氦元素的存在。80年前開始，我們開始探索并了解所有自然界中的元素，從我們最為熟悉的鐵和碳，一直到最近被發(fā)現(xiàn)的鈁元素。雖然大部分元素是通過精密的化學(xué)實驗來發(fā)現(xiàn)的，但對于宇宙中第二最豐富的元素來說，發(fā)現(xiàn)的過程卻與眾不同。
氦是最不活躍的元素之一，也是一種稀有氣體。通常情況下，氦是無色、無味的，而且是唯一一種無法在標準大氣壓下固化的物質(zhì)。然而，最早發(fā)現(xiàn)氦元素的地方并非是地球，而是太空。科學(xué)家花費了三十多年的時間才開始接受氦元素的存在。氦主要用作保護氣體、氣冷核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑。此外，由于氦的密度比空氣小且性質(zhì)穩(wěn)定，它還可以用作浮升氣體。
最初，氦元素是在19世紀60年代于太陽大氣層中被發(fā)現(xiàn)的。當時，俄國化學(xué)家德米特里·門捷列夫正在研究未來的元素周期表，并根據(jù)元素的化學(xué)特性對它們進行分類，甚至在周期表中留下了一些空位，預(yù)測未來可能會發(fā)現(xiàn)的元素。然而，門捷列夫的周期表卻沒有包括我們現(xiàn)在所稱的惰性氣體元素，甚至沒有為它們預(yù)留位置。這是因為當時還沒有人見過這些惰性氣體。
氦是一種惰性氣體，這類元素非常不活躍，因此很難被發(fā)現(xiàn)。并非因為空氣中只含有5%的氦氣，而是因為在太空中的情況與地球大氣層中不同。如果我們將宇宙視為一個整體，我們會發(fā)現(xiàn)其中有75%的氫氣和25%的氦氣，其他氣體的比例可以忽略不計。太陽的大氣成分與太空中的成分非常相似。那么，19世紀的科學(xué)家利用光譜學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)那種幾乎只存在于太空中、與任何物質(zhì)都不發(fā)生反應(yīng)的未知元素。
當我們將太陽光通過棱鏡時，可以觀察到太陽光譜，其中的可見光呈現(xiàn)出彩虹色。1815年，德國物理學(xué)家約瑟夫·馮·夫瑯和費發(fā)現(xiàn)了一個出乎意料的現(xiàn)象：太陽光譜中存在缺失！
夫瑯和費注意到光譜的特定位置出現(xiàn)了黑線，看起來有點像條形碼，這些黑線只在太陽光下出現(xiàn)，因此它們的功能類似于條形碼。我們可以通過光譜來區(qū)分太陽光和其他類型的光。當科學(xué)家們意識到可以利用光譜學(xué)來識別太陽中的元素時，他們開始對此展開研究。
1868年，兩位研究者分別觀察了日食現(xiàn)象，日食遮擋住了太陽光的主要部分，使得兩位科學(xué)家清晰地觀察到太陽最外層的光譜，即日冕層的譜線。這兩位科學(xué)家是法國天文學(xué)家皮埃爾·朱爾·塞西爾·雅克·簡森和英國天文學(xué)家約瑟夫·諾曼·洛克耳。他們獨立地發(fā)現(xiàn)了一條新的光譜線，后來被稱為"D3"線。"D3"線的發(fā)現(xiàn)引起了科學(xué)界的關(guān)注，許多科學(xué)家嘗試解釋這條神秘的光譜線。其中一位科學(xué)家是英國物理學(xué)家諾曼·洛克耳的兒子，也是一位天文學(xué)家，他的名字叫亨利·洛克耳。亨利·洛克耳是第一個提出氦元素存在的理論的人。他認為，"D3"線是一種新的元素所產(chǎn)生的光譜線，這個元素存在于太陽中但在地球上卻很罕見。
為了驗證他的理論，亨利·洛克耳進行了一系列的實驗。他首先收集了地球上所有已知元素的光譜，然后與太陽光譜進行對比。最終，他發(fā)現(xiàn)" D3"線在地球上找不到匹配的元素。
亨利·洛克耳的實驗證實了氦元素的存在，并證明它在太陽中非常豐富。這一發(fā)現(xiàn)在當時引起了轟動，氦成為了第一個通過光譜學(xué)技術(shù)從太陽中發(fā)現(xiàn)的元素。
隨后，科學(xué)家們開始研究氦的性質(zhì)和特點。他們發(fā)現(xiàn)氦是一種非常穩(wěn)定的元素，幾乎不與其他物質(zhì)反應(yīng)。由于其穩(wěn)定性和惰性，氦成為了重要的工業(yè)和科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的重要物質(zhì)，如液體氦用于超導(dǎo)磁體和低溫實驗，氦氣用于潛水裝備和氣球等。
氦元素最初是通過光譜學(xué)技術(shù)從太陽光譜中發(fā)現(xiàn)的�？茖W(xué)家通過觀察太陽光譜中的特殊光譜線，推斷出存在一種新的元素，后來被確認為氦。這一發(fā)現(xiàn)揭示了宇宙中豐富的氦元素存在，并為后續(xù)的氦研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
