Crookes’ tube

într-un eseu celebru care compară scriitorii ruși Ivan Turgenev și Leo Tolstoi, filosoful Isaiah Berlin citează o frază misterioasă a poetului grec Archilocus: ‘vulpea știe multe lucruri; ariciul știe un lucru mare’. Berlinul împarte astfel scriitorii în cei care urmează cu încăpățânare o singură idee și cei care își aruncă plasele mai larg, dar poate cu mai puțină profunzime. Printre vulpile istoriei chimice se numără William Crookes, marele și controversatul polimat Victorian.

Crookes a fost fiul unui croitor de succes Regent Street. Tatăl său bogat l – a interesat de fotografie · construindu-i un laborator de subsol în casa familiei-ceea ce l-a determinat în cele din urmă pe Crookes să participe la un curs la noul colegiu regal de chimie, unde carismaticul August Hofmann atrăgea unii dintre cei mai străluciți tineri studenți.

a devenit curând asistentul lui Hofmann și a avut grijă de unii dintre noii recruți, inclusiv de tânărul William Perkin. De asemenea, și-a făcut mulți alți prieteni, inclusiv Charles Wheatstone, George Stokes și Michael Faraday. Influența lor a asigurat că, în ciuda afinității mentorului său pentru chimia organică, interesele proprii ale lui Crookes au rămas mai degrabă ‘fizice’.

Crookes a fost pionierul fotografiei științifice, despre care a realizat că le-a permis oamenilor de știință să observe fenomene invizibile cu ochiul liber. A făcut chiar fotografii ale spectrelor de flacără cu câțiva ani înainte de Gustav Kirchhoff și Robert Bunsen, deși nu și-a dat seama de semnificația rezultatelor sale. Dar după ce a participat la un discurs al instituției Regale care a sugerat descoperirea spectroscopică a rubidiului de către Bunsen, Crookes și-a pus inima pe un element propriu.

a ocupat scurte posturi didactice la Oxford și La Chester și a început să editeze London Photographical Society (LPS) journal, dar apoi a avut o idee care i-a schimbat viața: va începe the Chemical News, un pamflet săptămânal ieftin care a raportat ultimele evoluții chimice. În curând a fost demis de LPS, dar creierul său a decolat treptat.

între timp, în laboratorul său de acasă, el și-a continuat vânătoarea pentru un element nou în fiecare probă minerală pe care putea să-și pună mâinile, căutând metodic linii spectroscopice nerevendicate. În cele din urmă, în probele din care a izolat seleniul pentru Hofmann, pe fondul liniilor așteptate de seleniu, sodiu și litiu, a văzut o emisie verde strălucitoare – un element nou pe care l-a numit taliu.

în următorii 10 ani, Crookes a lucrat împotriva concurenței feroce din partea chimistului francez Claude-August Lamy pentru a măsura greutatea atomică a taliului. Pentru a minimiza efectul de flotabilitate al aerului, el a evacuat încet camera de echilibru cu o pompă Sprengel, testând vidul cu o descărcare electrică. În cele din urmă a obținut o greutate care va rămâne neschimbată timp de 40 de ani. Dar, spre surprinderea sa, măsurătorile depindeau de temperatură · obiectele mai fierbinți păreau mai ușoare decât cele mai reci.

cu ajutorul genialului său asistent Charles Gimingham, Crookes a dezvoltat moduri din ce în ce mai sensibile de a cântări obiecte minuscule, echilibrând bucăți de mică sau bile de miez pe fibre de sticlă suspendate într-un bec evacuat. Aceste Balanțe delicate s-au mișcat atunci când au fost expuse la lumină; a exercitat lumina o presiune? Propunerea sa a avut o recepție mixtă la Royal Society, forțându-l înapoi la laborator.

cu Gimingham a dezvoltat o ‘moară ușoară’ sau un radiometru – patru palete de folie, fețele alb-negru, suspendate de o cruce subțire de sticlă pe vârful unui ac. Iluminate, paletele se învârteau nebunește, dovedind ipoteza. A fost un instrument delicios de sensibil care a permis măsurători foarte delicate ale intensității luminii. Explicația, totuși, a fost greșită. Osborne Reynolds din Manchester a arătat că viteza paletelor depindea de presiunea gazului din bec, folosind James Clerk Maxwellteoria cinetică pentru a explica mișcarea. Crookes a recunoscut liniștit și fără tragere de inimă.

dar acum se concentra pe evacuările din becurile evacuate. Copiind experimentele lui Faraday și Julius pl Inquxcker, Crookes a folosit noua pompă Gimingham * mai multe pompe Sprengel aranjate în paralel – pentru a trece la presiuni tot mai mici. Strălucirile misterioase din interiorul tuburilor indicau o mișcare de particule, iar Crookes observa o regiune întunecată care urma să-i poarte numele.

niciodată o violetă în scădere, Crookes a prezentat demonstrații spectaculoase ale tuburilor sale. Cu o cruce metalică în interiorul tubului, o umbră ascuțită putea fi văzută pe pereții strălucitori, dovedind că ‘razele’ călătoreau în linii drepte de la catod. Multe dintre aceste tuburi Crookes pot fi găsite și astăzi în școli și îmi amintesc minunea lor uimitoare când le-am văzut în adolescență într-o clasă întunecată din Nairobi.

deși pretenția lui Crookes de a fi descoperit o a patra stare a materiei era doar pe jumătate corectă, experimentele sale au împins fenomenele de descărcare pe agenda fizicii. Wilhelm R-Ntgen ar observa mai întâi razele x cu tuburile lui Crookes, iar Joseph Thomson ar identifica electronul, începând studii subatomice care ne-ar oferi în cele din urmă Radar și televiziune.

dar interesele lui Crookes l-au dus în alte direcții interesante. Motto-ul său de joc de cuvinte ‘Ubi Crookes, ibi lux’ a fost deosebit de potrivit. A făcut becuri cu filamente de carbon (ironic Gimingham a plecat să lucreze pentru Swan și Edison). Spectroscopia sa asupra pământurilor rare a ajutat la odihna controverselor care au persistat acel grup aproape inseparabil de elemente pentru o mare parte a secolului. Și în ultimii săi ani, Crookes a dezvoltat formulări de sticlă pentru a proteja ochii muncitorilor din fabrică de strălucirea turnătoriilor și a sticlăriei, invenții răsunate astăzi în specificațiile de Didim utilizate de suflătorii de sticlă. Știri chimice a rămas lectură necesară pentru chimiști până la moartea sa în 1919.

deci, dacă Crookes a fost un om cu multe părți, care ești tu: arici sau vulpe?

Andrea Sella (@Sellathechemist) predă chimie la University College London, Marea Britanie