X射线的发现
1.伦琴的发现(1895年11月8日)
伦琴发现X射线的过程有些神秘,传说也难免有些猜测。 这个传说是这样的:为了探索阴极射线的特性,伦琴曾用莱纳德管重复H.赫兹和伦纳德所做的实验。 据说伦纳德曾经给他提供过一支高品质的莱纳德电子管。 。 实验过程中,为了保证实验的准确性,伦琴试图保护放电管免受外界影响,因此他用锡箔和纸板包裹了放电管。 当他接通电流,将涂有氰化铂钡的荧光屏移近伦纳德管的铝膜窗口时,他发现荧光屏上出现了荧光。 于是,他小心翼翼地调整了荧光屏和铝窗之间的距离,结果证实阴极射线可以穿透几厘米外的空气。 随后,他改用克鲁克斯管进行实验,也发现了荧光,但荧光显得模糊,于是他继续实验。 1895年11月8日星期五晚上,为了仔细观察荧光屏上模糊的荧光,并排除外界的一切光干扰,他关闭了实验室,防止漏光,并检查克鲁克斯管是否严密。用黑色纸板密封。 当他准备开始实验,打开高压电源时,突然发现实验台上克鲁克斯管附近放置的小荧光晶体正在闪烁荧光,涂有氰化铂钡的纸屏也闪烁着。浅绿色。 光。 他感到非常惊讶。 他从来没有见过,也没有听说过如此奇怪的现象! 于是他急切地重复了这个实验。 他把荧光屏移开,直到两米多外,荧光依然依稀可见。 他似乎意识到,这不可能是阴极射线,因为雷纳德管引出的射线,射程只有几厘米! 伦琴不会放过这个奇怪的现象。 用他的话说,他开始探索这种“看不见的射线”。 从此,他连续6周不眠不食地在实验室工作,潜心探索这种奇怪射线的特性。 他对自己的发现保密,在所有可能的后果得到彻底调查之前不会向外界公布。 最后,直到他确认这是一种闻所未闻的新射线,他才于1895年12月28日在维尔茨堡物理医学学会上首次报告了他的发现。他报道的论文标题为《一种新射线——初步》报告”。 在报告中,他介绍了实验设备和实验方法。 由于当时这种新射线的性质尚不清楚,因此被称为X射线。 本文还指出了X射线的一些性质。 因为伦琴是德语,所以德国科学家常称其为伦琴射线。
2. X射线的性质
伦琴发现:
1、X射线在空气中射程大于2米,沿直线传播,无反射、折射;
2、外部磁场不会使X射线发生偏转;
3、X射线来自克鲁克斯管的反阴极,即受到阴极射线轰击的电极;
4、X射线具有很强的穿透性。 X射线可以穿透数千页厚书、2-3厘米厚的木板和15毫米的铝板。 他用一块铅板来阻挡X射线,发现效果非常好。 只需要1-2毫米即可阻挡X射线。 当更换这些遮光工具时,拉琴惊讶地看到了她手上的骨头和轮廓。
11月22日,伦琴带着妻子进入实验室,给她的左手拍了一张X光照片。 照片里骨头和肉都清晰可见,就连结婚戒指都清晰可见。 这张照片的副本已被保存并印刷在许多书籍中。 中间。 此外,伦琴还利用了关于X射线的发现和研究,除了第一篇论文外,伦琴的第二篇论文《A New Ray--》于1896年3月9日发表。主要报道了X射线使气体导电。 。 第三篇论文《对X射线性质的进一步观察》发表于1897年3月,主要报道了他对X射线在空气中散射的观察。
3.X射线的性质
1912年,德国著名物理学家M.冯·劳厄(Max Von,1879-1960)预言X射线是一种波长根短的“以太波”(电磁波)。 这是A. 的助教W. (1883--1968)和博士生P. (Paltl.1883-1935)通过X射线晶体衍射实验得到的“劳厄图样”所预言的,证实了X射线是一种波长非常短的光,后来简称为 X 射线。 关于伦琴放弃诺贝尔报告的讨论很多。 其中,伦纳德最为热情; 他说,X射线是维尔茨堡大学研究所的机械师首先发现的。 他还声称自己很早就发现了X射线等等。事实上,X射线确实很早就存在于克鲁克斯管和莱纳德管的实验中,只是他们没有意识到它是一种新型的射线。射线,却忽略了这种“无法解释的次生现象”。 伦琴独自进行实验和综合测试,没有得到伦纳德等人的任何直接启发或帮助。 因此,伦琴无视伦纳德的诽谤和歪曲,外界自然做出了公正的判断。
四、影响深远
X射线的发现对物理学和科学技术的进步产生了深远的影响。 法国实验物理学家H.贝克勒尔(1852-1908)于1896年初得知伦琴的发现,引起了他的极大兴趣,立即进行了X射线实验。 在实验过程中,他发现了一种与X射线有些类似的现象,那就是铀盐发出的一种奇怪的“铀射线”。 这是贝克勒尔于1896年3月首次发现物质中的放射性。他的发现为居里夫妇发现放射性元素镭和钋开辟了道路。 由于发现了放射性,他们共同获得了 1903 年诺贝尔物理学奖。 以X射线为工具,汤姆逊于1897年发现了电子。英国物理学家布拉格父子利用X射线进行晶体结构分析,提出了著名的布拉格公式,荣获1915年诺贝尔物理学奖。 英国物理学家 C. Bakra(1877-1944)因发现可识别元素的二次 X 射线而获得 1917 年诺贝尔物理学奖。 美国著名物理学家A·H·康普顿于1923年左右发现了康普顿效应,并获得了1927年诺贝尔物理学奖。 X射线在医学上的应用众所周知,其中尤以“X射线断层扫描技术”最为著名。
伦琴 (WK) (1845~1923)
德国实验物理学家。 1845 年 3 月 27 日出生于伦讷普(现为德意志联邦共和国的一部分)。 当他三岁时,他的家人搬到了荷兰,他成为了荷兰公民。 1865年移居瑞士苏黎世,伦琴进入苏黎世联邦技术大学机械工程系,并于1868年毕业。1869年获得苏黎世大学博士学位,并担任A. 教授的助理。物理; 1870年随孔特返回德国,1871年跟随他到维尔茨堡大学,1872年跟随他到斯特拉斯堡大学工作。 1894年,他被任命为维尔茨堡大学校长,1900年被任命为慕尼黑大学物理学教授和物理研究所所长。 1923 年 2 月 10 日逝世于慕尼黑。
伦琴一生在许多物理领域进行了实验研究,例如带电电容器中运动的电介质的磁效应、气体的比热容、晶体的热导率、热释电和压电现象以及光的偏振平面。他在气体中的旋转、光与电的关系、物质的弹性、毛细管现象等方面的研究做出了一定的贡献。自从他因X射线的发现而获得巨大荣誉以来,这些贡献大多没有被人们所重视。注意到了。
1895年11月8日,伦琴在进行阴极射线实验时原子物理物理学史,第一次注意到放置在射线管附近的一块铂氰酸钡小屏发出微弱的光。 经过几天不眠不休的研究原子物理物理学史,他确定荧光屏的发光是由射线管发出的某种射线引起的。 由于当时人们对这种射线的性质和性质知之甚少,因此他将其称为X射线,意思是未知。 同年12月28日,《维尔茨堡物理医学学会杂志》发表了关于这一发现的第一份报告。 他继续研究这种射线,并于 1896 年和 1897 年发表了新论文。1896 年 1 月 23 日,伦琴在他的研究所发表了他的第一份报告; 报告最后对维尔茨堡大学著名解剖学教授克里克尔的手进行了X光检查; 克利克尔带头三声为伦琴欢呼,并建议将这种射线命名为伦琴射线。
伦琴射线是人类发现的第一种所谓“穿透射线”。 它们可以穿透普通光无法穿透的某些材料。 第一次发现时,伦琴用这种射线给他妻子的手拍了一张照片(参见伦琴拍摄的他妻子的手的X射线照片),显示了手的骨骼结构。 这一发现实现了一些神话幻想(中国也有“秦王取胆镜”的传说),因此立即在社会上引起了巨大轰动,给伦琴带来了巨大的荣誉。 1901年诺贝尔奖首次颁发,伦琴因这一发现获得当年的物理学奖。
放射性的发现
1.贝克勒尔的灵感
放射性是法国科学家贝克勒尔于1896年发现的,这一发现与伦琴两年前发现X射线密切相关。
贝克勒尔出生于一个物理学家家庭。 他的祖父和父亲,包括他自己的儿子,都是四代物理学家。 贝克勒尔的祖父是法国自然历史博物馆设立经济学教授职位时的第一位物理学教授。 他的父亲曾担任祖父的助手,后来成为博物馆的教授。 荧光研究是一个家庭传统。 贝克勒尔自幼接触科学,聪明好学。 后来,他接替父亲担任自然历史博物馆教授。
发现X射线后不久,贝克勒尔很快就想到荧光物质是否可以在强光照射下同时发出X射线荧光。于是,他把荧光物质