En el año 1896 descubrió accidentalmente una nueva propiedad de la materia que posteriormente se denominó radioactividad, este fenómeno se produjo durante su investigación sobre la fluorescencia. Al colocar sales de uranio sobre una placa fotográfica en una zona oscura, comprobó que dicha placa se ennegrecía. Las sales de uranio emitían una radiación capaz de atravesar papeles negros y otras sustancias opacas a la luz ordinaria. Estos rayos se denominaron en un principio rayos B. en honor a su descubridor.
Además realizó investigaciones sobre la fosforescencia, espectroscopia y la absorción de la luz.
Entre sus obras destacan:
- Investigación sobre la fosforescencia (1882-1897)
- Descubrimiento de la radiación invisible emitida por el uranio (1896-1897).
En 1903 compartió el Premio Nobel de Física con Pierre y Marie Curie en reconocimiento de sus extraordinarios servicios por el descubrimiento de la radioactividad espontánea.
También fue galardonado con:
- Medalla Rumford (1900)
- Medalla Helmholtz (1901)
- Medalla Barnard (1905)
Hijo de Alexandre-Edmond Becquerel (que estudió la luz y la fosforescencia e inventó la fosforoscopia) y nieto de Antoine César Becquerel, uno de los fundadores de la electroquímica.
Estudió y se doctoró en Ciencias en la Escuela Politécnica de la capital francesa. Fue profesor del Museo de Historia Natural en 1892 (el tercer miembro de su familia en hacerlo) y de la École Polytechnique en 1895.
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