Pierre Curie

15. 5. 1859–19. 4. 1906

Francouzský fyzik, průkopník krystalografie, magnetismu a radioaktivity. Spolu s bratrem Jacquesem objevil piezoelektrický jev, formuloval Curieho zákon o teplotní závislosti paramagnetismu a společně s manželkou Marií objevil prvky polonium a radium. V roce 1903 obdržel s Marií Curie a Henrim Becquerelem Nobelovu cenu za fyziku.

Život a vzdělání

Pierre Curie se narodil 15. května 1859 v Paříži v rodině lékaře Eugèna Curieho (1827–1910). Základní vzdělání získal v raném věku doma – nejprve od matky a později od otce a staršího bratra Jacquesa. Již ve 14 letech projevoval mimořádné nadání pro matematiku a prostorovou geometrii.

V 16 letech (1875) složil baccalauréat (maturitu) a v roce 1878, ve věku 18 let, získal na pařížské Sorbonně licenciát fyziky (licence ès sciences physiques). Téhož roku nastoupil jako asistent ve fyzikální laboratoři Sorbonny, od roku 1882 vedl praktická cvičení na Škole průmyslové fyziky a chemie (ESPCI) v Paříži. Doktorát věd obhájil 6. března 1895 prací o magnetických vlastnostech látek při různých teplotách.

Piezoelektrický jev

Pierre Curie se ve svých prvních letech na Sorbonně věnoval krystalografii. Spolu se starším bratrem Jacquesem objevili v roce 1880 piezoelektrický jev. Experimentálně jej prokázali na krystalech turmalínu, křemene, topazu, třtinového cukru a Rochellovy soli (vínan sodno-draselný). O rok později (1881) odvodil Gabriel Lippmann z termodynamických úvah obrácený piezoelektrický jev a bratři Curieovi jej obratem experimentálně potvrdili.

Piezoelektrický jev

Při mechanickém namáhání (tlak, tah, ohyb, krut) piezoelektrického krystalu nebo vhodně vyřezané destičky se na stlačených plochách objeví elektrické napětí od nekompenzovaného náboje. Jedná se v podstatě o polarizaci látky tlakem. Napětí bývá v řádu 10⁻⁷ V·Pa⁻¹. Piezoelektrický jev se projevuje pouze v krystalech, jejichž elementární buňky nemají elektrický střed symetrie. Piezoelektrický jev se využívá např. pro rezonanční prvky oscilátorů, zdroje ultrazvuku, mikrofony, tlakoměry apod. [17]

Curieho zákon a Curieho teplota

Mezi roky 1890 a 1895 se Pierre Curie systematicky zabýval magnetickými vlastnostmi látek za různých teplot. Pro experimenty si sám zkonstruoval citlivé torzní váhy. Výsledky shrnul ve své doktorské disertaci Propriétés magnétiques des corps à diverses températures (1895).

Curieho zákon

Magnetická susceptibilita χ paramagnetické látky je nepřímo úměrná absolutní teplotě T: χ = C / T, kde C je tzv. Curieho konstanta dané látky. Zákon platí pro slabá magnetická pole a teploty výrazně vyšší než případný magnetický přechod.

Curieho teplota (Curieho bod)

Kritická teplota, nad níž ferromagnetická látka ztrácí spontánní magnetizaci a přechází do paramagnetického stavu. Hodnoty jsou silně závislé na materiálu: pro železo přibližně 770 °C, pro nikl 354 °C, pro kobalt zhruba 1115 °C.

Curie rozlišil odlišnou povahu paramagnetismu a diamagnetismu; teoretické vysvětlení podal později Paul Langevin. Curieho práce o symetrii krystalů a magnetismu vyústily také ve formulaci tzv. Curieho principu symetrie: následky určitého fyzikálního jevu mají vždy alespoň takovou symetrii, jakou mají jeho příčiny.

Marie Skłodowska

Mladá Polka Marie Skłodowska vstoupila do Curieho života na jaře 1894. Pierre se s ní 26. července 1895 oženil v Sceaux u Paříže. Měli spolu dvě dcery – Irène (1897) a Ève (1904). Irène později získala spolu se svým manželem Frédéricem Joliotem Nobelovu cenu za chemii (1935).

Radioaktivita, polonium a radium

Objev neviditelného záření uranových solí, který v roce 1896 učinil Henri Becquerel, inspiroval Marii Curie k volbě tématu disertační práce. Pierre brzy přerušil své vlastní výzkumy a připojil se k ní. Společně zkoumali smolinec (uraninit) z Jáchymova, jehož aktivita výrazně převyšovala aktivitu samotného uranu – což naznačovalo přítomnost dosud neznámých radioaktivních prvků. Termín radioaktivita v této době zavedla Marie Curie.

Manželé Curieovi spolu s Gustavem Bémontem oznámili své objevy v roce 1898 ve dvou pracích:

• 18. července 1898 – objev polonia, pojmenovaného po Mariině vlasti Polsku;
• 26. prosince 1898 – objev radia (z latinského radius, paprsek).

Aby vědecká obec přijala existenci nových prvků, museli Curieovi určit jejich atomovou hmotnost a izolovat je. Po přepracování několika tun smolince získala Marie Curie v roce 1902 jednu desetinu gramu chloridu radnatého. Čisté kovové radium se podařilo izolovat až v roce 1910, tedy čtyři roky po Pierrově smrti, a to Marii Curie společně s André Debiernem.

Za výzkum radiačních jevů obdrželi Pierre Curie, Marie Curie-Skłodowska a Henri Becquerel v roce 1903 Nobelovu cenu za fyziku (polovinu připadla manželům Curieovým, polovina Becquerelovi). Téhož roku jim Královská společnost v Londýně udělila Davyho medaili.

Curieterapie a smrt

Pierre Curie studoval účinky radioaktivního záření na živé tkáně; v jednom známém pokusu si přiložil k paži ampuli s radiem a sledoval vznik a hojení popáleniny. Léčba zhoubných nádorů radioaktivními zářiči zaváděnými přímo do nádorové tkáně nebo k ní (dnes obvykle označovaná jako brachyterapie, ve francouzské literatuře curiethérapie) vychází právě z práce manželů Curieových s radiem.

Pierre Curie zahynul 19. dubna 1906 ve věku 46 let při dopravní nehodě v pařížské ulici Rue Dauphine: za deště uklouzl při přecházení vozovky a přejelo jej těžké koňské spřežení. Pohřben byl v rodinné hrobce na hřbitově v Sceaux, odkud byl spolu s Marií 20. dubna 1995 přenesen do pařížského Panthéonu.

Pierre Curie v praxi

Objevy a teorie Pierra Curieho jsou pevnou součástí současné techniky a medicíny:

• Piezoelektrické součástky – křemenné rezonátory v hodinkách a oscilátorech, ultrazvukové sondy v lékařské diagnostice (echokardiografie, sonografie), sonarové měniče, piezoelektrické zapalovače plynu, akcelerometry, tlakové a silové senzory.
• Curieho teplota – klíčový parametr při návrhu permanentních magnetů, magnetických záznamových médií a transformátorových plechů; uplatňuje se také v paleomagnetismu (datování hornin).
• Curieho zákon – základ magnetické termometrie pro velmi nízké teploty (oblast pod 1 K).
• Brachyterapie – moderní onkologická léčba (gynekologické nádory, prostata, prsa, kůže) využívající uzavřené zářiče (dnes nejčastěji iridium-192, jod-125, cesium-137) zaváděné přímo k ložisku.
• Jednotka curie [Ci] – vedlejší jednotka aktivity radionuklidu, pojmenovaná po manželích Curieových. Definována je vztahem 1 Ci = 3,7·10¹⁰ Bq, což odpovídá přibližné aktivitě 1 g radia-226.

Časté otázky

Kdy se Pierre Curie narodil a kdy zemřel?

Narodil se 15. května 1859 v Paříži a zemřel 19. dubna 1906 tamtéž při dopravní nehodě ve věku 46 let.

Co objevil Pierre Curie?

S bratrem Jacquesem v roce 1880 piezoelektrický jev. V roce 1895 formuloval Curieho zákon o teplotní závislosti paramagnetismu a objevil Curieho teplotu (Curieho bod) ferromagnetik. Spolu s manželkou Marií objevil v roce 1898 prvky polonium a radium.

Kdo a kdy objevil polonium a radium?

Polonium oznámili Pierre a Marie Curieovi 18. července 1898, radium 26. prosince 1898 (na objevu radia se podílel i chemik Gustave Bémont). Čisté kovové radium izolovala Marie Curie s Andrém Debiernem až v roce 1910.

Za co dostal Pierre Curie Nobelovu cenu?

Za společný výzkum radiačních jevů objevených Henrim Becquerelem. Cenu obdržel v roce 1903 spolu s Marií Curie-Skłodowskou (polovina) a Henrim Becquerelem (polovina).

Co je piezoelektrický jev?

Vznik elektrického náboje (a tedy napětí) na povrchu některých krystalů při jejich mechanickém namáhání. Jev se projevuje pouze v krystalech bez středu symetrie a funguje i obráceně – přiložené napětí krystal mechanicky deformuje.

Související

• Marie Curie-Skłodowska – manželka a spoluobjevitelka polonia a radia, jediná dvojnásobná nositelka Nobelovy ceny ve dvou různých vědních oborech.
• Antoine Henri Becquerel – objevitel radioaktivity (1896) a spolulaureát Nobelovy ceny 1903.
• Radioaktivita a jednotky aktivity záření na converter.cz.
• Jednotka curie [Ci] – vedlejší jednotka aktivity radionuklidu.
• Nobelova cena za fyziku – přehled laureátů.

Použity materiály publikované na serveru NobelPrize.org.

Další informace

• Pierre Curie – The Nobel Prize in Physics 1903 – NobelPrize.org
• Pierre Curie – Wikipedie
• Pierre Curie – Encyclopædia Britannica