaktivní látky vedle uvedných tří druhů paprsků vysílají také neustále skutečný hm.otný plyn radioaktivní, jemuž bylo dáno jméno emanace a jenž se chová právě ta k jako ostatní plyny a dá se značným ochlazením zkapalniti. Tato emanace má tu vlastnost, že prchá do okolního prostředí, směšuje se se vzduchem anebo plyny, vzbuzujíc v nich aktivitu, kterou nazýváme radioaktivitou indukovanou; ta pak dá se přenésti dále ještě i na látky tekuté nebo tuhé. Naskýtá se otázka, jak lze poznati, zda nějaké těleso samo ze sebe vysílá paprsky radioaktivní, či zda má pouze aktivitu indukovanou? To se dá určiti nejjednodušeji podle toho, jak dlouho ony paprsky vycházejí; kdežto totiž např. u radia nelze v krátké době nijak pozorovati úbytek energie zářivé, klesá při indukované aktivitě energie ona velmi rychle a po několika dnech zmizí úplně. Dala by se tedy emanace srovnati nejspíše s nějakou vonnou látkou, jež také z otevřené nádobky vyprchá a rozšíří se po velikém prostoru, pronikajíc póry látek jiných.Když se ukázalo, že emanace má podobné vlastnosti jako radiové látky samy, bylo zkoumáno, zda snad i v obyčejném atmosférickém vzduchu není emanace obsažena, hlavně proto, že již dříve bylo známo, že takovýto vzduch není dokonalým isolátorem. Původně to bylo připisováno vlhkosti ve vzduchu, ale když se poznalo, že právě naopak často ve vzduchu mnohem sušším hůře se elektrický náboj udržel, musilo se předpokládati, že je příčina toho jiná, totiž ionisace vzduchu, a skutečně též pokusem pak byla emanace ve vzduchu nalezena. Ale odkud dostala se emanace do vzduchu? Tu nelze souditi nic jiného, než že emanace ta vychází ze země. A opravdu poznalo se, že země sama je radioaktivní a že hlavně vody z větších hloubek vyvěrající mají v sobě mnohem více radioaktivity, než obyčejná voda pramenitá. Vzduch pak nad zřídly je též značně radioaktivní a proto zdá se zcela oprávněnou domněnka, že léčebné vody z lázeňských míst jinam zasílané nemají stejného účinku jako na místě samém, protože voda, přijde-li do ovzduší méně nasyceného emanací, vydává radioaktivní plyn a pak neúčinkuje již stejně.Sopečné bahno, známé pode jménem fango, jež vystupuje ze značné hloubky, je také mnohem více radioaktivní, než obyčejná láva na povrchu zemském, a proto se ho hojně užívá k lékařským účelům; každý čtenář zná aspoň z novinářských insertů fangoléčebný ústav v Praze. V novější době vůbec přikládá se značná léčivá moc radioaktivním látkám i emanaci a proto zamýšlí rakouská vláda již letošním rokem učiniti z Jáchymova lázeňské místo, jelikož je tam nejvýznamnější naleziště hmot radioaktivních, tak že vzduch i všechny prameny tamější jsou velmi značně prosyceny emanací.Jaký však je výklad těchto tajemných paprsků? Odpověď k tom u souvisí úzce s výkladem o hmotě vůbec a pozměňuje značně dosavadní naše názory o složení jednotlivých těles. Jak jest obecně známo, nazývají se nejmenší hmotné částečky stejnorodých těles, jež žádným mechanickým způsobem (na př. štípáním, drcením a t. d.) nedají se již dále děliti, molekuly. Ty však nejsou ještě útvary jednoduchými, nýbrž chemicky složenými, tak že chemickou cestou se dají děliti ještě dále v částečky nepatrné, ani chemicky potom dále již nedělitelné, jež nazýváme atomy (řecký, znamená nedělitelný). Tak na př. molekula vody skládá se celkem ze tří atomů, dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku; molekula křídy z pěti atomů, a to z jednoho atomu vápníku, z jednoho atomu uhlíku a ze tří atomů kyslíku a t. d. Látky zde uvedené: vodík, kyslík, uhlík, vápník a řada jiných (celkem skoro 80) nedají se již v jiné rozložiti a slují prvky. Atom jejich byl dosud považován za nejmenší dále již vůbec nedělitelnou částečku, ale nejnovější objevy z oboru zářivé energie zviklaly značně tyto dosavadní naše názory. Z některých zjevů ukázalo se býti pravděpodobným, že atomy jsou zase jen seskupením částic mnohem menších, a ty to nepatrné částky liší se od atomu podstatně tím, že jsou vždy nabity elektřinou, odkudž dostaly též název elektron. -Touto domněnkou elektronovou zavádí se tedy za základ veškeré hmoty kolem nás Částečka elektrická. Když tu to domněnku přijmeme, není třeba považovati již všechna tělesa za hmoty složené z různých prvků, nýbrž z ohromného množství stejných částeček, elektronů kladných a záporných, které podle toho, v jakém počtu jsou k sobě seskupeny, dávají vznik oněm prvkům. Dosud rozeznávali jsme hmotu jako něco samostatného a vedle ní energii, jako cosi na hmotu vázaného, což vedlo i k vyslovení dvou nejdůležitějších vět pro chemii a fysiku, vět o zachování hmoty a energie, že totiž souhrn veškeré hmoty i energie ve vesmíru je stálý, že tedy nic nemůže přijiti na zmar, nýbrž nanejvýš jen se objeví v jiné podobě. Tak na př. spálíme-li kus uhlí, je zbytek po spálení sice lehčí, ale kdybychom zachytili všechny plyny, jež při spalování vystupují, shledali bychom že váha jejich rovná se právě onomu úbytku, ta k že se nic neztratilo. Letí-li kámen a dopadne-li na zem, ztrácí veškerou energii svého pohybu, ale jen zdánlivě, jelikož ta to změnila jen formu, proměnivši se na př. v energii tepelnou, tak že celý kámen se oteplí.Nová theorie elektronová jako nový základní zákon vyslovuje přirozeně větu o zachování elektřiny; podle ní existují nepatrné hmoty nabité elektřinou kladnou nebo zápornou, elektrony, jichž úhrnné množství ve vesmíru je stále stejné. Nedá se tedy elektřina ani vytvoříti ani zničiti, nýbrž může se jenom objeviti v různé spojitosti. Stejné množství elektřiny kladné a záporné se ruší, proto tedy i elektron kladný sloučený se záporným (jelikož mají oba stejné množství elektřiny, byť i hmota jejich nebyla stejná) dává látku neelektrickou čili neutrální. Jestliže však vyskytne se v nějaké hmotné částečce přebytek jedné nebo druhé elektřiny, je celá ta to částečka již elektrická čili nabita, a může se účinkem toho přebytku pohybovati; odtud dostala i jméno kladný nebo záporný ion (z řeckého ión = jdoucí). Každý plyn, jenž obsahuje takové ionty volně pohyblivé, nazýváme ionisovaným, postup pak, jímž neutrální částečky rozkládáme v ionty, zoveme ionisací a prostředky k tom u ionisátory. Tak např. vzduch může být též ionisován, a o této ionisaci nejlépe se přesvědčíme tím, že pak vzduch vodí elektřinu, což jsme již vyložili při paprscích Becquerelových, jichž působením dá se vybiti elektroskop. Jsou tedy Becquerelovy paprsky vhodným ionisátorem, leč nikoliv jediným. I uveďme, jaké ionisátory vůbec známe. Na prvním místě je to vysoká teplota; zvýšením teploty je totiž možno neutrální částečky plynů rozložití a tak tedy je ionisovati. Při chemických pochodech, např. při spalování plynů, při vypařování některých solí a pod., vzniká též silná ionisace; podobně i fosfor činí vzduch vodivým, t. j. ionisuje jej. Zvláštním druhem jest ionisace paprsky iontovým i kladnými nebo zápornými, jež nazývají se tak proto, že mají v sobě náboj bud kladný nebo záporný. Jsou to dříve již uvedené paprsky kathodové a kanálové. Konečně jsou ionisátory paprsky ultrafialové, paprsky Röntgenovy a paprsky Becquerelovy.

Vidíme tedy, že všechny paprsky, jež jsme předvedli ve vzniku jejich a účincích, ionisují vzduch i jiné plyny a ta k dovolují nahlédnouti poněkud blíže ve vlastní svou podstatu, čemuž věnujeme ještě několik řádek.

Uvedli jsme hned na počátku paprsky kathodové a připojili jsme, že Crookes, jejich objevitel, soudil, že jsou to skutečné hmotné částečky, jež od jednoho konce vzduchoprázdně trubice pohybují se ke druhému. A tento názor v novější době došel potvrzení, neboť se poznalo, že kathodové paprsky jsou nepatrné, zápornou elektřinou nabité hmoty, jež jsou ještě mnohem menší než atomy; jsou tedy podle toho volnými zápornými elektrony a tudíž ionty. Tyto paprsky mají vždy záporný náboj, ta k že představují elektrické proudění, jež dá se též magnetem odchýliti. A jelikož mají tedy v sobě energii, dají se z toho docela dobře vysvětliti i jejich účinky, jako na př. mechanické, tepelné, optické a chemické.

K paprskům iontovým patří též paprsky kanálové. Jsou to kladné nabité pohyblivé ionty, jichž hmota je značně větší, než hmota částic v paprscích kathodových. To podmiňuje ovšem i mnohem menší rychlost jejich. Jinak jsou úplně obdobný s paprsky kathodovými, vzbuzují podobné účinky a jenom magnetem odchylují se v opačnou stranu než ony, jelikož jsou nabity opačnou elektřinou.

U paprsků Röntgenových je výklad obtížnější, ale nejsprávnějším zdá se ten názor, že vznikají jednotlivými prudkým i a krátkým i rozruchy étheru, té látky přejemné, která celý vesmír vyplňuje a je nositelem světla i elektřiny. Rozruchy ony jsou pak způsobeny nárazem paprsků kathodových na antikathodu, od které se paprsky Röntgenovy rozšiřují.

Podstata paprsků Becquerelových není tak jednoduchá, protože vedle hmotné, plynné emanace nutno rozeznávati ještě jiné tři druhy paprsků; z těch pak α paprsky jsou podobně jako paprsky kanálové kladně nabité hmotné částečky, β paprsky skládají se ze záporných elektronů a γ paprsky jsou podobně jako Röntgenovy paprsky jednotlivé prudké rozruchy étherové.Co je zdrojem paprsků kanálových, kathodových i Röntgenových, není nesnadno uhodnouti: jsou to výboje elektřiny ve zředěném plynu. Ale odkud se béře ono samovolné ustavičné záření látek radioaktivních? V čem spočívá jeho zdroj? Zákon o zachování energie praví, že každá vysílaná energií musí býti něčím vyvažována, že nemůže vznikati z ničeho, a tu náhle tyto látky zdají se tom u odpírati. Vždyť nám zde skutečně připadá, jako by energie byla z nich vysílána ustavičně bez veškerého pozorovatelného přivádění energie nějaké odjinud. Nová theorie elektronová přispěla i zde asi k správnému rozřešení této otázky. Zákon zachování energie platí i zde, neboť tajemná energie radioaktivní má původ ve vnitřoatomovém rozkladu. Theorii, jednající o rozpadávání atom u čili theorii desagregační, podali Angličané Rutherford a Soddy. Bylo již řečeno, že atom si představujeme jako shluk velkého množství elektronů kladných, jež tvoří jádro atomu, a elektronů záporných. Tyto elektrony jsou u prvků obyčejných trvalé, pevně k sobě lnou, ale u látek radioaktivních unikají ustavičně, vysílajíce určité záření. Proto přirovnávají moderní angličtí badatelé radioaktivní atom k nabité pušce; jako v této, tak i v atomu radioaktivním dříme energie, kterou u pušky můžeme vybaviti stisknutím kohoutku. Ale vybavitelná energie z atom u radioaktivního není v naší moci; ať atom zahříváme nebo ochlazujeme, ať s ním děláme cokoliv, děje se jeho rozpadávání zcela stejně, my děj tento nemůžeme ani urychliti ani zpozditi. Počet atomů, který se současně rozpadá, může býti různý, a podle toho rozeznáváme látky různě aktivní. Ovšem atom, který se rozpadne, který tedy vypouští ze sebe část elektronů, není již atomem toho dřívějšího prvku, nýbrž nějaké jiné látky, jakéhosi nového prvku, který se po případě může rozpadati dále, až k prvku takovému, jenž je stálý a dále se nerozpadá. Tak např. bylo skutečně pokusem dokázáno, že radiová emanace, onen hmotný plyn z radia unikající, se za nějakou dobu v helium, prvek již dříve známý a naprosto od radia odlišný. Vidíme zde tedy skutečnou přeměnu prvku v prvek jiný, tak že maně vzpomínáme při tom na sen starých alchymistů, kteří také nic nechtěli jiného, než jeden prvek přeměňovati ve druhý, kov lacinější v kov vzácnější.

Radioaktivní látky nepřemění se však ihned v prvky stálé, nýbrž dříve v látky, které delší nebo kratší dobu vytrvají a které, jsouce jakýmisi přechodnými tvary, jsou nazvány Některé tyto látky trvají jen několik vteřin, jiné však za to třeba několik set nebo tisíc let. A právě ta to věc vysvětlí nám též něco, co snad každému při bedlivější úvaze napadne. Když stále rozpadávají se jednotlivé atomy radia, pak v době třebas hodně dlouhé, ale přece konečné, musí nutně radium samo zmizeti. Skutečně také výpočtem bylo stanoveno, že životní doba radia dá se odhadnouti asi na 2000 let. A proto v těch 10 letech, po které radium známe, nedal se ještě žádný úbytek hmoty stanovití. Ale jak možno si vysvětli ti, že ještě dnes radium máme, když jeho životní doba je přece poměrně jen malá? To nelze jinak, než předpokládáme-li, že radium je také jakési metabolon nějaké hmoty jiné, ovšem metabolon dlouho trvající, a to skutečně zdá se i pokusem býti dotvrzeno. Mateční pak látkou radia je nejspíše uran, z něhož se radium ustavičně tvoří. A co se stane asi z radia? V dlouhých letech prodělá mnoho změn a nejspíše asi konečným produktem jeho bude olovo, které jako trvalý prvek zůstane nezměněno. Zůstane tak i na dále? Jsou vůbec ty prvky, jež nyní známe látkami neměnitelnými, jež jsou v jakési stálé rovnováze? Těžko říci. Doba, po kterou známe tajemné ty to úkazy, je příliš krátká, abychom mohli pověděti již něco určitého, ale lze doufati, že v budoucnu podaří se nám ještě více odhaliti tento tajemný závoj, jenž ducha lidského nutí k stálému badání.

Prof. Dr. Jaroslav Jeništa

Click here for reuse options!
Copyright 2017 Magazin Abeceda
    Kdo jsem: Duchovní dědic strakonických Pánů erbu střely, který si přivlastnil další jméno v pořadí, tedy Bavor ze Strakonic toho jména pátý (Bawor de Straconicz eius nomine quintus) Erb rodu: střela ve zlatém poli Osobní zvíře: jezevec Profese: stavař, momentálně SVČ, podle Politically correct zvaný "prase" - pracující senior Záliby: historie, architektura a obojí dohromady Spolubydlící: manželka, pes, kočka a dva kocouři
    Reklama