Articles

ヘリウムを発見したのは誰ですか?

March15,2016

マット-ウィリアムズ、今日の宇宙

小さなヘリウム白色矮星バイナリパートナーが原因で発生する可能性があります。 科学者たちは、宇宙で最も豊富な元素は水素やヘリウムのような単純なガスであることをしばらくの間理解してきました。 これらは観測可能な質量の大部分を占めており、すべての重い元素を組み合わせて(そして広いマージンで)矮小化しています。 ヘリウムは、観測可能な宇宙の元素質量の約24%に存在しており、2番目に軽く、2番目に豊富な元素です。私たちはヘリウムをあなたの声に奇妙なことをし、風船を浮かせる陽気なガスと考える傾向がありますが、実際には私たちの存在の重要な部分です。

ヘリウムはあなたの声に奇妙なことをし、風船を浮かべることができます。 ヘリウムは、星の主要な構成要素であることに加えて、ガス巨人の主要な構成要素でもあります。 これは、その非常に高い核結合エネルギーに加えて、核融合と放射性崩壊の両方によって生成されるという事実に部分的に起因する。 しかし、科学者たちは19世紀後半からその存在を認識していました。ヘリウムの最初の証拠は1868年8月18日にフランスの天文学者ジュール・ヤンセンによって得られた。Jules Janssonは、ヘリウムの発見と命名を行った。jules Jans Jansenは、ヘリウムの発見と命名を行った。jules Janssenは、ヘリウムの発見と命名を行った。 インドのグントゥールで日食を観測したヤンセンは、プリズムを通して太陽の彩層から発する明るい黄色のスペクトル線(587.49ナノメートル)に気づいた。Jans Janは、janssenが太陽の色圏から発する明るい黄色のスペクトル線(587.49ナノメートル)に気づいた。 当時、彼はそれがd1とD2フラウンホーファー線に近接していたので、それがナトリウムであると信じていました。

同年10月20日、イギリスの天文学者ノーマン-ロックヤーは、太陽スペクトルに黄色の線(彼はD3フラウンホーファー線と命名した)を観測し、これは太陽の未知の元素によって引き起こされたと結論づけた。 Lockyerと英語の化学者Edward Franklandは、太陽を表すギリシャ語の言葉にちなんで、元素heliosと命名しました。

特徴:

ヘリウムは、水素に続く原子モデルに関しては、2番目に単純な原子です。 それは、2つの陽子と中性子の核と、原子軌道の2つの電子からなる。 最も一般的な形態はヘリウム4であり、これはビッグバン元素合成の産物であると考えられている。 ビッグバンの10秒から20分後に続いたこのイベントは、水素の最も軽い同位体(すなわち水素-1)以外の核の生成によって特徴付けられた。 これは、単一の陽子と核を持っています)。

このイベントは、水素、ヘリウム、リチウム同位体の少量とともに、ヘリウム4の大部分を生産していると考えられています。 他のすべての重い元素は、恒星の元素合成の結果として、ずっと後に作られました。 星の核の熱と圧力が水素原子を融合させているこの同じプロセスを通じて、大量の新しいヘリウムが常に作成されています。

ヘリウム4原子の核は、アルファ崩壊(要素が崩壊し、質量を放出し、何か他のものになる)の過程で生成されるアルファ粒子、2つの結合した陽子と中性子と同一である。 ヘリウムの不活性は、その電子のすべてが完全に対の1s軌道を占有し、角運動量を持たず、それぞれが他方の固有スピンを打ち消す電子雲状態の安定性と低エネルギーによるものである。

この安定性は、ヘリウム原子同士の相互作用の欠如も説明しており、すべての元素の融点と沸点が最も低いものの1つにつながります。使用の歴史:

しばらくの間、ヘリウムは太陽の中にのみ存在すると信じられていました。 しかし、1882年にイタリアの物理学者Luigi Palmieriが、その年に噴火した後のベスヴィオ山からの溶岩を分析するときに地球上のヘリウムを検出しました。 そして、1895年、アルゴンを探している間、スコットランドの化学者サー-ウィリアム-ラムゼイは、クレベイトのサンプルを鉱酸で処理することによってヘリウムを単離することに成功した。 元素を硫酸で処理した後、彼は同じD3吸収線に気づいた。

ラムジーはガスのサンプルをウィリアム-クルックス卿とノーマン-ロックヤー卿に送って、ヘリウムであることを確認した。 同じ年にスウェーデンのウプサラの化学者Per Teodor CleveとAbraham Langletによってクレベイトから独立して単離され、原子量を正確に決定することができた。 今後数年間、同様の実験でも同じ結果が得られました。

ヘリウムのいくつかの興味深い特性は、その後の年に発見されました。 1907年、アーネスト-ラザフォードとトーマス-ロイズは、アルファ粒子が実際にはヘリウム核であることを実証した。 1908年、オランダの物理学者ヘイク・カメリング・オンネスがガスを1ケルビン以下に冷却することでヘリウムを最初に液化した。 この元素は1926年に学生のWillem Hendrik Keesomによって最終的に固化され、25気圧の圧力にさらされました。

ヘリウムは、超流動性を有することが最初に発見された元素の一つであった。 1938年、ロシアの物理学者ピョートル・レオニドヴィチ・カピツァは、ヘリウム4が絶対零度付近の温度ではほとんど粘性を持たないことを発見した(超流動性)。 1972年、アメリカの物理学者Douglas D.Osheroff、David M.Lee、Robert C.Richardsonによってヘリウム3でも同じ現象が観測された。

現代の用途:

今日、ヘリウムガスは、産業、商業、レクリエーション用途の広い範囲で使用されています。 最もよく知られているのはおそらく飛行であり、ヘリウムガス(空気よりも軽い)は飛行船や風船に自然に浮力を提供します。 飛行船でも使用されていた水素と比較して、ヘリウムは可燃性で難燃性であるという利点があります。

ヘリウムは、低沸点、低密度、低溶解性、高い熱伝導率および不活性を含むそのユニークな特性のために、科学的および医学的用途の広い範囲に使用され 最も大きい使用は液体ヘリウムがMRIの走査器および分光計の超伝導の磁石のための冷却剤として機能する低温学の適用にある。

もう一つの用途はロケットであり、ヘリウムは貯蔵タンク内の燃料と酸化剤を置換するための緩衝剤として使用される。 またロケット燃料に水素および酸素を凝縮させ、宇宙船の液体水素を予備冷却することを使用します。 CERNの大型ハドロン衝突型加速器は、1.9ケルビンの一定温度を維持するために液体ヘリウムにも依存しています。

非常に低い屈折率と温度変化の歪曲効果を低減する方法のおかげで、ヘリウムは太陽望遠鏡、ガスクロマトグラフィー、および”ヘリウム年代測定”–すなわち放射性物質(ウランやトリウムなど)を含む岩石の年代を決定するためにも使用されている。 その不活性性、その熱特性、音速、および熱容量比の高い値に加えて、それは超音速風洞および空力試験設備でも使用される。 それはアーク溶接でそして産業漏出検出のためにも使用される。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です