第四十二回 踏破鐵鞋得來卻在故紙堆 種瓜得豆辛苦總會有收成
第四十二回
踏破鐵鞋得來卻在故紙堆 種瓜得豆辛苦總會有收成
——惰性氣體的發現
上回說到天文學家讓遜和洛克爾在日食光中發現一種新譜線，給物理學家出了一個難題，有好幾年誰也無法解釋。人們隻好猜測太陽裡可能有一種新元素，於是就把它定名為“氦”（希臘文“太陽”之意）。誰知一波未平，一波又起。1892年，洛克爾突然收到一封信，信中提出一個無法解釋的疑團，洛克爾乾脆把它發表在自己主辦的《自然》雜誌9月號上：
今有一事特向貴刊和貴刊的讀者求教。我最近多次用兩種方法製取氮氣，但它們的密度總不一樣。既是同一物為什麼會有兩種密度呢？
瑞利
1892年9月24日
各位讀者，你知道這個瑞利（1842~1919年）是誰？他是英國劍橋大學的教授。此人有極好的耐心，因此他也就選了一個極要耐心的研究題目，那就是測量各種氣體的密度（密度是指一升氣體在0℃和一個大氣壓下的質量）。而他的實驗室裡也有當時極好的一架天平，靈敏度可達到萬分之一克。他製作了一個大玻璃球，用真空泵將球內空氣抽空，稱出球重，算出體積，再充進各種氣體，稱出凈重，求出密度。幹這種重複枯燥的事，他真能不厭其煩。每種氣體都要稱幾次，而且氣體每次都得以不同方法製得，如果測量結果都一緻了，這才放心。他就這樣稱了氫氣又稱氧氣，稱了氧氣又稱氯氣，稱了氯氣又稱二氧化碳，對著那個玻璃球，抽了又充，充了又稱，稱了再算，從1882年開始一直幹了整整十年。這工作雖然枯燥，但那些氣體在他的手中都有了個精確的密度，內心倒也十分愉快。
不想到第十個年頭上，瑞利這個辦法再也不靈了。他測氮氣密度，第一個辦法是讓空氣通過燒得紅熱的裝滿銅屑的管子，氧與銅生成氧化銅，剩下的就是氮氣，密度為每升1.2572克。第二個辦法是讓氧氣通過濃氨水，生成水和氮氣，這種氮氣的密度為每升重1.2560克，比空氣中的氮輕了0.0012克。瑞利百思不解，便向《自然》雜誌寫了上麵那封信。
信發表後，瑞利一麵盼著迴音，一麵不停地重複這個實驗。誰知道這個0.0012就像鬼影一般，揮之不去，閉眼又來，直氣得他真想把那個玻璃球一拳砸爛。小數點後麵三位的小誤差，這在一般人也就算了，但是細心的瑞利卻絕不肯放它過去。
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他的信在雜誌上公布了兩年，竟沒有收到一封回信。瑞利實在等不得了，便帶上他的儀器直闖皇家學會。1894年11月19日，他向許多化學家、物理學家當麵做了一個關於“兩種氮氣”的報告。這一招還真靈，報告剛完，便有一個化學家拉姆賽（1852~1916年）自告奮勇出來幫忙，他說：“兩年前我看到你那封信還沒有弄懂其意，今天我明白了，你從空氣中得到的氮氣一定含有雜質，所以會密度稍大。”這真是響鼓不用重槌，明人不用多說，瑞利恍然大悟：雜質不就是未發現的新物質嗎？原來一塊新大陸正在召喚他呢！瞬間，心頭的愁雲早已化成了眉梢上的笑意。他想，或許我已經抓住新元素的尾巴了。
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