Физика для школьников, 2018, № 3

Из истории науки

Б.Л. Дружинин
ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА ОТ ЦЕЗИЯ ДО ГАФНИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 

ФИЗИКА+

Н.Н. Барабанов
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ ТЕМАТИКА В ПЬЕСАХ М. ГОРЬКОГО И Л. АНДРЕЕВА .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  16

МОЕ ПОРТФОЛИО

В. Очков, К. Попова, М. Камалов
ЦЕПНАЯ ЛИНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Д.М. Круть, Ю.В. Казакова
СОЗДАНИЕ СЕЙСМОГРАФА В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ И ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО 
ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33   

В.С. Нехорошева, Ю.В. Казакова, С.В. Сидорова
ФОРМИРОВАНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ТЕРМИЧЕСКОГО 
ИСПАРЕНИЯ В ВАКУУМЕ.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  42    

Учредитель: ООО «Школьная Пресса». Издается с 2009 г. Периодичность — 4 номера в год

3
2018

Научно-практический журнал для старшеклассников «Физика для школьников»
Рукописи, поступившие в редакцию, не рецензируются и не возвращаются. Редакция не несет ответственности за содержание объявлений и рекламы

Издание охраняется Законом РФ об авторском праве. Любое воспроизведение материалов, размещенных в журнале, как на бумажном носителе,  
так и в виде ксерокопирования, сканирования, записи в память ЭВМ, и размещение в Интернете запрещается

Главный редактор 
Е.Б. Петрова

Заведующая редакцией
Е.Н. Стояновская

Редакционный совет:
В.В. Альминдеров,
Э.М. Браверман, М.Ю. Демидова, 
Д.А. Исаев, О.В. Коршунова, 
Л.П. Мошейко, О.А. Поваляев, 
В.В. Шахматова 

Корреспонденцию
направлять по адресу:
127254, г. Москва, а/я 62

Телефоны:
8 (495) 619-52-87, 619-83-80
Интернет
http://www.школьнаяпресса.рф
E-mail
fizika@schoolpress.ru

Журнал зарегистрирован Министерством РФ
по делам печати, телерадиовещания
и средств массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации
ПИ № 77–9203 от 14 июня 2001 г.

Формат 84х108/16
             Усл. п. л. 3,0. Изд. № 3232. Заказ          

Отпечатано в АО «ИПК «Чувашия»
428019, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 15
Телефон 8(8352)28-77-98, 57-01-87,
сайт: www.volga-print.ru

© ООО «Школьная Пресса»,
© «Физика для школьников», 2018, № 3

Журнал зарегистрирован в базе данных Российского индекса научного цитирования
Распространяется в печатном и электронном виде

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

Из истории науки

ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА ОТ ЦЕЗИЯ ДО 
ГАФНИЯ

Б.Л. Дружинин,
Москва

Ключевые слова: таблица Менделеева, химический элемент
В статье приведен рассказ об элементах таблицы Менделеева. Из текста вы узнаете 
не только о свойствах химических элементов, но и интересные истории, которые сопровождали их открытие и использование

№ 55 Цезий (Cs)
Цезий – пятьдесят пятый элемент таблицы Менделеева. 133Cs – единственный 
стабильный изотоп цезия. Ядро атома 
133Cs состоит из пятидесяти пяти про
тонов и семидесяти восьми нейтронов, в 
электронной оболочке – пятьдесят пять 
электронов. Также известны тридцать девять радиоактивных изотопа цезия.
В 1857-59 годах Густав Кирхгоф и 
Роберт Бунзен установили, что каждый 
химический элемент имеет свой неповторимый линейчатый спектр излучения. 
В науке появился спектральный анализ, мощный метод определения химического состава вещества. И уже в 1860 
году те же Бунзен и Кирхгоф при помощи этого метода открыли в водах БадДюркхаймского минерального источни
Рис. 1. Роберт Бунзен (слева) Густав Кирхгоф 
(в центре)

Рис. 2. Схема опыта по исследованию спектра 
веществ

ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

ка новый элемент. Они обнаружили его 
по двум ярким линиям в синей области 
спектра и назвали его «цезий» от латинского «caesius», что означает «небесноголубой». 
Так цезий стал первым элементом, открытым спектральным анализом. А на 
следующий год они открыли еще и рубидий. В чистом виде цезий впервые выделил в 1882 году Карл Сеттерберг при 
электролизе расплава смеси цианида цезия (CsCN) и бария.
Мировые запасы цезия весьма ограничены. Общие выявленные ресурсы составляют около 180 тыс. тонн, и они очень 
распылены. Всю мировая добычу цезия за 
год – 20 тонн – легко перевезет в кузове 
БелАЗ. Потребление же цезия составляет свыше 100 тонн в год, и оно постоянно 
растет, отсюда и высокие цены на него. 
Эти тонны расходятся миллиграммами 
по различным приборам. Дело в том, что 
у цезия самая маленькая среди всех металлов работа выхода электронов, всего 
1,8 эВ или 2,9∙10–19 Дж. Поэтому фотоэлектрические приборы на основе цезия обладают самой высокой чувствительностью к 
световому воздействию. В фотоэлементах  
чрезвычайно дорогой цезий обычно применяется в виде сплавов с сурьмой, кальцием, барием, алюминием, или серебром 
для его экономии. Диапазон работы таких 
фотоэлементов очень широк, перекрывает 
всю видимую часть спектра и проникает 
далеко за его границы в ультрафиолетовую и инфракрасную области электромагнитного излучения.
Иодид CsI и бромид цезия CsBr применяются в качестве оптических материалов 
в приборах ночного видения, прицелах, в 
приборах наблюдения за земными объектами из космоса.
Цезий проявляет исключительно высокую химическую активность. Даже при 
комнатной температуре реакции цезия с 

фтором, хлором и другими галогенами сопровождаются воспламенением, а с серой 
и фосфором – даже взрывом.
Лекарства на основе соединений цезия 
лечат язвенные и психические заболевания, раздражительность, вспыльчивость.

№ 56 Барий (Ba)
Барий – пятьдесят шестой элемент таблицы Менделеева. Существует семь стабильных изотопов бария – 130Ba (0,106%), 
132Ba (0,101%), 
134Ba (2,417%), 
135Ba 
(6,592%), 136Ba (0.07854%), 137Ba (11,232%) 
и 138Ba (71,698%). Ядро атома 130Ba состоит 
из пятидесяти шести протонов и семидесяти четырех нейтронов, в электронной 
оболочке – пятьдесят шесть электронов. В 
ядре атома 132Ba на два нейтрона больше, 
в ядре 134Ba – на четыре, в ядре 135Ba – на 
пять, в ядре 136Ba – на шесть, в ядре 137Ba 
– на семь, в ядре 138Ba – на восемь. Также 
имеется тридцать три радиоактивных изотопа бария.
В 1774 году Карл Шееле и Юхан Ган 
обнаружили оксид бария BaO, а металлический барий получил Гемфри Дэви в 
1808 году. Оксид бария имеет необычно 
высокую для таких веществ плотность, 
поэтому барий получил имя от греческого 
βαρύς – «тяжелый».
Барий – очень активный металл, на 
воздухе быстро окисляется, образуя смесь 
оксида бария BaO и нитрида бария Ba3N2, 
а при незначительном нагревании воспламеняется. Весьма энергично реагирует 
с водой, образуя гидроксид бария Ba(ОН)2. 
Из-за высокой активности в земной коре 
бария в чистом виде нет, хотя его больше, чем свинца, олова, меди или ртути. 
Металлический барий хранят в керосине 
или в парафине.
Чистый металлический барий применяется довольно редко, разве что как газопоглотитель в вакуумной технике. А вот 
соединения бария весьма популярны.

ФИЗИКА ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ        
3 / 2018

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

В 1655 году аптекарь Сеньет открыл 
двойную калиево-натриевую соль винной 
кислоты, которую до XX века применяли только как слабительное. И только в 
1918 году физик Андерсон обратил внимание на то, что при температуре от –15 до 
+22°C эта соль имеет необычно большую 
диэлектрическую проницаемость. Такие 
вещества сейчас называются сегнетоэлектриками.
Сегнетоэлектрики применяются при 
изготовлении малогабаритных конденсаторов с большой удельной емкостью, диэлектрических усилителей, модуляторов и 
других управляемых устройств, счетновычислительной техники в качестве ячеек 
памяти.
Лидирует здесь титанат бария ВаТiO3, 
сегнетоэлектрические свойства которого 
открыл советский физик Бенцион Моисеевич Вул. Титанат бария сохраняет сегнетоэлектрические свойства в очень большом интервале температуры – от абсолютного нуля до +125°C. Это обстоятельство, 
а также большая механическая прочность 
и влагостойкость титаната бария сделали 
его одним из самых важных сегнетоэлектриков.
Все соли бария, кроме сульфата, ядовиты. Хорошо растворимые в воде соли бария быстро всасываются в стенки 
кишечника, и смерть может наступить 
уже через несколько часов от паралича 
сердца. А сульфат бария BaSO4 в воде не 
растворяется и применяется как рентгеноконтрастное вещество при медицинском обследовании желудочно-кишечного 
тракта.
Нитрат бария Ba(NO3)2 и хлорат бария 
Ba(ClO3)2 используются в пиротехнике для 
получения зеленого цвета. Сернокислый 
барий BaSO4 обязательно входит во все 
дорогие сорта бумаги. Кроме того, сульфат бария широко используется в производстве белой краски.

№ 57 Лантан (La)
Лантан – пятьдесят седьмой элемент 
таблицы Менделеева. Есть два стабильных изотопа лантана – 138La (0,090%) и 
139La (99,910%). Ядро атома 138La состоит 
из пятидесяти семи протонов и восьмидесяти одного нейтрона, в электронной оболочке – пятьдесят семь электронов. В ядре 
атома 139La на два нейтрона больше. Также имеется тридцать семь радиоактивных 
изотопов лантана. 
В 1803 году Йенс Берцелиус исследовал минерал церит и обнаружил в нем 
соединения неизвестного элемента. Но 
выделить этот элемент удалось только 
в 1839 году ученику Берцелиуса Карлу 
Мозандеру. Поскольку элемент не могли 
получить целых 36 лет, Мозандер предложил назвать его Lanthanum от греческого 
λανθανειν – скрываться, забываться. Берцелиус согласился. Лантан долго считали 
двухвалентным и с атомным весом около 
92. Но Дмитрий Иванович Менделеев на 
основании свойств своей системы доказал, 
что лантан трехвалентен, его атомный вес 
138 и поместил его в клетку № 57. Дальнейшие исследования подтвердили правоту Менделеева, еще раз доказав его гениальность.
Но почему сразу после клетки № 57 с 
лантаном в таблице следует клетка № 72 
с гафнием? Куда делись 14 элементов? 
Эти следующие за лантаном 14 элементов имеют настолько схожие свойства, что 
их определили в отдельное семейство под 
общим именем «лантаниды». Эти элементы имеют одинаковое с лантаном строение 
внешних электронных слоев, что и определяет их свойства.
Лондонский «Челси» часто в комментариях именуют командой Жозе Мауринью. 
Этот Мауринью в футбол играет плохо, но 
тренирует самых дорогих игроков в мире. 
Так и лантан – его именем названа «команда», состоящая из 14 элементов: церия, 

ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

празеодима, неодима, прометия, самария, 
европия, гадолиния, тербия, диспрозия, 
гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция, но сам лантан в число лантанидов не 
входит. Впрочем, в минералах лантан и 
лантаноиды неизменно сопутствуют друг 
другу.
Вообще-то, лантаниды, выпадающие 
из строгой последовательности периодической системы, доставляли неприятности Менделееву. Но профессор Пражского университета Богуслав Браунер предложил вынести лантаноиды за пределы 
основной части таблицы – и все встало на 
свои места.
Цена чистого лантана порядка 5 тысяч 
долларов за килограмм, поэтому вместо 
него часто применяется сплав с содержанием лантана 20-45%. Этот так называемый мишметалл является компонентом 
жаропрочных и коррозионностойких сплавов.
Оксид La2O3 и борид LaB6 лантана используются в электронно-вакуумных лампах как материал «горячего катода», т.е. 
катода с высокой интенсивностью потока 
электронов.
Изотоп 139La образуется в атомных реакторах при делении урана и активно захватывает тепловые нейтроны, поэтому 
считается «реакторным ядом». Но зато 
жидким лантаном извлекают плутоний из 
расплавленного урана.
Карбонат лантана La2(CO3)3 используется как лекарство, имеющее собственное 
название Fosrenol, применяющееся для поглощения избытка фосфатов в организме.

№ 58 Церий (Ce)
Церий – пятьдесят восьмой элемент таблицы Менделеева. Есть четыре стабильных изотопа церия – 136Ce (0,185%), 138Ce 
(0,251%), 140Ce (88,450%) и 142Ce (11,114%). 
Ядро атома 136Ce состоит из пятидесяти 
восьми протонов и семидесяти восьми ней
тронов, в электронной оболочке – пятьдесят восемь электронов. В ядре атома 138Ce 
на два нейтрона больше, в ядре 140Ce – 
на четыре, в ядре 142Ce – на шесть. Также 
имеется тридцать пять радиоактивных 
изотопов церия.
Церий открыли в 1803 году практически одновременно Мартин Клапорт и 
Йенс Берцелиус с Вильгельмом фон Хизингером. Клапорт назвал новый элемент 
«церерий» в честь самой большой из карликовых планет в поясе астероидов внутри Солнечной системы – Цереры (Ceres). 
Но Берцелиус счел это название трудным 
для произношения и настоял на более 
простом – «церий».
Сплав многих металлов с 1–2% цезия 
делает эти металлы гораздо прочнее, даже традиционно хрупкий чугун. Лучше 
всех проводят электричество медь и алюминий, а церий еще повышает их электропроводность.
Хотим мы этого или не хотим, но на 
атомных станциях повышенный уровень 
радиации, и от этого обычные стекла постепенно тускнеют. А содержащие церий 
стекла не тускнеют и изготавливаются 
необходимой толщины для защиты персонала.
Диоксид церия CeO2 входит в состав 
полирита – самого эффективного порошка для полировки оптического и зеркального стекла. 
А еще соли церия применяются для лечения «морской болезни» и предотвращения ее последствий.
При съемках кинофильмов и их демонстрации применяются дуговые лампы. 
Чтобы сделать их свет еще ярче, в состав 
углей, между которыми вспыхивает дуга, 
вводят трифторид церия CeF3.

№ 59 Празеодим (Pr)
Празеодим – пятьдесят девятый элемент таблицы Менделеева. 141Pr – един

ФИЗИКА ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ        
3 / 2018

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

ственный стабильный изотоп празеодима. 
Ядро атома 141Pr состоит из пятидесяти девяти протонов и восьмидесяти двух нейтронов, в электронной оболочке – пятьдесят девять электронов. Также известны 
тридцать восемь радиоактивных изотопов 
празеодима.
В 1839 году Карл Мосандер обнаружил новый элемент лантан и скоро еще 
один, названный им «дидим» от греческого διδιμος – «близнец», так как его свойства удивительно напоминали свойства 
лантана. В первые варианты своей системы Менделеев включал его под символом 
«Di». Но в 1885 году Карл фон Вельсбах 
установил, что дидим состоит из смеси 
двух элементов с близкими физическими 
и химическими свойствами. Он назвал 
их празеодим πράσιοςδίδυμος – «светлозеленый близнец» и неодим νέοςδίδυμος – 
«новый близнец».
И хотя элемент с именем «дидим» прекратил свое существование, название это 
сохранилось для смеси неодима и празеодима. Стекла с добавками дидима применяются в специальных защитных очках, 
так как хорошо задерживают ультрафиолетовые лучи. Причем стекла эти практически бесцветны. В цветной металлургии 
для улучшения свойств некоторых сплавов также пользуют дидим. Смесь солей 
празеодима и неодима входит в состав 
антисептического средства «дималь». 
Празеодим, как и его «родитель» лантан, представляет из себя «реакторный 
яд». Правда, в отличие от лантана, не такой вредный: и в осколках деления урана 
его не так много, и он хуже поглощает тепловые нейтроны.
В науке и технике огромное внимание 
уделяется явлению сверхпроводимости. 
Сплавы празеодима с германием и кремнием используются как сверхпроводящие 
материалы уже при температуре жидкого азота 77 К или –196о С. А жидкий азот 

гораздо дешевле жидкого гелия, при котором впервые обнаружили сверхпроводимость.
Самый легкий изотоп празеодима 133Pr 
впервые получил в 1969 году в лаборатории ядерных реакций Объединенного 
института ядерных исследований в Дубне коллектив ученых под руководством 
Георгия Николаевича Флерова.

№ 60 Неодим (Nd)
Неодим – шестидесятый элемент таблицы Менделеева. Третий в семействе лантанидов. Есть семь стабильных изотопов 
неодима – 142Nd (27,07%), 143Nd (12,17%), 
145Nd (8,30%), 146Nd (17,22%), 148Nd(5,78%), 
144Nd (23,78%), и 150Nd (5,67%). Ядро атома 
142Nd состоит из шестидесяти протонов и 
восьмидесяти двух нейтронов, в электронной оболочке – пятьдесят электронов. В 
ядре атома 143Nd на один нейтрон больше, 
в ядре 144Nd – на два, в ядре 145Nd – на 
три, в ядре 146Nd – на четыре, в ядре 148Nd 
– на шесть, в ядре 150Nd – на восемь. Также имеется тридцать один радиоактивный 
изотоп неодима.
Неодим от греческого νέοςδίδυμος – «новый близнец» одновременно с празеодимом открыл в 1885 году Карл фон Вельсбах.
Из всех лантаноидов неодим лучше всего влияет на свойства различных сплавов. 
Предел длительной прочности при повышенных температурах у таких сплавов намного больше, чем у сплавов с добавками 
других элементов. Так 5%-ная добавка 
неодима почти вдвое увеличивает предел 
прочности алюминия. Во много раз возрастает и твердость сплава. А добавка 1,2% 
неодима увеличивает предел прочности 
титана с 32 до 50 кг/мм2. Неодим также 
применяется при изготовлении мощных 
постоянных магнитов.
Есть такой драгоценный камень – александрит, открытый в 1834 году Нильсом 

ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

Норденшельдом в день совершеннолетия 
будущего российского царя Александра 
II. Александрит меняет окраску от темной сине-зеленой при дневном свете до 
красно-фиолетовой при вечернем или искусственном свете. Стекла, содержащие 
не менее 4,3% окиси неодима, обладают 
«александритовым эффектом» – они меняют окраску в зависимости от освещения. 
Художественные изделия из сортового 
неодимового стекла советского производства не раз с успехом демонстрировались 
на международных выставках.
Стекло с добавками неодима используют не только для изготовления красивых 
ваз и художественных изделий. Применяется оно и в лазерах. Дело в том, что окись 
неодима Nd2O3
 дает лазерное излучение в 
инфракрасной области спектра. Для этого 
используют окись неодима чрезвычайно 
высокой чистоты – 99,996%.
Из всех соединений неодима чаще 
всего употребляется его окись Nd2O3. 
Она обладает комплексом превосходных 
физико-химических свойств и, кроме того, 
достаточно доступна. Важное применение 
нашла она, в частности, в электрических 
приборах как диэлектрик, отличающийся 
минимальными коэффициентами теплового расширения.
Соединения неодима применяются в 
сельском хозяйстве для обработки семян с 
целью ускорения всхожести и повышения 
урожайности. Также применяются соединения неодима в производстве стекла, керамики, глазурей.

№ 61 Прометий (Pm)
Прометий – шестьдесят первый элемент таблицы Менделеева. Четвертый 
в семействе лантанидов. Не имеет стабильных изотопов. Все тридцать четыре изотопа прометия радиоактивные, в 
составе ядра каждого шестьдесят один 
протон, в электронной оболочке – шесть
десят один электрон, нейтронов разное 
количество. 
Долгое время клетка № 61 оставалась 
пустой. Менделеев полагал, что между 
неодимом и следующим за ним самарием 
просто обязан стоять еще один элемент, 
но открыть его никому не удавалось. Уже 
после 1896 года, когда Антуан Беккерель 
открыл явление радиоактивности, предполагалось, и вполне обоснованно, что 
у элемента № 61 стабильных изотопов 
нет, а его радиоактивные изотопы имеют 
очень маленькие периоды полураспада. 
Это означает, что все изотопы за время 
существования Земли просто распались и 
при всем желании найти их в земной коре 
невозможно.
Дальше события развивались так. В 
1913-14 годах Генри Мозли исследовал 
рентгеновские спектры химических элементов и открыл закон, связывающий частоту спектральных линий с порядковым 
номером излучающего элемента. Этот закон имел большое значение для утверждения периодического закона химических 
элементов и установления физического 
смысла атомного номера элемента. Оказалось, что не атомный вес определяет 
положение элемента, а величина заряда 
ядра. Правильное распределение элементов в таблице Менделеева объясняется 
тем, что атомный вес увеличивается одновременно с самим зарядом. Этот факт 
нисколько не умаляет гениальности Менделеева. 
Мозли предсказал рентгеновские спектры некоторых элементов, в том числе и 
№ 61. В 1917 году Эдер опубликовал статью о том, что в дуговом спектре препарата самария он обнаружил серию линий, 
принадлежащих, по его мнению, неизвестному элементу № 61, но заполнять клетку 
символом не стал. Спустя девять лет сотрудники Иллинойского университета Б. 
Гопкинс, Л. Интема н Дж. Гаррис объяви

ФИЗИКА ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ        
3 / 2018

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

ли об открытии элемента № 61 и назвали 
его «иллиний» (Illinium) в честь родного 
Иллинойского университета. Так в клетке 
№ 61 появился символ Il. И тут же у него появился конкурент. Он имел символ 
Fl и назывался флоренцием (Florentium). 
Химики из Флорентийского университета Л. Ролла и Л. Фернандес заявили, что 
они еще в 1924 году нашли элемент № 61. 
Статью о сделанном открытии они поместили в запечатанный конверт и сдали на 
хранение во Флорентийскую академию 
Линчей.
Прошло несколько лет, и в 1931 году 
Эрнест Лоуренс с сотрудниками соорудили циклотрон – устройство для ускорения 
элементарных частиц. В 1941 году сотрудники университета штата Огайо Курбатов 
и Квилл разгоняли в циклотроне дейтоны 
и направляли их в мишени из неодима 
и самария. В результате они получили 
много разных радиоактивных изотопов, 
среди которых, как они думали, имелся и 
изотоп элемента № 61. Так в клетке № 61 
появился новый символ – Cy, что означало «циклоний» (Cyclonium), так как новый 
элемент получили с помощью циклотрона. Правда, идентифицировать циклоний 
никому не удалось ни химическими, ни 
какими другими методами.
Наконец, в 1945 году сотрудники Национальной Лаборатории Оак Ридж Якоб 
Марински, Лоуренс Гленденин и Чарльз 
Корьел выделили из осколков деления 
урана, облученного медленными нейтронами, первые изотопы прометия. Название новому элементу предложила жена 
Чарльза Мэри Кориэлл – «прометей» по 
имени мифического героя Прометея, похитившего у богов огонь и передавшего 
его людям. Так в клетке № 61 появился 
новый символ Pm.
В 1950 году Комиссия по атомным весам IUPAC немного изменила название 
элемента № 61, но сохранила символ Pm. 

И поныне элемент № 61 называется «прометий». 
На практике применяется только изотоп 
147Pm с периодом полураспада 2,64 года. 
Его используют в миниатюрных атомных 
батареях, способных давать электроэнергию в течение нескольких лет, а также в 
радиоизотопных стимуляторах сердечной 
деятельности, слуховых аппаратах и часах.

№ 62 Самарий (Sm)
Самарий – шестьдесят второй элемент 
таблицы Менделеева. Пятый в семействе лантанидов. Есть семь стабильных 
изотопов самария – 144Sm (3,07%), 147Sm 
(14,99%), 148Sm (11,24%), 149Sm (13,82%), 
150Sm (7,38%), 
152Sm (26,75%), 
154Sm 
(22,75%). Ядро атома 144Sm состоит из шестидесяти двух протонов и восьмидесяти 
двух нейтронов, в электронной оболочке 
– шестьдесят два электрона. В ядре атома 147Sm на три нейтрона больше, в ядре 
148Sm – на четыре, в ядре 149Sm – на пять, 
в ядре 150Sm – на шесть, в ядре 152Sm – на 
восемь, в ядре 154Sm – на десять. Также 
имеется тридцать один радиоактивный 
изотоп самария.
Как-то в Саянской тайге встретили 
группу туристов из Куйбышева. Вечером у костра они заметили, что в таблице Менделеева нет Москвы, зато есть их 
славный город под прежним именем «Самара» – элемент № 62 самарий. Увы, они 
ошибались.
В 1839 году Густав Розе описал черный 
минерал, найденный в Ильменских горах 
на Урале, и назвал его уранотанталом. 
Его брат профессор химии Берлинского 
университета Генрих Розе также исследовал этот минерал. Заканчивая сообщение 
о своих новых результатах, Генрих Розе 
писал в 1847 году: «Я предлагаю изменить 
название уранотантал в самарскит, в 
честь полковника Самарского, по благо

ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

склонности которого я был в состоянии 
производить над этим минералом все изложенные наблюдения».
Василий 
Евграфович 
СамарскийБыховец – русский горный инженер, 
генерал-лейтенант, 
начальник 
штаба 
Корпуса горных инженеров, председатель 
совета Корпуса горных инженеров. Это в 
его честь, тогда еще полковника, Генрих 
Розе назвал новый минерал из Ильмен – 
самарскит, а в 1879 году в этом минерале 
Лекок де Буабодран открыл новый химический элемент и назвал его самарием.
Впрочем, фамилия Самарский наверняка произошла от названия города, так 
что куйбышевцам было чем гордиться.
Среди осколков деления урана довольно часто встречаются изотопы самария. 
Изотоп 149Sm занимает третье место среди 
всех изотопов по способности захватывать 
тепловые нейтроны, на которых работают 
многие атомные реакторы, поэтому, как 
и 139La и 141Pr он считается «реакторным 
ядом». Но, с другой стороны, из-за способности самария захватывать тепловые нейтроны окись самария входит в керамические материалы, используемые в реакторостроении.
Самарий входит в состав стекол, способных люминесцировать и поглощать 
инфракрасные лучи. Соединение самария 
с кобальтом SmCo5 – отличный материал 
для сильных постоянных магнитов.
Биологическая роль самария пока изучена слабо. Известно только, что он способствует обмену веществ в организме.

№ 63 Европий (Eu)
Европий – шестьдесят третий элемент 
таблицы Менделеева. Шестой в семействе 
лантанидов. Есть два стабильных изотопа 
европия – 151Eu (47,81%) и 153Eu (52,19%). 
Ядро атома 151Eu состоит из шестидесяти 
трех протонов и восьмидесяти восьми нейтронов, в электронной оболочке – шесть
десят три электрона. В ядре атома 153Eu 
на два нейтрона больше. Также имеется 
тридцать шесть радиоактивных изотопов 
европия. 
К концу XIX века ученые с успехом 
пользовались спектральным анализом. В 
1886 году Эжен Демарсэ выделил из спектра оксида самария Sm2O3 линии, принадлежащие новому элементу. Одновременно 
с ним то же самое сделал Уильям Крукс.
Иногда Нобелевский комитет присуждает премию не за конкретное достижение, а по совокупности работ. Так получили премию: Джозеф Томсон – «в знак 
признания его теоретических и экспериментальных исследований, посвященных 
проводимости электричества газами», 
Альберт Майкельсон – «за создание точных оптических инструментов и спектроскопические и метрологические исследования, выполненные с их помощью», 
Альберт Эйнштейн – «за заслуги перед 
теоретической физикой и особенно за 
открытие закона фотоэлектрического 
эффекта». 
Так вот, Уильям Крукс вполне мог бы 
получить премию за изобретение «трубок 
Крукса» и радиометра, за исследование 
катодных лучей и электрической проводимости в газах, открытие сцинтилляции, открытие таллия и получение гелия, 
за изучение плазмы. Список впечатляющий.
В 1901 году Демарсе после подробного 
спектроскопического анализа доказал, что 
этот элемент новый и дал ему имя «европий», естественно, в честь «старушки Европы». Металлический европий впервые 
был получен лишь в 1937 году.
Европий – самый легкий из лантаноидов, его плотность 5,245 г/см3. А еще 
он наименее устойчивый к воздействию 
влажного воздуха и воды. Ионы многих 
лантаноидов могут быть использованы 
для возбуждения лазерного излучения. 

ФИЗИКА ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ        
3 / 2018

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

Но из всех их только ион Eu3+ дает излучение в воспринимаемой человеческим 
глазом части спектра – оранжевый луч.
Положительно заряженные ионы европия успешно используются в медицинской 
диагностике в качестве излучающих зондов. Радиоактивные изотопы европия применяются при лечении злокачественных 
образований.

№ 64 Гадолиний (Gd)
Гадолиний – шестьдесят четвертый 
элемент таблицы Менделеева. Седьмой 
в семействе лантанидов. Есть семь стабильных изотопов гадолиния – 
152Gd 
(0,20%), 154Gd (2,18%), 155Gd (14,80%), 156Gd 
(20,47%), 157Gd (15,65%), 158Gd (24,84%) и 
160Gd (21,86%). Ядро атома 152Gd состоит из 
шестидесяти четырех протонов и восьмидесяти восьми нейтронов, в электронной 
оболочке – шестьдесят четыре электрона. 
В ядре атома 154Gd на два нейтрона больше, в ядре 155Gd – на три, в ядре 156Gd – 
на четыре, в ядре 157Gd – на пять, в ядре 
158Gd – на шесть, в ядре 160Gd – на восемь. 
Также имеется двадцать восемь радиоактивных изотопов гадолиния.
В 1794 году Юхан Гадолин обнаружил 
оксид иттрия, чем положил начало изучению редкоземельных элементов, большинство из которых составляют лантаниды. В 
1880 году Жан де Мариньяк при помощи 
спектрального анализа обнаружил новый 
элемент, который в 1896 году Лекок де Буабодран назвал гадолинием (Gadolinium). 
В одной из химических энциклопедий написано: «это был первый случай в истории науки, когда химический элемент 
назвали в память об ученом – Юхане 
Гадолине, одном из первых исследователей редких земель. Лишь через 64 года 
появится второй элемент-памятник – 
кюрий, а затем эйнштейний, фермий, 
менделевий...». Увы, авторы энциклопедии ошиблись, еще в 1879 году в таблице 

Менделеева клетку № 62 занял самарий, 
названный в честь нашего соотечественника Василия Евграфовича СамарскогоБыховца.
Изотоп 157Gd лучше всех стабильных 
изотопов всех элементов захватывает тепловые нейтроны. Поэтому во многих 
атомных реакторах управляющие стержни делают из нержавеющей стали с добавками гадолиния. Из сплава гадолиния и 
никеля изготавливают контейнеры для 
захоронения радиоактивных отходов.
Добавки гадолиния в титановые сплавы заметно повышают их прочность и 
предел текучести. Гадолиний обладает 
магнитными свойствами так же, как железо, никель и кобальт, но уже при 17°C 
их теряет. Зато эти магнитные свойства у 
некоторых соединений гадолиния весьма 
своеобразны: размагничиваясь, они заметно охлаждаются. Это свойство используют 
для получения сверхнизких температур, 
вплоть до 0,001°K.
Некоторые сплавы гадолиния, особенно 
с кобальтом и железом, позволяют создавать носители электронной памяти с колоссальной плотностью записи около 1 ГБ 
на 1 см2.

№ 65 Тербий (Tb)
Тербий – шестьдесят пятый элемент таблицы Менделеева. Восьмой в семействе 
лантанидов. 159Tb – единственный стабильный изотоп тербия. Ядро атома 159Tb 
состоит из шестидесяти пяти протонов и 
девяноста четырех нейтронов, в электронной оболочке – шестьдесят пять электронов. Также известны тридцать шесть радиоактивных изотопов тербия.
Тербий (Terbium) – один из четырех 
элементов, получивших свое название 
по шведскому поселку Иттербю (Ytterby). 
Впервые оксид тербия Tb4O7 выделил 
Карл Мосандер в 1843 году. Чистый тербий получил Жорж Урбен в 1907 году.

ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

В 1842 году Джеймс Джоуль открыл 
интересный эффект. Если у тела меняется намагниченность, то его линейные размеры и объем также изменяются. Эффект 
этот получил название «магнитострикция». 
Лучший магнитострикционный материал 
– сплав железа с тербием. Он используется для сверхмощных приводов малых 
перемещений, когда требуется огромную 
массу подвинуть чуть-чуть, но с большой 
точностью, для мощных источников звука 
и ультразвука. Титанит тербия и еще некоторые другие соединения тербия также 
проявляют большую магнитострикцию.
Теллурид тербия – хороший термоэлектрический материал. Уже сейчас мы могли бы иметь удобные термоэлектрогенераторы, но, к сожалению, тербий слишком 
дорогой материал. 
Некоторые соединения тербия обладают 
прекрасными люминесцентными характеристиками — высокой интенсивностью 
люминесценции и малой полушириной 
линий спектра.
Сплавы тербия с гадолинием при размагничивании сильно охлаждаются, что 
позволяет надеяться на появление в будущем бытовых магнитных холодильников.

№ 66 Диспрозий (Dy)
Диспрозий – шестьдесят шестой элемент 
таблицы Менделеева. Девятый в семействе лантанидов. Есть семь стабильных 
изотопов диспрозия – 156Dy (0,06%), 158Dy 
(0,10%), 160Dy (2,34%), 161Dy (18,9%), 162Dy 
(25,5%), 163Dy (24,9%), 164Dy (28,2%). Ядро 
атома 156Dy состоит из шестидесяти шести протонов и девяти сотен нейтронов, в 
электронной оболочке – шестьдесят шесть 
электронов. В ядре атома 158Dy на два нейтрона больше, в ядре 160Dy – на четыре, 
в ядре 161Dy – на пять, в ядре 162Dy – на 
шесть, в ядре 163Dy – на семь, в ядре 164Dy 
– на восемь. Также имеется двадцать девять радиоактивных изотопов диспрозия.

В 1886 году Лекок де Буабодран при 
помощи спектрального анализа открыл 
новый элемент и назвал его диспрозий 
(Dysprosium) от греческого δυσπροσιτος – 
«труднодоступный». В чистом виде диспрозий получил Жорж Урбен в 1907 году.
Надеюсь, учащимся и уже окончившим 
школу знакомо слово «вольфрам», хотя бы 
по материалу нитей в лампочках накаливания. А вот слово «диспрозий» вряд ли 
кто вспомнит, хотя диспрозия в земной коре содержится почти в пять раз больше, 
чем вольфрама.
Диспрозий, так же как и тербий, обладает огромным магнитострикционным 
эффектом, поэтому его сплав с железом 
тоже используется для сверхмощных приводов малых перемещений. Оксид диспрозия Dy2O3 используется при производстве 
сверхмощных магнитов.
Оксид диспрозия Dy2O3 также входит в 
состав люминофоров – веществ, способных 
преобразовывать поглощаемую ими энергию в световое излучение. Ортоферрит 
диспрозия DyFeO3 успешно применяется 
в электронике. Люминофоры с оксидом 
диспрозия дают красное свечение.
Диспрозиевые лазеры, излучающие 
волны длиной 2,36 мкм, применяются в 
медицине для лечения глаукомы и злокачественных заболеваний кожи.

№ 67 Гольмий (Ho)
Гольмий – шестьдесят седьмой элемент 
таблицы Менделеева. Десятый в семействе лантанидов. 165Ho – единственный 
стабильный изотоп гольмия. Ядро атома 
165Ho состоит из шестидесяти семи протонов и девяноста восьми нейтронов, в 
электронной оболочке – шестьдесят семь 
электронов. Также известны тридцать 
пять радиоактивных изотопов гольмия.
В 1879 году швейцарцы Жак Луи Соре 
и Марк Делафонтен и швед Пер Теодор 
Клеве обнаружили методом спектраль