伦琴教授与射线的发现.docx

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1、伦琴教授与 X 射线的觉察伦琴教授与 X 射线的觉察 由查字典物理网资料整理话说 19 世纪末年，物理学的天空，猛然闪出了三道金色的闪电，照亮了正在世纪末的阴云下困难跋涉的人们，人类 的目光最终不再凝重。这三道闪电就是： 1895 伦琴觉察的X 射线; 1896 年柏克勒尔觉察的自然放射性;1897 年汤姆生觉察的电子，正所谓一年一道闪电，道道辉煌绚烂。以这著名的三大觉察作为坚实的根底，人们又进一步争论 觉察了原子的可变性和大量化学同位素。与此同时，人类生疏也开头长驱直入到原子核内部。原子 不行分的神话被毫不留情地打破，为现代电子技术这座摩天 大楼夯下了厚重的根底。这三大觉察是科学技术从 19

2、 世纪进入 20 世纪的隆隆礼炮，它庄重地宣告：科学技术时代来到了。而物理学完全可以说是从 1895 年，德国的伦琴( 18451923)教授觉察 X 射线时开头的。固然，在这之前，已经有很多的学者对气体中的放电投入 了特别的关注，并进展了大量的试验，尤其是法拉第、普吕 克尔、盖斯勒、克鲁克斯和汤姆生爵士。其实早在 18 世纪上半叶，德国的文克勒先生，就曾经用一架起电机，使在抽去了一局部空气的玻璃瓶里，因放电而 产生了一种前所未见的光。令人圆满的是，文克勒只是记录第 1 页下了这种惊奇的光，却没有能够深入长期地争论下去。1836 年，卓越的法拉第先生也饶有兴致地留意到了低压气体中的惊奇的放电现

3、象。他并且还企图来试验一下真空放电。然而，由于无法获得高真空，他的这一想法也只能流产。接下来，历史的重任又落到了德国波恩大学的普吕克尔的 肩上。普吕克尔总是在思考着这样一个问题：当电在不同的 大气压下，通过空气或者其他气体的时候，到底会发生什么 样的现象呢?这个问题苦苦地熬煎着他，无论醒里梦里，无论白日黑夜，普吕克尔决心搞清楚这个问题，不然，他会永 无宁日的。普吕克尔找到了优秀的玻璃工匠盖斯勒先生，由于要想找 到问题的答案，得需要一个玻璃管，而且在管的两端封入装 上输入电流用的金属体，并需要能把玻璃管内的压力削减到 最低值的抽气泵。盖斯勒先生没有辜负普吕克尔的殷殷厚望， 1850 年，成功地研

4、制出淡薄气体放电用的玻璃管。普吕克尔真是感动万 分，久久地握住盖斯勒的手不放，他打心眼里感谢这位厚道 的工匠。利用这个玻璃管，普吕克尔实现了低压放电发光，再次捕 捉到了那道惊奇的电光，并把这种电光深深地铭刻在心。科学的道路是没有终点的。盖斯勒不无圆满地觉察，抽空 的玻璃管放电发光的亮度不同，是同玻璃管抽成真空的程度有关系的。而普吕克尔也多么地期望有一台真正的抽气机， 从而制造出一段确定的真空啊!两人不谋而合。这对科学上的真正的朋友，再度携起手来， 向着未知的世界一路求索而去。在科学史上，托里拆利曾经用水银代替水，形成了“托里 拆利真空”，这对盖斯勒震惊很大，他因此而设想，流水式 抽气泵要是改用

5、流汞，效果确定会更好一些的。盖斯勒找来了有关抽气机和水银的大量资料，又经过很屡次试验，最终打算利用水银比水重 13 倍的比重差，来提高流水式抽气泵的性能。功夫不负有心人。很屡次的失败之后， 盖斯勒又很屡次地站立起来，最终研制成功一种有用、简洁而且牢靠的水银泵，用这种泵几乎可以全部抽空玻璃管中的空气，人类制造真空的梦想最终成真。用水银泵抽成真空的低压放电管，使普吕克尔先生完成了对低压放电现象的研 究。后人为了纪念这位不同寻常的玻璃工人，就把低压放电管命名为盖斯勒管”。普吕克尔利用盖斯勒管进展了一系列的低压放电试验，他 一次又一次地为盖斯勒管阴极管壁上所消灭的秀丽的绿色辉光而叹为观止。1868 年

6、，为科学事业奉献了毕生精力的普吕克尔先生， 因劳累过度，心脏停顿了跳动。死的时候，他的眼睛没有闭上，他没有完成他的事业。为他送葬的他的学生约翰·希托夫看到此情此景，不禁泪如泉涌，他决心沿着教师没有 走完的道路，连续走下去。而与此同时，一位英国物理学家，叫做威廉·克鲁 克斯的，也成了普吕克尔的这一未竟事业的继承者。当他们把一只装有铂电极的玻璃管，用抽气机渐渐地抽空 的时候，他们觉察，管内的放电在性质上，经受了很屡次的 变化，最终在玻璃管壁上或者管内的其他固体上产生了磷光 效应。1869 年，希托夫经过反复的试验证明，置放在阴极与玻璃壁之间的障碍物，可以在玻璃壁上投射阴

7、影。同时，从阴 极放射出来的光线能够产生荧光，当它遇到玻璃管壁或者硫 化锌等物质的时候，这种光就更强。1876 年，戈尔茨坦重复并证明白希托夫的试验结果，并且把这种从阴极放射出的能产生荧光的射线，正式命名为 “阴极射线”。克鲁克斯也供给了他所获得的证据，比方说， 这些射线在磁场中发生偏转，这就说明它们是由阴极射出的荷电质点，因撞击而产生磷光。人们还觉察了阴极射线的一系列物理现象。例如，1890 年，舒斯特观看了阴极射线在磁场中的偏转度，测量了这些假想质点的电荷与其质量的比率。他还假定 这些质点的大小与原子一样，推想出气体离子的电荷远比液 体离子大得多。阴极射线的觉察，如同晴空里一声嘹亮的唿哨，

8、引出了诸 如 X 射线、放射性和电子等一系列重大的觉察。在对阴极射线情有独钟的人群中，德国的物理学家威尔海 姆·伦琴很快取得了不同凡响的收获，并把自己的名 字永久刻在了天地之间。1845 年 3 月 27 日，在德国鲁尔地区一个人杰地灵的小镇莱尼斯，随着“哇”的一声啼哭，伦琴来到了人世间。伦琴是个聪明而又勤奋的孩子，在读书期间，他就以优异 的成绩而深受好评。从 1888 年起，他从国外学成回国后，担当了巴伐利亚州维尔茨堡大学物理争论所所长。正是在这个争论所期间，他独具慧眼，觉察了具有极强穿透力的 X 射线，从而声名远播。自从担当物理所所长之后，他就始终孜孜不倦地争论着阴 极射线，

9、无论遇到多大的挫折，他始终都没有放弃。在争论过程中，伦琴觉察，由于克鲁克斯管的高真空度， 低压放电时没有荧光产生。1894 年，一位德国物理学家改进了克鲁克斯管，他把阴极射线遇到管壁放出荧光的地方，用一块薄薄的铝片替换了 原来的玻璃，结果，奇迹发生了，从阴极射线管中放射出来 的射线，穿透薄铝片，射到外边来了。这位物理学家就是勒 那德。勒那德还在阴极射线管的玻璃壁上翻开一个薄铝窗口，出乎意料地把阴极射线引出了管外。他接着又用一种荧光物质铂氰化钡涂在玻璃板上，从而创 造出了能够探测阴极射线的荧光板。当阴极射线遇到荧光板 时，荧光板就会在茫茫黑夜中发出令人头晕目眩的光亮。伦琴不止一次地重复了勒那德的

10、试验。1895 年 11 月 8 日晚，劳累了一天的伦琴刚刚躺上了床， 正想美美地做个梦。突然，似乎有一股惊奇的清风吹入了伦琴的灵魂深处，他抓紧一骨碌跳下了床，又似乎有一个无形的神灵，牵引着他，他走到了他所生疏的仪器旁，再次重复了勒那德的试验。命中注定，一项石破天惊的科学奇迹产生了。伦琴欣喜地 觉察，这种阴极射线能够使一米以外的荧光屏上消灭闪光。 为了防止荧光板受间或消灭的管内闪光的影响，伦琴用一张包相纸的黑纸，把整个管子里三层外三层地裹得严严实 实。在半夜时分，伦琴翻开阴极射线管的电源，当他把荧光板 靠近阴极射线管上的铝片洞口的时候，赶忙荧光板亮了，而 距离略微远一点，荧光板又不亮了。伦琴还

11、觉察，前一段时间严密封存的一张底片，尽管丝毫 都没有暴露在光线下，但是由于他当时顺手就把它放在放电 管的四周，现在翻开一看，底片已经变得灰黑，快要坏了。 这说明管内发出某种能穿透底片封套的光线。伦琴觉察，一 个涂有磷光质的屏幕放在这种放电管四周时，即发亮光;金属的厚片放在管与磷光屏中间时，即投射阴影;而比较轻的物质，如铝片或木片，寻常不透光，在这种射线内投射的阴 影却几乎看不见。而它们所吸取的射线的数量大致和吸取体 的厚度与密度成正比。同时，真空管内的气体越少，射线的 穿透性就越高。为了获得更加完善的试验结果，伦琴又把一 个完整的梨形阴极射线管包裹好，然后翻开开关，然后他便 看到了格外惊异现象

12、：尽管阴极射线管一点亮光也不露，但 是放在远处的荧光板竟然顽皮地亮了起来。伦琴真是欣喜假设狂，他顺手拿起闪闪发亮的荧光板，想吻 它一下，突然，一个完整手骨的影子鬼使神差般地消灭在荧 光板上。伦琴赶忙吓得不知所措，他不知这到底是在做梦，还是在 做试验，他狠狠地在手上咬了一口，手被咬得生疼，他意识 到自己不是在做梦，这一切都是真的。伦琴抓紧开亮电灯，认真检查了一遍有关的仪器，又做起 了这个试验。这时，天光已经微微发亮，在重重云层下，一轮秀丽的红 日，马上喷薄而出，给整个人类带来她无穷无尽的光和热和 爱。伦琴没有时间去想别的东西。他看到，那道奇异的光线又 被荧光板捕获到了。他又有意识地把手放到阴极射

13、线管和荧 光板之间，一副完整的手骨影子又消灭在荧光板上。伦琴最终明白，这种射线原来具有极强的穿透力和相当的 硬度，可以使肌肉内的骨骼在磷光片或照片上投下阴影。这是，伦琴的夫人走了过来，给伦琴披上了一件外套，然 后轻声地劝伦琴该去休息了。伦琴却一把抓住了夫人的手， 放在荧光板和阴极射线管之间，荧光板上又消灭了夫人那完整的手骨影子。这是事实，千真万确的事实。伦琴一下子抱住了夫人，在 试验室里足足转了五个圈子，他太感动了，感动得不知如何是好，两行热泪止不住地流了下来?次日，伦琴便开头思考这一觉察的事实，他想，这很显 然不是阴极射线，阴极射线无法穿透玻璃，这种射线却具有巨大的能量，它能穿透玻璃，遮光的

14、黑纸和人的手掌。为了验证它还能穿透些什么样的物质，伦琴几乎把手边能 够拿到的东西，如木片、橡胶皮、金属片等，都拿来做了实 验。他把这些东西一一放在射线管与荧光板之间，这种惊奇的 具有相当硬度的射线把它们全穿透了。伦琴又拿了一块铅板 来，这种光线才停顿了它前进的脚步。然而，限于当时的条件，伦琴对这种射线所产生的缘由及 性质却知之甚少。但他在潜意识中意识到，这种射线对于人 类来说，虽然是个未知的领域，但是有可能具有格外大的利 用价值。为了鼓舞、鞭策更多的人们去连续关注它，争论它，了解 它并利用它，伦琴就把他所觉察的这种具有无穷魅力的射线，叫做“X 射线”。1895 年 12 月 28 日，伦琴把觉察 X 射线的论文，和用 X 射线照出的手骨照片，一同送交维尔茨堡物理医学学会出版。这件事，成了轰动一时的科学闻。伦琴的论文和照片， 在三个月内被连续翻印五次。大家共同共享着伦琴觉察 X 射线的巨大欢快。X 射线的觉察，给医学和物质构造的争论带来了的期望，此后，产生了一系列的觉察和与这相联系的技术。就在伦琴宣布觉察 X 射线的第四天，一位美国医生就用 X 射线照相觉察了伤员脚上的子弹。从今，对于医学来说，X 射线就成了惊奇的医疗手段。