正史上最有影响的98个人: 73.William·Conrad·伦琴

  73.威廉·康拉德·伦琴
[美]迈克尔·H·哈特 著 苏世军 周宇 译

1896年初,一件科学发现轰动了世界各国的大学和科学院。科学家们一碰头就会询问和议论:“你看到那篇科学论文了吗?德国伦琴教授的。”

公元1845~公元1923

图片 1

X射线的发现者威廉·康拉德·伦琴于1845年出生在德国尼普镇。他于1869年从苏黎世大学获得哲学博士学位。在随后的十九年间,伦琴在一些不同的大学工作,逐步地赢得了优秀科学家的声誉。1888年他被任命为维尔茨堡大学物理所物理学教授兼所长。1895年伦琴在这里发现了X射线。

伦琴

1895年9月8日这一天,伦琴正在做阴极射线实验。阴极射线是由一束电子流组成的。当位于几乎完全真空的封闭玻璃管两端的电极之间有高电压时,就有电子流产生。阴极射线并没有特别强的穿透力,连几厘米厚的空气都难以穿过。这一次伦琴用厚黑纸完全覆盖住阴极射线,这样即使有电流通过,也不会看到来自玻璃管的光。可是当伦琴接通阴极射线管的电路时,他惊奇地发现在附近一条长凳上的一个荧光屏(镀有一种荧光物质氰亚铂酸钡)上开始发光,恰好象受一盏灯的感应激发出来似的。他断开阴极射线管的电流,荧光屏即停止发光。由于阴极射线管完全被覆盖,伦琴很快就认识到当电流接通时,一定有某种不可见的辐射线自阴极发出。由于这种辐射线的神密性质,他称之为“X射线”——X在数学上通常用来代表一个未知数。

“你知道吗?发现了一种看不见的射线――X射线,它能穿透各种东西。“昨天用我们实验室里的阴极射线管作了实验,真有这种射线,奇妙极了!”

这一偶然发现使伦琴感到兴奋,他把其它的研究工作搁置下来,专心致志地研究X射线的性质。经过几周的紧张工作,他发现了下例事实。(1)X射线除了能引起氰亚铂酸钡发荧光外,还能引起许多其它化学制品发荧光。(2)X射线能穿透许多普通光所不能穿透的物质;特别是能直接穿过肌肉但却不能透过骨胳,伦琴把手放在阴极射线管和荧光屏之间,就能在荧光屏上看到他的手骨。(3)X射线沿直线运行,与带电粒子不同,X射线不会因磁场的作用而发生偏移。

这到底是怎么回事呢?

1895年12月伦琴写出了他的第一篇X射线的论文,发表后立即引起了人们极大的兴趣和振奋。在短短的几个月内就有数以百计的科学家在研究X射线,在一年之内发表的有关论文大约就有一千篇!在伦琴发明的直接感召下而进行研究的科学家当中有一位是安托万·亨利·贝克雷尔。贝克雷尔虽然是有意在做X射线的研究,但是却偶然发现了甚至更为重要的放射现象。

原来,1895年10月间,德国波恩的物理学教授伦琴在实验室内装起了阴极射线管,开始研究阴极射线。过了不久,实验室中发生了一件怪事,有一包用黑纸包得很好的照相底片全部感了光。再去买来一包新的底片放在实验室里,过了几天一检查,又都感光了。这可是从来没有发生过的事。

在一般情况下,每当用高能电子轰击一个物体时,就会有X射线产生。X射线本身并不是由电子而是由电磁波构成的。因此这种射线与可见辐射线(即光波)基本上相似,不过其波长要短得多。

伦琴想:过去没发生过的事,现在发生了,现在和过去不同的是实验室内新安装了阴极射线管。

当然X射线的最著名的应用还是在医疗(包括口腔)诊断中。其另一种应用是放射性治疗,在这种治疗当中X射线被用来消灭恶性肿瘤或抑制其生长。X射线在工业上也有很多应用,例如,可以用来测量某些物质的厚度或勘测潜在的缺陷。X射线还应用于许多科研领域,从生物到天文,特别是为科学家提供了大量有关原子和分子结构的信息。

是不是阴极射线使底片感光了呢?

发现X射线的全部功劳都应归于伦琴。他独自研究,他的发现是前所未料的,他对其进行了极佳的追踪研究,而且他的发现对贝克雷尔及其他研究人员都有重要的促进作用。

为了避免再发生底片自动感光的事件,11月8日晚上,他把阴极射线管用厚的黑纸包了起来,接通了电源,看了看,果然看不到射线管壁发出荧光了。接着他收拾了一下实验室,关掉电灯就离开。走了不远,他猛然想起,阴极射线管的电源还没有关,于是他又走回实验室。

然而人们不要过高地估计伦琴的重要性。X射线的应用当然很有益处,但是不能认为它如同法拉第电磁感应的发现一样,改变了我们的整个技术;也不能认为X射线的发明在科学理论中有其真正重大的意义。人们知道紫外线(波长要比可见光短)已近一个世纪了,X射线与紫外线相类似,但是它的波长比紫外线还要短,它的存在与经典物理学的观点完全相符。总之,我认为完全有理由把伦琴远排在贝克雷尔之后,因为贝克雷尔的发现具有更重大的意义。

推开门,在漆黑的实验室里他看到,有一处在闪闪发着绿光。打开电灯一看,原来是一块涂有铂氰酸钡的荧光屏在发着绿光。

伦琴目己没有孩子,但他和妻子抱养了一个女儿。1901年伦琴获得诺贝尔物理奖,是获得该项奖的头一个人。他于1923年在德国慕尼黑与世长辞。

他把阴极射线管的电源关掉,再关上电灯,这时候荧光屏不再发光了。他摸黑把阴极射线管的电源重新接通,荧光屏又发光了。

真是怪事!铂氰酸钡是一种荧光物质,只有在强光照射下才会发出荧光。现在荧光屏发光,显然和阴极射线管有关。但是,阴极射线管发的光很弱,并且已经被厚的黑纸包了起来,荧光屏怎么还会发光呢?况且这荧光屏还在两米以外。

伦琴想是不是有什么光线从阴极射线管发出来照在荧光屏上呢?他把手伸在荧光屏和阴极射线管之间。果然,在荧光屏上出现了手的影子。但是仔细一看,伦琴大吃一惊!在很淡的手影之中还显出了黑色手的骨胳的影子。手动一动,影子也动一动,骨胳也在动,非常清楚!

面对着这个新发现,伦琴非常激动,他也不想回家了,在实验室里用各种东西放在看不见的射线中间进行试验,一直搞到天亮。他发现纸片以至厚木板都挡不住这种射线,只有较厚的铅片才能把它完全挡住。现在他清楚了,放在抽屉中的照相底片所以会感光,是因为木板和纸挡不住这种穿透力极强的射线。

伦琴几乎整天在实验室中研究这新的射线,回家也在讲他的发现。1895年12月22日,他妻子到室验室来看他的新发现。他从别的实验室拿来一片用黑纸包好的照相底片,放在阴极射线管旁边,让他妻子把手按在底片上,接着他把阴极射线管的电源接通了一会儿,然后把底片拿去冲洗。冲好的照相底片使他的妻子大吃一惊,这是一只手的骨胳的照片,手上戴的金戒指也显得一清二楚!

图片 2

伦琴妻子的手x线片

对于这种看不见的射线,伦琴开始认为是穿透了玻璃管壁跑了出来的阴极射线。他用磁铁去试了一试,这种看不见的射线没有偏转,说明它不是阴极射线。

他又猜想可能是一种光线,便让这种射线通讨三棱镜。结果证明它和普通的光线不同,棱镜不能使它发生折射。

真是一种性质未知的奇妙射线!

伦琴想起了代数中的未知数常用X来表示,所以他把这未知性质的射线起名叫做X射线。

伦琴把他的发现写成论文,于1895年12月28日在德国的科学杂志上发表。伦琴的发现立刻震动了世界,不仅在科学界,社会上也轰动了,各种报纸和杂志都在讲X射线,有的还刊载第一张X射线照片——伦琴夫人的手骨。

新发现的消息传到美国的第四天,就有一位医生用X射线检查了受枪伤的病人身体里留下的子弹。X射线能看穿人的身体,可真是医生的好助手。

伦琴也因此在全世界出了名。

许多人都认为伦琴真幸运,他偶然地得到了这个伟大的发现。实际上并不是这样。在当时,许多实验室都在研究阴极射线,许多实验室也都使用照相底片,底片感光的“偶然”现象必然会在这些实验室发生。

例如,发明高真空阴极射线管的克鲁克斯,在当时就曾经遇到过放在实验室里的底片感光的现象,但是他当时正专心地制作各种放电管去研究阴极射线,而没想到还会有什么看不见的射线在作怪,所以他认为是底片厂的产品质量不好,把坏底片拿回厂家去退换,使照相底片厂蒙受了不白之冤。

还有一位美国科学家,名叫古德斯培德,在知道伦琴的发现以后,声称他在五年前就发现了X射线。原来在1890年2月22日,他曾经偶然地得到一张线圈的X射线照片。但是在这五年中间,他并没有深入研究,只是伦琴说明问题以后,他才恍然大悟。

和古德斯培德相反,伦琴没有轻易放过实验过程中发生的似乎是偶然的现象,继续实验,深入研究,终于发现了X射线。

后来经过进一步的研究,发现X射线原来是阴极射线轰击到物质上的时候产生的。

图片 3

受轰击的金属靶释放出能量X射线

伦琴在高真空放电管中正对着阴极安装了一个金属靶子,当阴极射线集中射到靶子上的时候,就会发出很强的X射线。这种装置现在就叫做X射线管,又叫做伦琴管。

由于这一伟大发现,伦琴获得了科学界的最高荣誉――1901年的诺贝尔奖金。他是第一个获得诺贝尔物理奖的科学家。

本文由极速体育发布于极速体育,转载请注明出处:正史上最有影响的98个人: 73.William·Conrad·伦琴