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這一章終於要講到太陽元素——氦了。你們一定還記得,氦是由天文學家首先發現的,後來,物理學家、化學家甚至地質學家也陸續參加了它的接生工作。這乃是一連串稀奇古怪的發現和絕頂聰明的推測,經過是這樣的:
英國物理學家瑞利(1),在19世紀80年代,曾經為了某種目的,用幾種氣體做了長長的一係列實驗,來精確測定它們每升的重量,這個重量的專門名稱,就是密度。
瑞利一開始是稱最輕的氣體——氫,接著稱氧,然後稱氮。
瑞利竭力要使自己測定的結果,比曆來物理學家在這方麵所得到的一切數字都更精確,所以在測量的時候,總要設法不讓一個氣泡——哪怕是最小的——從他手頭溜掉,並且還要十二分留心,不讓所測量的氣體夾帶一點雜質,換句話說,總要使用十分純淨的氣體。
純氮氣不難從空氣中取得。自從舍勒和拉瓦錫以來,誰都知道空氣中有4/5是氮,1/5是氧,可見隻要把氧和另外一點點經常雜在空氣中的二氧化碳和水蒸氣除掉,留下來的便是純氮,所以瑞利也這樣做。他讓空氣通過許多隻化學捕集器,把二氧化碳、氧氣、水蒸氣,分別吸收掉。我們知道,寒帶地區的家庭主婦們,到了冬天,往往要在內、外兩層窗框中間放一小杯硫酸,因為硫酸能夠吸收水分,使窗框中間的空氣永遠幹燥。瑞利為了吸收水蒸氣,也使用了硫酸,不過在硫酸以外,他還用了幾種別的物質,把空氣中的氧氣、二氧化碳和水分完全提盡。
這樣剩下來的氣體,當然就是純氮。所以瑞利把它放在天平上測量。
一個優秀的實驗工作者,什麽時候也不會懶得對自己的工作多做一番檢查,來避免萬一的錯誤。瑞利是一位特別認真的實驗家,對於檢查當然更不放鬆。也許那麽多的捕集器中,有一兩隻有缺點,會讓一部分雜質在不知不覺中漏了網吧。也許橡皮管的某一段有個氣眼,雖然小得眼睛看不見,可還是相當大,足夠讓外麵的空氣通過它進到管裏吧。用什麽辦法來檢查有沒有這些毛病呢?瑞利決定從另外一種來源取得氮以便跟上次從空氣中取得的氮互相比較。假如從兩種來源取得的氮,密度相同,那就一切沒有問題,就是說,結果很正確,工作很仔細,氮很純,整個實驗裝置哪兒都沒有毛病。