在科學麵前,連太陽也失去了神秘性。緊接著,所有的天體的神秘性也逐漸消失了。亞裏士多德月上界,月下界的劃分,在科學麵前,在更深的認識層次上被完全、徹底地推翻了。
在戴維用電解法發現了許多種新的元素以後,其它科學家也用同樣的方法去尋找新的元素。很快就發現了十幾種新的元素,但是,當人們把能夠電解的物質分析完了以後,就再也找不到新的元素了。要想發現新的元素必須使用新的方法。
於是,光譜分析方法就應運而生了。
用光譜分析的方法在化學新元素的發現中作出了傑出貢獻的是一對非常要好的朋友:本森和基爾霍夫。
本森是一位化學家,基爾霍夫卻是一位物理學家,他們兩個人都是德國人,都在德國的海德爾堡大學教學,而且還是一對非常要好的朋友。本森身材高大,體態魁偉;基爾霍夫卻身材矮小,隻有他的大個子朋友的一半。本森沉默少言,很難得說句話,而基爾霍夫呢,則是有名的貧嘴。他媽從小就叫他“小尤麗婭”,就因為他長得又小、又矮、又愛說,像個小女孩子。人們無法想像他們兩個人怎麼會成為一對形影不離的好朋友。
其實,這一對好朋友的關係很簡單,基爾霍夫是個學者,除去科學,什麼也不想知道,而本森呢,為了自己的科學事業一輩子連婚也沒顧上結,這是兩個把自己完全獻給了科學事業的科學家。他們每天在一起討論著他們共同關心的東西,他們怎麼能不成為好朋友呢?
本森曾經發明過一種煤氣燈,今天這種燈的名字就叫本森燈。他在玩他的本森燈的時候,發現在燈上燃燒的物質不同,產生出來的火焰的顏色也不同。他想:如果能用火焰的不同顏色區分化學元素該多麼省事啊。於是他就開始了這方麵的實驗。
本森在實驗中發現:鈉這種元素在我們這個地球上幾乎無處不在,許多物質都含有鈉,而且鈉在燃燒時發出的光很強、很亮,總是掩蓋了其它顏色。在對物質進行燃燒時,很難區分不同的元素,所以他感到很困惑。在一次散步的時候,本森就把自己遇到的困難告訴了好朋友基爾霍夫,基爾霍夫非常愛說,而光學又正好在他的物理學研究範圍之內。他馬上作出了回答說:“這太好辦了,你不會看光譜嗎?”於是便滔滔不絕地向本森講開了光和光譜的知識。
在這次談話以後,兩個好朋友努力合作揭開了化學科學光輝的一頁,他們用光譜分析的方法取得了許多世界第一流的發現。
基爾霍夫所說的光譜,就是牛頓在鄉下和他的小妹妹用三棱鏡分解出來的那道美麗的彩虹。牛頓得到的光譜是太陽光譜,由赤、橙、黃、綠、青、藍、紫七種原色組成的。由於不同的元素燃燒時會產生不同的光譜,於是這一對好朋友就開始用光譜分析的方法去尋找新的未知元素了。
用光譜分析有個最大的好處是,無論鈉在燃燒時發出的光多麼強、多麼明亮,在光譜上隻是相應的彩帶寬了一些,卻掩蓋不了其它元素的光譜了。因此,隻要在對某種物質燃燒時發現了新的光譜線,那麼,這種物質中就一定含有新的元素了。於是,兩個好朋友就用一盞本森燈開始了他們的科學新發現。
他們兩個不斷地把不同的東西投入本森燈的火焰之中,然後用三棱鏡對他們燃燒時產生的光譜進行分解,從1860年4月~11月,基爾霍夫和本森兩個人發現好多種新的化學元素,當他們發現銫和銣的時候,人類已經知道了59種元素了。
對科學來說,更重要的是,這兩位科學家把這種方法從地上擴大到了太空。用光譜分析法分析了天體的元素成分。
基爾霍夫和本森的研究起源於一個名叫夫琅和費的科學家。
早在1814年,德國光學家夫琅和費為了檢驗他的光學儀器,研究了許多種燈的光譜,想找一種光線為單色光的理想光源。光源沒有找到,這位先生卻發現了許多有趣的現象。其中最為重要的就是發現了以他的名字命名的夫琅和費線。