第五章惰性气体（第1页）

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第五章　惰性气体

11000克

这一章终于要讲到太阳元素——氦了。你们一定还记得，氦是由天文学家首先发现的，后来，物理学家、化学家甚至地质学家也陆续参加了它的接生工作。这乃是一连串稀奇古怪的发现和绝顶聪明的推测，经过是这样的：

英国物理学家瑞利（1），在19世纪80年代，曾经为了某种目的，用几种气体做了长长的一系列实验，来精确测定它们每升的重量，这个重量的专门名称，就是密度。

瑞利一开始是称最轻的气体——氢，接着称氧，然后称氮。

瑞利竭力要使自己测定的结果，比历来物理学家在这方面所得到的一切数字都更精确，所以在测量的时候，总要设法不让一个气泡——哪怕是最小的——从他手头溜掉，并且还要十二分留心，不让所测量的气体夹带一点杂质，换句话说，总要使用十分纯净的气体。

纯氮气不难从空气中取得。自从舍勒和拉瓦锡以来，谁都知道空气中有45是氮，15是氧，可见只要把氧和另外一点点经常杂在空气中的二氧化碳和水蒸气除掉，留下来的便是纯氮，所以瑞利也这样做。他让空气通过许多只化学捕集器，把二氧化碳、氧气、水蒸气，分别吸收掉。我们知道，寒带地区的家庭主妇们，到了冬天，往往要在内、外两层窗框中间放一小杯硫酸，因为硫酸能够吸收水分，使窗框中间的空气永远干燥。瑞利为了吸收水蒸气，也使用了硫酸，不过在硫酸以外，他还用了几种别的物质，把空气中的氧气、二氧化碳和水分完全提尽。

这样剩下来的气体，当然就是纯氮。所以瑞利把它放在天平上测量。

一个优秀的实验工作者，什么时候也不会懒得对自己的工作多做一番检查，来避免万一的错误。瑞利是一位特别认真的实验家，对于检查当然更不放松。也许那么多的捕集器中，有一两只有缺点，会让一部分杂质在不知不觉中漏了网吧。也许橡皮管的某一段有个气眼，虽然小得眼睛看不见，可还是相当大，足够让外面的空气通过它进到管里吧。用什么办法来检查有没有这些毛病呢？瑞利决定从另外一种来源取得氮以便跟上次从空气中取得的氮互相比较。假如从两种来源取得的氮，密度相同，那就一切没有问题，就是说，结果很正确，工作很仔细，氮很纯，整个实验装置哪儿都没有毛病。

瑞利有位朋友，化学家拉姆塞，劝他从氨里取氮。这方法很方便，瑞利马上采用。他从氨里取得了氮，按照全部规程把它提纯了，也称过了。

不料这两份氮气，重量竟不相符。你想瑞利这时候，该是多么苦恼。

从空气里得来的氮，每升质量为1。2572克；从氨气里得来的氮，虽然同样都是氮，每升质量却为1。2560克，比前者轻11000。

瑞利一定是在哪一点上、哪一步程序上，做得不够精确，才弄出了这个错误。11000，当然是个小错误，可终究算是错误啊。

瑞利于是动手检查自己的装置——检查了一个个容器，又检查一只只捕集器，以及玻璃管、抽气唧筒、天平……可是哪儿也没有毛病。于是他又从空气和氨气预备好了两份氮，仔细提纯之后，十分精确地加以测量，可是得到的数字，还是一大一小，相差11000。

瑞利不放心，做了第三次检查实验，但结果还是那样。

11000的差额，这太小了，干脆不理它，不就得啦？可是瑞利不能这样做，连这样小的错误他也不能马虎。

他很生气，这个差数真惹恼了他，在氮的实验上受到了阻碍，他就无法向前迈进。前面有几十种极其有趣的物理学问题在吸引着他，可是他竟不能回到本行的研究上去，目前他得忙着提纯那可恨的氮气，好像变成了个化学家。

有一天，瑞利带着十分厌恶的心情，拿起几张纸，查看自己写在上面的最近测量的结果，却偶然看到一本新到的杂志——科学杂志《自然》的最近一期。

“得写封信到那儿去。”

他打定了主意，马上给《自然》杂志编辑部写信，写完了自己在氮的问题上所碰的钉子，就借杂志的园地向化学家呼吁，希望他们能够提醒他，错误究竟出在哪儿，这顽固不化的差额，究竟应该怎样解释。

瑞利发出了信，等候回音，希望化学家们能够把他引出这条死胡同。

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