这时，一直在研究高能β粒子的莫塞莱意识到，新兴起的X射线领域将会有广阔的研究前景，他转而主动投入到X射线标识光谱的研究当中。X射线标识光谱的概念是英国物理学家查尔斯·巴克拉于1911年提出的，即元素受到入射的X射线激发时，会发射出带有特定波长的特征性谱线，这就是元素的X射线标识光谱。

在曼彻斯特，莫塞莱使用亨利·布拉格设计的X射线光谱仪，对钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜这10种周期表上相邻的化学元素进行了系统性分析。通过实验，莫斯里证明了巴克拉的设想是正确的——元素的特征谱线随着元素原子量的增大而均匀地减小，确实带有“标识性”。但莫塞莱并没有浅尝辄止，他将这些元素的X射线标识光谱排列在一起加以分析，并做了大量的定量计算，结果有了惊人的发现。

1914年，莫塞莱将自己的发现发表在题为“各种元素的高频光谱”的论文中。他指出，元素特征谱线的频率与原子序数的平方存在精确的数学关系——这种数学关系就是“莫塞莱定律”。随后，莫塞莱又用理论证实，元素的原子序数与原子核内的正电荷数相等，它是一种可以代表元素物理和化学性质的标志性数字。

重新理解化学周期表

莫塞莱定律的发现引发了化学元素周期表的一项重大改进。

1869年，门捷列夫将第一张元素周期表制作出来后，科学界普遍认为化学元素的序数由原子量所决定。但有时候，元素在周期表中按照原子量预测的位置与它按照物理、化学性质预测的位置并不匹配，比如金属钴和金属镍。如果按照原子量来排序，那么钴更重，应该排在镍之后，但这与它们的物理和化学性质不符，所以门捷列夫仍然主观地将钴排在了第27位，将镍排在了第28位。

然而，如果按照莫塞莱定律，根据元素特征谱线的频率得出原子序数，那么就可以很自然地将钴排在镍的前面。由此，莫塞莱以令人信服的方式证明，化学元素的原子序数并非由原子量决定，更非门捷列夫主观推测的那样，而是依据科学实验的客观结果所获得的。另外，通过更多的实验和计算，莫塞莱预测了元素周期表中有若干暂未被发现的空缺位置，比如43、61、72和75。在莫塞莱的时代，这四种序数的元素都不为世人所知，但如今它们均被发现，分别是两种人工放射性元素锝、钷，以及两种稀有元素铪、铼。

英年早逝的物理学家

1914年，年仅26岁的莫塞莱就已经在科学领域取得了如此杰出的成就。他的导师卢瑟福和亨利·布拉格向牛津大学建议，任命莫塞莱担任物理系主任这一重要职位。但莫塞莱有自己的想法。此时，第一次世界大战刚刚爆发，爱国热情高涨的莫塞莱应征入伍，成为一名工程兵。

1915年6月，莫塞莱随英军开赴土耳其前线，两个月后在战场上阵亡。这一消息震动了英国物理学界，英国政府随即修订政策，禁止本国最杰出的科学家参与战斗任务。但无论如何，莫塞莱的生命是无法挽回了。若以莫塞莱以如此年轻的年纪所建立的成就而论，他的阵亡算得上是人类战争史上最令人惋惜的一场损失了——毕竟，他揭示了化学元素的本性，他本可以像马克思·普朗克和爱因斯坦一样伟大。返回搜狐，查看更多