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瑞利判據,半導體材料行業專題研究( 二 )

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結果很快也出來了，這種方法得到的氮氣密度是1.2505克/立方厘米，跟之前的方法相差千分之五左右 。你也許會想：“千分之五？這也許是實驗誤差吧，我們在學校做滴定的時候誤差比這大多了 。”可是瑞利不這么想，對于嚴謹的他來說，千分位上出現誤差是不能容忍的，足以讓他認為這是兩種物質：“重氮”和“輕氮” 。他又采用其他物質來制取氮氣，笑氣、一氧化氮甚至尿 。
他發現這些氮氣都和從氨氣里得到的“輕氮”一樣重 。而無論如何處理空氣，最終留下的“重氮”仍舊比較重 。從1892年到1894年，這些工作讓他花費了整整兩年時間去跟這些氣體搏斗 。人生中能有多少個兩年？瑞利很清楚，在他前面還有幾十種有趣的物理問題在等待著他，可他卻在提純氮氣這個最基本的實驗上陷入泥沼，他從一個物理學家——至少是一個實驗室主任——變成了一個化學實驗員 。
【瑞利的祖上是男爵，因此后來瑞利被稱為瑞利勛爵 ?！?894年春天，瑞利在英國皇家學會上宣讀了他的報告，提出了“輕氮”和“重氮”的問題 。報告結束，蘇格蘭化學家拉姆塞找到瑞利，表示有興趣跟他合作：“不管是什么原因，一定是因為空氣中提取的氮氣混入了其他氣體，我們要做的就是把雜質給找出來 。如果您同意，我愿意把您的實驗繼續做下去 。
”走投無路的瑞利當然同意了他，會議結束之后，他們兩人經常通信，沒有任何隱瞞和保密，成為莫逆之交 ?！纠啡ㄗ螅┖腿鹄ㄓ遥?。】還有一位科學家迪瓦爾也找到瑞利：“去看看卡文迪許的手稿吧，我記得他曾經提到過氮氣的質量問題 ?！薄翱ㄎ牡显S？100多年前的那一位？”瑞利想到自己身為卡文迪許實驗室主任，卻沒有對卡文迪許的手稿加以研究，不禁臉紅，“自己竟然落后了100多年！”回去以后，瑞利立馬走進圖書館，翻找卡文迪許的手稿和18世紀的科學年報，終于在1785年科學年報上找到了那位大隱士的實驗記錄 。
原來，卡文迪許寫稿的時候已經發現了燃素化氣體（氮氣）和脫燃素氣體（氧氣），他發現用一個起電盤不斷制造出電火花，就可以讓這兩種氣體化合，并被氫氧化鉀溶液吸收掉 。他讓空氣和一些氧氣混合，跟他的仆人就這么用手一直搖了三個禮拜，終于發現管里的氣體不再反應了，再用一種“硫肝液”（硫化鉀和多硫化鉀的混合液）吸收掉未反應完的氧氣，結果最后還是有一個小氣泡，不參與任何反應 。
卡文迪許寫到：“根據這個實驗，我得出了一條結論：空氣里的燃素化氣體（氮氣）不是單一的，其中約有1/120，跟主要部分性質絕不相同 ?？梢娙妓鼗瘹怏w（氮氣）并不是單質，而是兩種物質的混合物 ?！薄究ㄎ牡显S真算得上超越時代，給人驚喜 ?！吭谌鹄椅墨I的時候，拉姆塞已經回到實驗室，開始做實驗了 。幾年前，很偶然的機會，他發現用灼熱的鎂粉可以有效的吸收氮氣 。
于是事情變得簡單了，只要用灼熱的鎂粉將“重氮”中的氮氣吸收掉，剩下的隱藏者就不得不現形了 。果然，每經過一次灼熱的鎂粉，剩下的“重氮”都會更重，當這些“重氮”被鎂粉處理過足夠多次以后，它的比重達到了氫氣的20倍，就再也不會變重了 。很明顯，“重氮”里所有的氮氣已經都和鎂粉反應了，剩下的是一種未知的物質 。【拉姆塞在講課 。
】他花費了整整一個夏天，終于收集到了100立方厘米的新氣體 。而瑞利重復卡文迪許的實驗，速度就慢了許多，只得到0.5立方厘米 。這已經不重要了，兩位科學家殊途同歸，得到了相同的結果 。這種新氣體究竟是什么物質？是新元素還是我們的老朋友組成的化合物？分光鏡將給出答案 。他們將氣體放進分光鏡，通電之后，管里發出一陣冷光 。

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