德国有两个科学家,一个是化学家本生,一个是物理学家基尔霍夫,他们相互帮助,结合在一起,终于获得了一个惊人的发现。
在海得尔堡实验室里,刚使用上瓦斯。本生试验了各种构造的灯,没一种是理想的,于是他自己发明了瓦斯灯——本生灯。这种很妙的灯不冒烟,灯焰的热度可以随意调节,火舌也可以变得或大或小。
1860年,本生和基尔霍夫发明了观察光谱的仪器——分光镜。这是一种具有平行光管的光学仪器。管的一端装透镜,另一端开了条狭缝。管子架在一个能旋转的台座上,中央装有一块三棱镜,另外还装上了另一根镜筒——窥管。
当本生用一根白金丝蘸了一小粒纯食盐送进灯焰里,灯焰立刻变成了明亮的黄色。基尔霍夫见了就把眼睛凑到窥管口上,只看见两条黄线并排在一起,背景是黑色的。本生又分别将碳酸钠(苏打)、硝酸钠(硝石)、硫酸钠等钠盐送进火焰里,它们所产生的光谱全都一样。
本生又蘸了几粒钾送进灯焰里,灯焰被染成了淡紫色。基尔霍夫又把眼睛凑到了窥管口上,看到那黑暗的背景上有一条紫线和一条红线。
不同的元素,发出的谱线也都不相同,包括线条数目、颜色和排列。例如,所有锂盐都产生一条明亮的红线和一条较暗的橙线,所有锶盐都有一条明亮的蓝线和几条暗红线。此外,还有镁、钡以及许多元素,也都有自己的特征光谱。
本生和基尔霍夫创造了一种对物质进行化学研究的新方法——光谱分析。他们把当时已经发现的元素的谱线都作了记录,然后向天上、地下、河里、海中去寻找新的谱线。
有一天,本生在观察杜尔汉矿泉的时候,先将这种又苦又咸的泉水蒸发,使它浓缩,然后取出一滴,送进灯焰里,看到了钠、钾、钙、锂、锶的各色光谱。接着他将溶液里的钙、锶、锂提出,剩下一些钠、钾和极少一点的锂盐。他取了一滴这种提取过的液体,送进灯焰里,从窥镜里看到了两条陌生的浅蓝色谱线。本生怕搞错,马上去翻阅自己和基尔霍夫所画的那本彩色光谱图表。可是图表上既没有这种记录,也没有任何一种元素有两条蓝色谱线出现在这个位置上。这说明,又有新元素发现了。本生决定给它定名为“铯”,铯的拉丁文是“天蓝色”。
铯是发现了,还得从矿泉水中提炼出更多一些。本生通过一家制造苏打的化工厂,用大锅炉帮助处理了矿泉水440吨,得到了纯净的铯盐7克。在提取过程中,本生又在另一次光谱分析实验中发现了几条陌生的暗红色谱线,特别清楚。原来在杜尔汉矿泉水里还有一种新元素,本生给它起名叫“铷”,铷的拉丁文是“暗红色”的意思。在处理的杜尔汉矿泉水中,得到纯净的铷有10克,比铯还多了3克。