第13章 发现惰性气体的第一人瑞利

瑞利（1842—1919），英国物理化学家。因发现惰性气体“氩”以及在气体密度精确测量方面所作出的贡献，获得了1904年度诺贝尔物理学奖。

瑞利出生在英国的埃塞克斯。少年时期的瑞利聪明伶俐，才气初露。他在学习中的特点是非常严谨，从不放过一个微小的错误。1860年他进入剑桥大学三一学院学习，毕业成绩列为优等。在毕业论文的评语上，主试人这样说道：“瑞利的毕业论文极好，不用修改，可以直接付印。”

瑞利从事的研究几乎涉及了物理学的所有分支，在电磁学、声学、光学等方面都做出突出的成就。瑞利从1882年开始研究气体，首要的工作是先精确测量各气体的密度。瑞利不仅对每种气体反复测量许多遍，而且还要用不同的方法制备同一种气体以便进行比较。在测量氮气时发现了问题。当他测氮气密度的时候，他使用了来源不同的两种氮气。一种氮气是从空气中去掉氧、二氧化碳和水蒸气以后得到的，另一种是从氨气中获取的纯净氮气。结果不同来源的氮气测得的密度不一样，一个是1.2572克/升。另一个是1.2508克/升。虽然两者只差0.0064克/升，但对于讲究精确的瑞利来说是不能接受的。因为他用的是当时最精密的天平，灵敏度达到万分之一克。这是为什么？难道其中有什么奥秘？

瑞利为了消除这个差别，他想尽了办法，检查了所有的仪器，重复了几十次实验，但是这个微小的差别就是顽固地在那里，而且随着每一次测量，差别反而更加精确起来。由氮的各种化合物制得的氮气密度都一样，始终比空气中分离出来的氮气小5‰。虽然这只是5‰的差别，但他认为这是不可忽视的问题。

为了尽快找到原因，瑞利在著名的英国科学杂志《自然》上刊登了一封信，邀请杂志的读者一同来解答这个难题。可是，一封回信也没收到。两年后，瑞利在皇家学会上介绍了他的实验结果。报告完后化学家拉姆赛来找他，决心两人一起合作来解决这个科学上的难题。在两者的共同努力下，氩气（ar）终于被发现了，并最终导致了整个惰性元素族的发现。