Henri Becquerel mengubah fisika secara tidak sengaja. Pada tahun 1896, dia menyelidiki pendar dalam garam uranium. Dia membungkus pelat foto dengan kertas hitam. Dia menempatkan uranium di atasnya. Dia menyimpannya di laci gelap. Dia memperkirakan sinar matahari akan memicu efek tersebut. Hujan turun di Paris selama berhari-hari. Tidak ada matahari.
Dia tetap mengembangkan pelatnya. Gambar-gambarnya sangat jelas. Uranium telah memancarkan radiasi tanpa energi eksternal. Ini bukan pendar. Itu adalah sesuatu yang baru. Dia menyebutnya “sinar uranium”. Kami sekarang menyebutnya radioaktivitas.
Penemuan ini menulis ulang aturan materi. Atom tidak padat dan stabil. Mereka bisa membusuk. Mereka bisa melepaskan energi. Wawasan ini membuatnya mendapatkan bagian dari Hadiah Nobel Fisika tahun 1903. Dia membagi kehormatan itu dengan Pierre dan Marie Curie.
Dinasti Ilmuwan
Becquerel bukanlah orang asing. Dia berasal dari garis keturunan fisikawan. Empat generasi berkontribusi pada sains.
Kakeknya, Antoine-César Becquerel, mempelajari elektrokimia. Dia meneliti bagaimana listrik mempengaruhi reaksi kimia. Ayahnya, Alexandre-Edmond Becquerel, memperluas pekerjaan ini. Dia menemukan efek fotovoltaik. Beginilah cara sel surya mengubah cahaya menjadi listrik saat ini.
Henri mengikuti jalan ini. Ia belajar di École Polytechnique dan École des Ponts et Chaussées. Dia bergabung dengan ayahnya di Musée d’Histoire Naturelle di Paris. Dia menjadi profesor di Conservatoire National des Arts et Métiers. Dia juga mengajar di Sorbonne.
Putranya, Jean Becquerel, melanjutkan tradisi keluarga. Jean mempelajari penyerapan sinar-X oleh gas. Dia berbagi Hadiah Nobel Fisika tahun 1908 dengan ayahnya. Keluarga Becquerel mendominasi fisika Perancis selama lebih dari setengah abad.
Jalan Menuju Penemuan
Bagaimana Becquerel menemukan radioaktivitas? Prosesnya berulang. Dia memulai dengan penemuan sinar-X oleh Wilhelm Röntgen pada tahun 1895. Röntgen memperhatikan sinar-sinar ini menembus materi. Dia bertanya-tanya apakah bahan lain melakukan hal yang sama.
Becquerel menguji garam uranium. Dia berasumsi mereka membutuhkan sinar matahari untuk bersinar terlebih dahulu. Ini adalah asumsi yang salah. Hujan memaksanya untuk melewatkan langkah paparan sinar matahari. Pelatnya masih berkabut. Uranium memancarkan sinar secara terus menerus.
Hal ini menyebabkan perbedaan utama. Sinar-X berasal dari luar atom. Radioaktivitas berasal dari dalam. Atom itu sendiri tidak stabil. Itu rusak seiring waktu.
Mengapa ini penting? Radioaktivitas menjelaskan panas di inti bumi. Ini memberi kekuatan pada bintang. Hal ini memungkinkan kita untuk menentukan tanggal artefak kuno. Ini mengobati kanker. Ini juga menghasilkan limbah nuklir. Penemuan ini bagaikan pedang bermata dua.
Warisan dan Dampak
Becquerel meninggal pada tahun 1908. Dia berusia 55 tahun. Ladang yang dia buka meledak ukurannya. Marie Curie menciptakan istilah “radioaktivitas”. Dia mengisolasi polonium dan radium. Ernest Rutherford memetakan inti atom.
Garis keluarga Becquerel berakhir dengan Jean. Namun ilmu pengetahuan tetap hidup. Setiap kali kita menggunakan detektor asap atau menentukan umur fosil, kita menggunakan penemuan Becquerel.
Kisah penemuannya sering kali diceritakan sebagai keberuntungan. Itu adalah kecelakaan pertemuan persiapan. Dia punya
Insinyur yang Secara Tidak Sengaja Menemukan Radioaktivitas
Henri Becquerel tidak siap untuk tersandung pada kekuatan fundamental alam. Dia adalah orang yang berstruktur. Setelah bersekolah di Lycée Louis-le-Grand, dia melanjutkan ke École Polytechnique (1872–74) dan kemudian École des Ponts et Chaussées (1874–77). Itu rekayasa. Ia menghabiskan waktu puluhan tahun sebagai insinyur di Departemen Jembatan dan Jalan Raya, dan akhirnya menjadi kepala insinyur pada tahun 1894.
Sisi akademisnya datang kemudian. Pada tahun 1876, ia mulai menjadi asisten guru di École Polytechnique. Pada tahun 1895, ia menjabat sebagai ketua fisika. Dia juga bekerja sebagai asisten naturalis ayahnya di museum, mengambil alih jabatan profesor fisika ketika ayahnya meninggal. Itu adalah kehidupan dengan ketelitian ilmiah yang stabil dan dapat diprediksi.
Mengapa Pendar Adalah Ikan Herring Merah
Akhir abad ke-19 terobsesi dengan listrik, magnet, dan cahaya. Karya awal Becquerel sangat cocok. Ia mempelajari bagaimana medan magnet memutar cahaya yang terpolarisasi bidang—sebuah topik yang dibuka oleh Michael Faraday, dan topik yang disumbangkan oleh ayahnya sendiri. Dia mengamati radiasi infra merah dan bagaimana kristal berpendar bertindak di bawah stimulasi infra merah.
Langkah besarnya adalah memperluas penelitian ayahnya mengenai senyawa uranium. Dia ingin memahami hubungan antara menyerap cahaya dan memancarkan pendar. Dia pandai dalam hal itu. Bahkan terhormat. Anggota Académie des Sciences sejak tahun 1889. Namun penghargaan sesungguhnya bukanlah pada karya masa lalunya. Itu karena keakrabannya dengan garam uranium dan keahliannya dengan pelat fotografi.
Penemuan yang Tidak Disengaja
Wilhelm Röntgen menemukan sinar-X pada akhir tahun 1895. Ini mengubah segalanya. Röntgen telah menemukan bahwa sinar-X berasal dari tabung vakum kaca tempat sinar katoda mengenainya. Becquerel bertanya-tanya: Apakah ada hubungan mendasar antara radiasi tak kasat mata dan cahaya tampak? Bisakah semua bahan bercahaya memancarkan sinar-X jika distimulasi dengan benar?
Dia menguji ini. Pengaturan sederhana. Kristal berpendar pada pelat fotografi. Piring itu dibungkus dengan kertas buram. Hanya radiasi tembus yang bisa menembusnya. Dia mengekspos pengaturannya ke sinar matahari selama berjam-jam. Ini membuat kristal-kristal itu bersemangat.
Saat dia mengembangkan filmnya, ada siluet. Sampel mineral muncul. Kadang-kadang dia menaruh koin atau potongan logam di antara kristal dan kertas. Logamnya juga muncul.
Dia melaporkan hal ini ke Académie des Sciences pada tanggal 24 Februari 1896. Dia mencatat garam uranium sangat aktif.
Inilah twistnya. Dia pikir dia telah membuktikan bahwa zat bercahaya memancarkan sesuatu yang mirip dengan sinar-X. Namun minggu berikutnya, keadaan menjadi aneh.
Dia meninggalkan garam uranium dan pelat fotografinya di laci. Tidak ada sinar matahari. Tidak ada rangsangan ultraviolet. Tidak ada pendar.
Ketika dia mengembangkan pelatnya nanti, gambarnya masih ada. Lebih kuat dari yang diharapkan. Garam uranium mengeluarkan radiasi penetrasi tanpa tereksitasi oleh sinar matahari.
Becquerel bingung. Dia mendalilkan “bentuk pendar tak kasat mata yang berumur panjang”. Kemudian, ketika dia menelusuri aktivitas tersebut pada logam uranium, dia menyebutnya “pendar logam”. Dia tidak melihatnya apa adanya. Dia melihat versi aneh dari sesuatu yang sudah dia pahami.
Tahun-Tahun Tenang (1896–1898)
Becquerel menerbitkan tujuh makalah tentang topik ini pada tahun 1896. Dua pada tahun 1897. Tidak ada pada tahun 1898.
Penurunan ini bukan karena dia berhenti bekerja. Itu karena dunia ilmiah kehilangan minat. Tahun 1890-an penuh dengan studi radiasi. Sinar katoda. sinar-X. Sinar kanal. Gelombang radio. Cahaya cacing bercahaya.
Sinar-X adalah bintangnya. Mereka membuat foto lebih tajam. Mereka lebih cepat. Jika dibandingkan, “sinar” Becquerel tampak kurang signifikan. Dia kembali ke bidang tekniknya. Dia kembali ke pendar.
Butuh orang lain untuk membangunkannya.
Pada tahun 1898, Gerhard Carl Schmidt dan Marie Curie secara independen menemukan bahwa thorium juga bersifat radioaktif. Kemudian Pierre dan Marie Curie, bersama Gustave Bémont, menemukan polonium dan radium. Tiba-tiba, dunia menyadari bahwa ini bukanlah efek samping unik dari pendar. Itu adalah properti dari elemen tertentu.
Becquerel terbangun. Pentingnya penemuannya akhirnya disadari.
Mendefinisikan Fenomena
Becquerel kembali ke lapangan yang tidak sengaja dia buat. Dia memberikan tiga kontribusi penting yang mendefinisikan apa sebenarnya radioaktivitas itu.
1. Partikel Beta
Pada tahun 1899 dan 1900, ia mengukur pembelokan partikel beta dalam medan listrik dan magnet. Dia menghitung rasio muatan terhadap massa. Ini cocok dengan elektron yang baru-baru ini diidentifikasi oleh Joseph John Thomson. Becquerel menunjukkan bahwa partikel beta adalah elektron. Ini menghubungkan struktur atom dengan radiasi eksternal.
2. Peluruhan dan Transmutasi Radioaktif
Ia menemukan “uranium X”, zat aktif dalam uranium. Ia kehilangan kemampuan memancarnya seiring waktu. Uranium itu sendiri, yang tidak aktif ketika masih segar, akhirnya mendapatkan kembali radioaktivitasnya.
Ernest Rutherford dan Frederick Soddy melihat perilaku serupa di thorium. Mereka mengembangkan teori transformasi radioaktivitas. Satu elemen secara spontan berubah menjadi elemen lainnya. Perubahan kimia subatom. Pengamatan Becquerel meletakkan dasar bagi gagasan revolusioner ini.
3. Efek Fisiologis
Dia memperhatikan radiasi mempengaruhi jaringan hidup. Pada tahun 1901, dia melaporkan luka bakar yang didapatnya karena membawa sampel radium Curie di saku rompinya. Itu bukan sekedar keingintahuan ilmiah. Itu adalah sebuah bahaya. Itu juga merupakan alat yang potensial. Dokter mulai menyelidiki luka bakar ini. Hal ini menyebabkan penggunaan radiasi secara medis—terapi radiasi.
Warisan Kecelakaan
Becquerel berbagi Hadiah Nobel Fisika tahun 1903 dengan keluarga Curie. Dia menerima medali lainnya. Masyarakat asing memilihnya ke dalam barisan mereka. Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis mengangkatnya menjadi presiden dan sekretaris tetap.
Dia tidak bermaksud mengubah fisika. Dia berangkat untuk menguji hipotesis tentang cahaya dan pendar. Dia salah tentang mekanismenya. Dia pikir itu adalah suatu bentuk cahaya. Ternyata tidak. Itu adalah peluruhan nuklir.
Namun keahliannya dalam menggunakan senyawa uranium dan pelat fotografi menempatkannya di tempat dan waktu yang tepat. Dunia ilmiah lainnya sedang mengamati sinar-X. Dia sedang melihat lacinya.
Dunia tidak memahami apa yang dia temukan sampai Curie memperluas cakupannya. Sampai saat itu, itu hanya rasa ingin tahu. Pendar yang aneh dan bertahan lama.
Ia membuktikan bahwa materi dapat memancarkan energi tanpa sumber luar. Itu adalah revolusi yang tenang. Yang dimulai dengan hari mendung di Paris dan pelat foto terbungkus.
