Кюри, пьер. Кюри Пьер: научные достижения. Нобелевская премия по физике Пьера и Марии Кюри

Curie, Pierre (1859–1906), французский физик, удостоенный в 1903 Нобелевской премии по физике (совместно со своей женой М.Складовской-Кюри и А.Беккерелем) за исследования радиоактивности.

Родился 15 мая 1859 в Париже в семье врача. Учился дома, уже в 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета (Сорбонны), а спустя два года – степень лиценциата (магистра) физических наук. С 1878 работал вместе с братом Полем Жаном в минералогической лаборатории Сорбонны.

Здесь братья открыли пьезоэлектрический эффект – появление зарядов на поверхности некоторых кристаллов при механическом воздействи – и обратный ему эффект ультразвуковых колебаний кристаллов под действием переменного электрического поля. Братья Кюри создали пьезоэлектрический кварцевый балансир, который можно считать предшественником основного узла современных кварцевых часов. В 1882 по рекомендации английского физика У.Томсона Кюри был назначен руководителем лаборатории Муниципальной школы промышленной физики и химии и оставался главой этой лаборатории на протяжении 22 лет. В 1883–1895 он выполнил большую серию работ по физике кристаллов; в своей докторской диссертации установил зависимость между температурой и намагниченностью, названную впоследствии законом Кюри; критическая точка, в которой вещество теряет намагниченность, была названа точкой Кюри.

В 1895 П.Кюри женился на польской студентке Марии Склодовской, которая с 1897 приступила к исследованиям радиоактивности, вскоре полностью поглотившим и Пьера. Супруги Кюри поставили своей целью выделить из урановой руды химический компонент, обладавший большей радиоактивностью, чем сама руда и содержавшиеся в ней уран и торий. В июне 1898 они опубликовали сообщение об открытии одного из новых элементов – полония, а в декабре – об открытии радия. Чтобы получить достаточное количество радия для определения его атомной массы, супруги переработали несколько тонн урановой смоляной обманки (руды); химическое разделение производилось в огромных чанах, установленных в дырявом сарае, а анализы – в убогой лаборатории Муниципальной школы. К 1902 была накоплена 0,1 г хлорида радия. Это необычное вещество, испускавшее голубоватое свечение и тепло, привлекло к себе внимание не только ученых, но и широкой общественности. Признание не заставило себя ждать, и в 1903 супругам Кюри была присуждена половина Нобелевской премии по физике за «их совместные исследования явлений радиации, открытых А.Беккерелем», получившим вторую половину премии. В своей Нобелевской лекции, прочитанной два года спустя, Кюри впервые отметил ту опасность, которую представляют радиоактивные вещества, и добавил, что «принадлежит к числу тех, кто вместе с Нобелем считает, что новые открытия принесут человечеству больше бед, чем добра».

Несмотря на нехватку средств на исследования, супруги Кюри отказались от патента на свой экстракционный метод и от коммерческого использования радия – по их убеждению, это противоречило бы свободному обмену знаниями.

В 1903 Лондонское королевское общество присудило Кюри медаль Дэви, а в 1904 он был удостоен золотой медали Маттеуччи Академии наук Италии. В 1905 его избрали во Французскую академию наук. В 1904 Кюри был назначен профессором физики Сорбонны. Улучшилось финансирование исследований, предполагалось создание новой лаборатории – казалось, что последующие годы принесут новые научные достижения. Однако 19 апреля 1906 Кюри, переходя улицу в Париже, поскользнулся и попал под экипаж. Смерть наступила мгновенно.

Родился в Париже 15 мая 1859 г. в семье медиков. Отец решил дать своему весьма самостоятельному сыну домашнее образование. Мальчик оказался на чудо усердным и старательным учеником, который уже в 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета (Сорбонни). Через два года он получил степень магистра физических наук. В университете в течение 1878- 1883 гг. работал ассистентом, потом в Школе физики и химии, в 1895 г. — заведовал кафедрой. В 1895 г. вступил в брак с Марией Склодовской .

За время работы в университете он занимался исследованием природы кристаллов. Вместе со своим старшим братом Жаком Кюри на протяжении четырех лет проводил интенсивные экспериментальные работы, вследствие чего им повезло открыть пьезоэлектрический эффект — появление под действием приложенной извне силы на поверхности некоторых кристаллов электрических зарядов, а также обратный эффект — возникновение упругой деформации кристалла в случае предоставления ему электрического заряда. Используя открытый пьезоэлектрический эффект, они сконструировали высокочувствительный прибор для измерения малых доз электричества и слабых токов. В 1884 — 1885 гг. П.Кюри развил теорию образования кристаллов и исследовал законы симметрии в них, в частности, впервые ввел (1885) понятие поверхностной энергии граней кристалла и сформулировал общий принцип роста кристаллов. Предложил (1894) также принцип, который дает возможность определять симметрию кристалла, который находится под определенным влиянием — «ПРИНЦИП Кюри».

Как разностороняя и многогранная личность он смог осуществить исследование магнитных свойств тел в широком диапазоне температур, установить (1895) независимость магнитной восприимчивости диамагнетиков от температуры и ее обратно пропорциональную зависимость от температуры для парамагнетиков (закон Кюри).

С 1897 года научные интересы П.Кюри сосредоточиваются на изучении радиоактивности, где он вместе с Марией Склодовской-Кюри сделал ряд выдающихся открытий: 1898 г. — новые радиоактивные элементы — полоний и радий; 1899 г. — приведенную радиоактивность и сложный характер радиоактивного излучения; 1901 г. — биологическую действие радиоактивного излучения; 1903 г. — количественный закон снижения радиоактивности (введены понятие периода полураспада) независимо от внешних условий, исходя из этого предложил использовать период полураспада как эталон времени для определения абсолютного возраста земных пород; этого же года вместе с А.Лабордором нашел произвольное выделение тепла солями радия (это стало первым наглядным свидетельством существования атомной энергии). Выдвинул гипотезу радиоактивного распада. Организовал промышленную добычу радия на основе разработанной технологии изъятия радия из урановой руды.

За исследования радиоактивности и открытие радия 1903 г. Пьеру Кюри была присуждена Нобелевская премия в области физики .

Плодотворная творческая работа давала не только моральное удовлетворение, но и материальное благосостояние — расширялась материальная база исследований, создавалась новая лаборатория. Но, как и Беккерель , Кюри рано ушел из жизни, не успев насладится триумфом и осуществить замыслы. Дождевого дня 19 апреля 1906 г., переходя улицу, он поскользнулся и упал. Голова его попала под колесо конного экипажа. Смерть настала мгновенно.

Французский физик Пьер Кюри родился в Париже. Он был младшим из двух сыновей врача Эжена Кюри и Софи-Клер (Депулли) Кюри. Отец решил дать своему независимому и рефлексирующему сыну домашнее образование. Мальчик оказался столь прилежным учеником, что в 1876 г., шестнадцати лет от роду, получил ученую степень бакалавра Парижского университета (Сорбонны). Два года спустя он получил степень лиценциата (эквивалентную степени магистра) физических наук.

В 1878 г. Кюри стал демонстратором в физической лаборатории Сорбонны, где занялся исследованием природы кристаллов. Вместе со своим старшим братом Жаком, работавшим в минералогической лаборатории университета, Кюри в течение четырех лет проводил интенсивные экспериментальные работы в этой области. Братья Кюри открыли пьезоэлектричество – появление под действием приложенной извне силы на поверхности некоторых кристаллов электрических зарядов. Ими был открыт и обратный эффект: те же кристаллы под действием электрического поля испытывают сжатие. Если приложить к таким кристаллам переменный ток, то их можно заставить совершать колебания с ультравысокими частотами, при которых кристаллы будут испускать звуковые волны за пределами восприятия человеческого слуха. Такие кристаллы стали очень важными компонентами такой радиоаппаратуры, как микрофоны, усилители и стереосистемы. Братья Кюри разработали и построили такой лабораторный прибор, как пьезоэлектрический кварцевый балансир, который создает электрический заряд, пропорциональный приложенной силе. Его можно считать предшественником основных узлов и модулей современных кварцевых часов и радиопередатчиков. В 1882 г. по рекомендации английского физика Уильяма Томсона Кюри был назначен руководителем лаборатории новой Муниципальной школы промышленной физики и химии. Хотя жалованье в школе было более чем скромным, Кюри оставался главой лаборатории в течение двадцати двух лет. Через год после назначения Кюри руководителем лаборатории сотрудничество братьев прекратилось, так как Жак покинул Париж, чтобы стать профессором минералогии университета Монпелье.

В период с 1883 по 1895 г. Кюри выполнил большую серию работ, в основном по физике кристаллов. Его статьи по геометрической симметрии кристаллов и поныне не утратили своего значения для кристаллографов. С 1890 по 1895 г. Кюри занимался изучением магнитных свойств веществ при различных температурах. На основании большого числа экспериментальных данных в его докторской диссертации была установлена зависимость между температурой и намагниченностью, впоследствии получившая название закона Кюри.

Работая над диссертацией. Кюри в 1894 г. встретился с Марией Склодовской , молодой польской студенткой физического факультета Сорбонны. Они поженились в июле 1895 г., через несколько месяцев после того, как Кюри защитил докторскую диссертацию. В 1897 г., вскоре после рождения первого ребенка, Мария Кюри приступила к исследованиям радиоактивности, которые вскоре поглотили внимание Пьера до конца его жизни.

В 1896 г. Анри Беккерель открыл, что урановые соединения постоянно испускают излучение, способное засвечивать фотографическую пластинку. Выбрав это явление темой своей докторской диссертации, Мари стала выяснять, не испускают ли другие соединения «лучи Беккереля». Так как Беккерель обнаружил, что испускаемое ураном излучение повышает электропроводность воздуха вблизи препаратов, она использовала для измерения электропроводности пьезоэлектрический кварцевый балансир братьев Кюри. Вскоре Мария Кюри пришла к заключению, что только уран, торий и соединения этих двух элементов испускают излучение Беккереля, которое она позднее назвала радиоактивностью. Мария в самом начале своих исследований совершила важное открытие: урановая смоляная обманка (урановая руда) электризует окружающий воздух гораздо сильнее, чем содержащиеся в ней соединения урана и тория, и даже чем чистый уран. Из этого наблюдения она сделала вывод о существовании в урановой смоляной обманке еще неизвестного сильно радиоактивного элемента. В 1898 г. Мария Кюри сообщила о результатах своих экспериментов Французской академии наук. Убежденный в том, что гипотеза его жены не только верна, но и очень важна, Кюри оставил свои собственные исследования, чтобы помочь Марии выделить неуловимый элемент. С этого времени интересы супругов Кюри как исследователей слились настолько полно, что даже в своих лабораторных записях они всегда употребляли местоимение «мы».

Кюри поставили перед собой задачу разделить урановую смоляную обманку на химические компоненты. После трудоемких операций они получили небольшое количество вещества, обладавшее наибольшей радиоактивностью. Оказалось. что выделенная порция содержит не один, а два неизвестных радиоактивных элемента. В июле 1898 г. Кюри опубликовали статью «О радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной обманке», в которой сообщали об открытии одного из элементов, названным полонием в честь родины Марии Склодовской . В декабре они объявили об открытии второго элемента, который назвали радием. Оба новых элемента были во много раз более радиоактивны, чем уран или торий, и составляли одну миллионную часть урановой смоляной обманки. Чтобы выделить из руды радий в достаточном для определения его атомного веса количестве, Кюри в последующие четыре года переработали несколько тонн урановой смоляной обманки. Работая в примитивных и вредных условиях, они производили операции химического разделения в огромных чанах, установленных в дырявом сарае, а все анализы – в крохотной, бедно оснащенной лаборатории Муниципальной школы.

В сентябре 1902 г. супруги Кюри сообщили о том, что им удалось выделить одну десятую грамма хлорида радия и определить атомную массу радия, которая оказалась равной 225. (Выделить полоний Кюри не удалось, так как он оказался продуктом распада радия.) Соль радия испускала голубоватое свечение и тепло. Это фантастически выглядевшее вещество привлекло к себе внимание всего мира. Признание и награды за его открытие пришли почти сразу.

Кюри опубликовали огромное количество информации о радиоактивности, собранной ими за время исследований: с 1898 по 1904 г. они выпустили тридцать шесть работ. Еще до завершения своих исследований. Кюри побудили других физиков также заняться изучением радиоактивности. В 1903 г. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди высказали предположение о том, что радиоактивные излучения связаны с распадом атомных ядер. Распадаясь (утрачивая какие-то из образующих их частиц), радиоактивные ядра претерпевают трансмутацию в другие элементы. Кюри одними из первых поняли, что радий может применяться и в медицинских целях. Заметив воздействие излучения на живые ткани, они высказали предположение, что препараты радия могут оказаться полезными при лечении опухолевых заболеваний.

Шведская королевская академия наук присудила супругам Кюри половину Нобелевской премии по физике 1903 г. «в знак признания... их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем », с которым они разделили премию. Кюри были больны и не смогли присутствовать на церемонии вручения премий. В своей Нобелевской лекции, прочитанной два года спустя, Кюри указал на потенциальную опасность, которую представляют радиоактивные вещества, попади они не в те руки, и добавил, что «принадлежит к числу тех, кто вместе с Нобелем считает, что новые открытия принесут человечеству больше бед, чем добра».

Радий – элемент, встречающийся в природе крайне редко, и цены на него, с учетом его медицинского значения, быстро возросли. Кюри жили бедно, и нехватка средств не могла не сказываться на их исследованиях. Вместе с тем они решительно отказались от патента на свой экстракционный метод, равно как и от перспектив коммерческого использования радия. По их убеждению, это противоречило бы духу науки – свободному обмену знаниями. Несмотря на то, что такой отказ лишил их немалой прибыли, финансовое положение Кюри улучшилось после получения Нобелевской премии и других наград.

В октябре 1904 г. Кюри был назначен профессором физики Сорбонны, а Мария Кюри – заведующей лабораторией, которой прежде руководил ее муж. В декабре того же года у Кюри родилась вторая дочь. Возросшие доходы, улучшившееся финансирование исследований, планы создания новой лаборатории, восхищение и признание мирового научного сообщества должны были сделать последующие годы супругов Кюри плодотворными. Но, как и Беккерель, Кюри ушел из жизни слишком рано, не успев насладиться триумфом и свершить задуманное. В дождливый день 19 апреля 1906 г., переходя улицу в Париже, он поскользнулся и упал. Голова его попала под колесо проезжавшего конного экипажа. Смерть наступила мгновенно.

Мария Кюри унаследовала его кафедру в Сорбонне, где продолжила свои исследования радия. В 1910 г. ей удалось выделить чистый металлический радий, а в 1911 г. она была удостоена Нобелевской премии по химии. В 1923 г. Мари опубликовала биографию Кюри. Старшая дочь Кюри, Ирен (Ирен Жолио-Кюри), разделила со своим мужем Нобелевскую премию по химии 1935 г.; младшая, Ева, стала концертирующей пианисткой и биографом своей матери. Серьезный, сдержанный, всецело сосредоточенный на своей работе, Кюри был вместе с тем добрым и отзывчивым человеком. Он пользовался довольно широкой известностью как натуралист-любитель. Одним из излюбленных его развлечений были пешие или велосипедные прогулки. Несмотря на занятость в лаборатории и семейные заботы, Кюри находили время для совместных прогулок.

Помимо Нобелевской премии, Кюри был удостоен еще нескольких наград и почетных званий, в том числе медали Дэви Лондонского королевского общества (1903) и золотой медали Маттеуччи Национальной Академии наук Италии (1904). Он был избран во Французскую академию наук (1905).

И А.Беккерелем) за исследования радиоактивности. Родился 15 мая 1859 в Париже в семье врача. Учился дома, уже в 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета (Сорбонны), а спустя два года – степень лиценциата (магистра) физических наук. С 1878 работал вместе с братом Полем Жаном в минералогической лаборатории Сорбонны. Здесь братья открыли пьезоэлектрический эффект – появление зарядов на поверхности некоторых кристаллов при механическом воздействи – и обратный ему эффект ультразвуковых колебаний кристаллов под действием переменного электрического поля. Братья Кюри создали пьезоэлектрический кварцевый балансир, который можно считать предшественником основного узла современных кварцевых часов. В 1882 по рекомендации английского физика У.Томсона Кюри был назначен руководителем лаборатории Муниципальной школы промышленной физики и химии и оставался главой этой лаборатории на протяжении 22 лет. В 1883–1895 он выполнил большую серию работ по физике кристаллов; в своей докторской диссертации установил зависимость между температурой и намагниченностью, названную впоследствии законом Кюри; критическая точка, в которой вещество теряет намагниченность, была названа точкой Кюри.

В 1895 П.Кюри женился на польской студентке Марии Склодовской, которая с 1897 приступила к исследованиям радиоактивности, вскоре полностью поглотившим и Пьера. Супруги Кюри поставили своей целью выделить из урановой руды химический компонент, обладавший большей радиоактивностью, чем сама руда и содержавшиеся в ней уран и торий. В июне 1898 они опубликовали сообщение об открытии одного из новых элементов – полония, а в декабре – об открытии радия. Чтобы получить достаточное количество радия для определения его атомной массы, супруги переработали несколько тонн урановой смоляной обманки (руды); химическое разделение производилось в огромных чанах, установленных в дырявом сарае, а анализы – в убогой лаборатории Муниципальной школы. К 1902 была накоплена 0,1 г хлорида радия. Это необычное вещество, испускавшее голубоватое свечение и тепло, привлекло к себе внимание не только ученых, но и широкой общественности. Признание не заставило себя ждать, и в 1903 супругам Кюри была присуждена половина Нобелевской премии по физике за «их совместные исследования явлений радиации, открытых А.Беккерелем», получившим вторую половину премии. В своей Нобелевской лекции, прочитанной два года спустя, Кюри впервые отметил ту опасность, которую представляют радиоактивные вещества, и добавил, что «принадлежит к числу тех, кто вместе с Нобелем считает, что новые открытия принесут человечеству больше бед, чем добра».

Несмотря на нехватку средств на исследования, супруги Кюри отказались от патента на свой экстракционный метод и от коммерческого использования радия – по их убеждению, это противоречило бы свободному обмену знаниями.

В 1903 Лондонское королевское общество присудило Кюри медаль Дэви, а в 1904 он был удостоен золотой медали Маттеуччи Академии наук Италии. В 1905 его избрали во Французскую академию наук. В 1904 Кюри был назначен профессором физики Сорбонны. Улучшилось финансирование исследований, предполагалось создание новой лаборатории – казалось, что последующие годы принесут новые научные достижения. Однако 19 апреля 1906 Кюри, переходя улицу в Париже, поскользнулся и попал под экипаж. Смерть наступила мгновенно.

Супружеская пара Пьер и Мария Кюри - первые физики, исследовавшие радиоактивность элементов. Ученые стали лауреатами Нобелевской премии по физике за сделанный вклад в развитие науки. После смерти Мария Кюри получила Нобелевскую премию по химии за открытие самостоятельного химического элемента - радия.

Пьер Кюри до встречи с Марией

Пьер родился в Париже, в семье врача. Юноша получил прекрасное образование: сначала он обучался дома, затем стал студентом Сорбонны. В 18 лет Пьер получил академическую степень лицензиата физических наук.

В начале научной деятельности молодой человек вместе с братом Жаком открыл пьезоэлектричество. В ходе экспериментов братья сделали вывод, что в результате сжатия гемиэдрического кристалла с косыми гранями возникает электрическая поляризация конкретного направления. Если такой кристалл растягивать, электричество выделяется в противоположном направлении.

После этого братья Кюри открыли противоположный эффект о деформации кристаллов под воздействием на них электрического напряжения. Молодые люди впервые создали пьезокварц и изучили его электрические деформации. Пьер и Жак Кюри научились использовать пьезокварц для измерения слабых токов и электрических зарядов. Плодотворное сотрудничество братьев продолжалось пять лет, после чего они разошлись. В 1891 году Пьер ставил опыты по магнетизму и открыл закон о зависимости парамагнитных тел от температуры.

Мария Склодовская до встречи с Пьером

Мария Склодовская родилась в Варшаве, в семье преподавателя. После окончания гимназии девушка поступила на физико-математический факультет Сорбонны. Одна из лучших учениц университета, Склодовская изучала химию и физику, а свободное время посвящала самостоятельным исследованиям.

В 1893 году Мария получила степень лицензиата физических наук, а в 1894 году девушка стала лицензиатом математических наук. В 1895 году Мария вышла замуж за Пьера Кюри.

Исследования Пьера и Марии Кюри

Супруги занялись изучением радиоактивности элементов. Они уточнили значение открытия Беккереля, который обнаружил радиоактивные свойства урана и сравнил его с фосфоресценцией. Беккерель полагал, что излучения урана - это процесс, напоминающий свойства световых волн. Ученый так и не сумел раскрыть природу открытого явления.

Работу Беккереля продолжили Пьер и Мария Кюри, которые занялись исследованием явления излучения металлов, в том числе и урана. Супруги ввели в оборот слово «радиоактивность», раскрывающее суть открытого Беккерелем явления.

Новые открытия

В 1898 году Пьер и Мария открыли новый радиоактивный элемент и назвали его «полоний» в честь Польши, родины Марии. Этот серебристо-белый мягкий металл заполнил одно из пустующих окон периодической таблицы химических элементов Менделеева – 86-ю клетку. В конце того же года супруги Кюри открыли радий, блестящий щелочноземельный металл, обладающий радиоактивными свойствами. Он занял 88-ю клетку периодической таблицы Менделеева.

После радия и полония Мария и Пьер Кюри открыли ряд других радиоактивных элементов. Ученые установили, что все тяжелые элементы, расположившиеся в нижних клетках таблицы Менделеева, обладают радиоактивными свойствами. В 1906 году Пьер и Мария обнаружили, что радиоактивностью обладает элемент, содержащийся в клетках всех живых существ на Земле - изотоп калия. Нажмите , чтобы узнать о других открытиях, которые принесли ученым всемирную славу.

Вклад в развитие науки

В 1906 году Пьер Кюри попал под ломовую телегу и погиб на месте. После смерти мужа Мария заняла его место в Сорбонне и стала первой в истории женщиной-профессором. Склодовская-Кюри читала лекции по радиоактивности студентам университета.

В годы Первой мировой войны Мария трудилась над созданием рентгеновских установок для нужд госпиталей и работала в Институте радия. Склодовская-Кюри умерла в 1934 году из-за тяжелого заболевания крови, вызванного длительным воздействием радиоактивного облучения.

Немногие современники супругов Кюри понимали, насколько важные научные открытия удалось совершить ученым-физикам. Благодаря Пьеру и Марии произошел великий переворот в жизни человечества - люди научились добывать атомную энергию.