X射線的發現者一一倫琴先生

2021-02-18 南瓜籃

                          

                           

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威廉·康拉德·倫琴在1845年03月27日出生於德國一個中產階級家庭。曾因發現X射線(或倫琴射線、X光)獲得諾貝爾物理學獎(1901年)。

1865年11月,倫琴順利通過面試,進入瑞士蘇黎世工業大學學習機械工程。這所大學有很多著名的教授,廣義相對論奠基者之一的克裡斯託維爾、對熱力學有重要貢獻的克勞修斯和發明用粉塵圖形測量聲速的孔特都在這裡任教。

倫琴對孔特教授特別尊敬,教授上課嚴肅認真,講解條例清晰,深入淺出,富有新引力;教導學生做實驗要講究程序,注重方法和測量準確。

在學習期間,倫琴在孔特教授實驗室做過種種不同氣體屬性的實驗。

1857年克勞修斯在他的著名論文《論熱運動形式》中,初步討論了比熱理論,但是還沒有人精確地測出定容比熱和定壓比熱的比值,倫琴準備完善克勞修斯的熱力學理論。

倫琴在孔特老師的支持下,於1869年6月22日以《各種氣體的研究》的傑出論文獲得哲學博士學位,並成為了蘇黎世工業大學的助教,他的學位論文的評語中寫道:倫琴先生「在數學物理學方面具有豐富的知識和表現出獨立的創造才能」。

 

02


倫琴隨同恩師孔特在多所名校工作過,①1870年在維爾茨堡大學任助教→②1872年斯特拉斯堡大學升任講師和副教授→③1879年在濟森大學取得了教授職銜→④1888年又回到了威茨堡麥米倫大學→⑤1894年被選任威茨堡麥米倫大學校長

當時歐洲的物理學家們和倫琴都在研究真空放電現象和陰極射線。

在德國中部的巴伐利亞,倫琴博士正在進行有關密封玻璃管裡的發光現象的試驗:在裝有兩個電極的真空玻璃管(雷鈉管)電極上進行加上高電壓的實驗。

這項實驗本身並不新鮮,不少物理學家都做過。

一加高電壓,管內就要發光。但是為什麼發光,當時還是一個謎。

1895年11月8日下午,倫琴和夫人吃完了飯,回到實驗室來,要再次觀察雷鈉管的發光現象。

【1】他從架子上拿了一隻雷鈉管,用黑色紙套把它嚴嚴實實地包了起來。

【2】接著,他關上門窗,把房間弄黑,然後給管子接通高壓電源,讓管子放電,以便檢查黑色紙套是否漏光。

【3】當他準備開始正式實驗時,突然發現一種奇異的現象:附近的小工作檯上有一塊塗了氰亞鉑酸鋇的紙板發出一片明亮的螢光。切斷電源,螢光也隨之消失了。

【4】倫琴發現這一現象後,又仔細觀察了產生這種現象的原因,他讓一系列放電通過陰極射線管,結果紙板上出現了同樣的閃光。

他確信,紙板發出的螢光,不可能是陰極射線形成的,因為陰極射線的能量連幾釐米以上的空氣都穿不透,而雷鈉管離小工作檯有兩米多遠,陰極射線是無法穿越這樣長的距離的。

【5】於是,倫琴又把紙板移開,換上照相膠版,結果膠版感光了。接著,他又在雷鈉管和照相底板之間放上幾種東西:鑰匙、獵槍。令人驚奇的是,就連鑰匙和獵槍金屬部分的細小之處都清清楚楚地照出來了。

這真是一個驚人的發現。接著,倫琴又讓他的夫人把手放在雷鈉管和膠版中間,結果,夫人手上的每塊骨頭以及手上戴的戒指都照出來了。

從那天起,倫琴就住在了實驗室,夜以繼日地進行著研究試驗,終於在1895年12月28日發表了研究報告。1896年1月5日,關於X射線的重大報導在維也納日報上刊出,立即引起全世界的注意。

在美國報導此事4天之後,就有人用X射線發現了患者腳上的子彈。X射線很快就進入了醫學領域。當時英國一位著名外科醫生託馬斯·亨利稱之為「診斷史上的一個最大的裡程碑」。

1901年,倫琴由於發現X射線的貢獻,獲得了諾貝爾物理學獎

03

1906年實驗證明X射線實際上是一種波長極短、能量很大的電磁波,能產生幹涉、衍射現象。

X射線具有穿透性,但人體組織間有密度和厚度的差異。當X射線透過人體不同的組織時,被吸收的程度不同,經過顯像處即可得到不同的影像。

X射線用來幫助人們進行醫學診斷和治療;用於工業上的非破壞性材料的檢查;在基礎科學和應用科學領域內,被廣泛用於晶體結構分析,及通過X射線光譜和X射線吸收進行化學分析和原子結構的研究

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