La fisica dei corpuscoli/Capitolo 6/10

by Giuseppe Gianfranceschi

Capitolo 6 - L'elio

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Giuseppe Gianfranceschi - La Fisica dei Corpuscoli (1920)

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10. — L’Elio. — Un elemento che ha una posizione tutta speciale nei fenomeni radiattivi è l’elio. È noto che l’elio fu scoperto nel Sole per la presenza del suo spettro caratteristico. Nel 1868 Janssen e Lockyer osservando lo spettro della cromosfera solare videro una linea gialla che non corrispondeva a nessuno degli elementi conosciuti. All’elemento da cui quella linea proveniva fu dato appunto il nome di elio perchè scoperto nel Sole.

Nel 1891 Hillebrand¹, esaminando dei minerali contenenti uranio, riscontrò l’esistenza di un gas la cui natura non si potè subito identificare. Soltanto nel 1895 il Ramsay² potè esaminare questo nuovo elemento e lo spettro che esso dava fu riconosciuto dal Lockyer³ identico a quello dell’elio.

L’elio appartiene al gruppo dei gas inerti. Dopo l’idrogeno è il gas più leggero; il suo peso specifico è circa il doppio di quello. Si può separare anche dall’aria atmosferica dove si trova in piccola quantità. È un gas monoatomico. Difatti il rapporto fra i due calori specifici è di 1.66, come richiedere la teoria cinetica per i gas monoatomici.

Il suo peso atomico è 4, o più esattamente 3.994 come fu determinato dal Watson⁴.

Il Rutherford, osservando lo coincidenza fra la massa del prodotto di disintegrazione delle sostanze radiattive e quella dell’atomo di elio, pensò che le particelle α che escono dalle sostanze radiattive fossero appunto altrettanti atomi di elio. L’ipotesi fu presto confermata dai fatti, perchè il Ramsay e Soddy⁵ esaminando il gas che sviluppava dal radio trovò che emetteva la riga ${\text{D}}_{3}$ dello spettro, che è caratteristica dell’elio. Esperienze successive mostrarono che l’elio che esce dal radio non è dovuto ad un precedente assorbimento di quello che esiste nell’atmosfera, ma si sviluppa realmente dai suoi atomi.

Non solo dal radio, ma da ogni altro elemento radiattivo, si ottiene l’elio ogni volta che quello elette particelle α. Anche l’identità tra queste e l’atomo di elio è stata pienamente confermata. Una particella α è niente altro che un atomo di elio con due cariche elettriche elementari.

Sappiamo che il radio in cui siano presenti anche l’emanazione e il radio A e radio C — quello B non emette raggi $\alpha$— emana complessivamente un numero

$n\,=\,13,6\,\times \,10^{10}$

particelle $\alpha$, per grammo di radio, per secondo.

E poichè in un centimetro cubo alla pressione normale e alla temperatura ordinaria sono contenuti $2,78\,\times \,10^{19}$ atomi di elio, così si può calcolare che un grammo di radio in quelle condizioni produce 158 millimetri cubici di elio per anno.

Esperienze fatte in proposito da Boltwood e Rutherford⁶ hanno dato come risultato una quantità di 156 millimetri cubici per anno. La coincidenza col valore calcolato è come si vede, sorprendente.

Note

1. Hillebrand, Bull. U. S. Geol. Surv., 78, p. 43 (1891).
2. Ramsay, Proc. Roy. Soc. A. 58, p. 65 (1895).
3. Lockyer, Proc. Roy. Soc. A. 58, p. 67 (1895).
4. Watson, Journ. Chem. Soc., 97, p. 810 (1910).
5. Ramsay e Soddy, Nature, 68, p. 246 (1903). Proc. Roy. Soc. A. 72, p. 204 (1903), A. 73, p. 346 (1904).
6. Boltwood and Rutherford, Wien. Ber. 120. p. 313 (1911), Phil. M. 22, p. 586 (1911).