尤里:美国著名宇宙化学家、物理学家
2016-03-14 17:59:00   来源:环球网
内容摘要
哈罗德·克莱顿·尤里(Harold Clayton Urey)在1931年年底,发现氘(“重氢”,氢的同位素),1934年荣获诺贝尔化学奖。

哈罗德·克莱顿·尤里(Harold Clayton Urey),美国著名宇宙化学家、物理学家,1934年诺贝尔化学奖得主,毕业于美国著名高等学府加州大学伯克利分校(博士),曾先后任教于哥伦比亚大学、芝加哥大学以及加州大学圣地亚哥分校。

尤里1893年4月29日生于美国印第安纳州的沃克顿。1931年年底,发现氘(“重氢”,氢的同位素),1934年荣获诺贝尔化学奖。

同位素这个名词的英文“isotope”是英国人索迪于1911年开始使用的。

后来,另一位英国人阿斯顿(F.W.Aston,1877—1945),在1919年制成了质谱仪,可以用来分离不同质量的粒子,并且测定它们的质量。这就把研究同位素的方法提高了一大步。阿斯顿先后利用质谱仪发现了很多元素的同位素,他在71种元素之中,陆续找到了202种同位素之多,这为我们认识同位素,开始积累了大量资料。

最引人关注的是,氢有没有同位素的问题。为了寻找氢的同位素,人们前后用了十几年的时间,而没有得出肯定的结果。1931年初,物理学家伯奇和天体物理学家门泽尔从理论上推导,认为应该有质量数为2的氢同位素存在,提出了有关氢同位素的假说,并且估算出2H:1H=1:4500的比例。

尤里知道这件事的第二天就开始设计寻找氢同位素的实验,他设计了用分馏的方法来发地找重氢。这一年秋日的某一天,美国标准计量局的布里克维吉把蒸发了大量液态氢之后剩下的最后几滴氢装在容器里,送给尤里做实验。1931年年底,尤里教授和他的助手们,把四升液态氢在三相点14°K下缓慢蒸发,最后只剩下几立方毫米液氢,然后用光谱分析。结果在氢原子光谱的谱线中,得到一些新谱线,它们的位置正好与预期的质量为2的氢谱线一致,从而发现了重氢。根据尤里的建议,重氢被命名为DEUTERUM(中文译为氘),符号D,在希腊语中是“第二”的意思。后来英、美的科学家们又发现了质量为3的tritium,中文译为氚,符号T,是具有放射性的另一重要氢同位素。

1934年,在尤里发现氘之后的第3年,他被授予诺贝尔化学奖,这一年他仅41岁。一个发现在短短的3年内就为科学所接受并授予诺贝尔奖,这种情况在历史上是不多见的。

但是,正当尤里因发现了氘而获得诺贝尔化学奖的时候,英国杰出的实验物理学家和化学家阿斯顿发表文章指出,伯奇和门泽尔的测量是有错误的,阿斯顿用质谱法测得的氢原子量是1.00881,代替了原来的1.0078。这就等于宣告伯奇和门泽尔原来对氢原子量的争论和作出的判断是不正确的。那么,尤里是怎样看待这件事呢?在获得诺贝尔奖时,尤里的一段话正好表明他的态度:“当我的讲演稿已经写好以后,阿斯顿用新的测量证明,伯奇和门泽尔在1931年的预言是错误的。但我不想因此而修改我的讲演稿了。因为,伯奇和门泽尔的预言是在发现前就作出的。因此这个预言十分重要,没有这个预言,我就不会去寻氘了。”(如需转载,请注明来源自科技世界网)