X射线

2021-01-12 00:38
科技尚品 2021年12期
关键词:玻璃管X射线荧光

威廉·康拉德·伦琴(Wilhelm Röntgen,1845年3月27日~1923年2月10日),德国物理学家。1895年11月8日,时任德国维尔茨堡大学校长的伦琴发现了X射线,为开创医疗影像技术铺平了道路,1901年被授予首次诺贝尔物理学奖。这一发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响了20世纪许多重大科学发现。为了纪念伦琴的成就,X射线在许多国家都被称为伦琴射线,另外,第111号化学元素Rg也以伦琴命名。

人物经历

伦琴1845年3月27日出生于德国莱茵州莱耐普城,1865年迁居瑞士苏黎世,20岁时进入瑞士苏黎世联邦工业大学机械工程系学习,取得机械工程师称号。1869年以论文《气体的特性》获苏黎世大学哲学博士学位。由于工作认真仔细,伦琴受邀成为物理学家孔脱教授的助手,他选择物理学为终生事业也是受到孔脱的影响。

1870年,伦琴随同孔脱返回德国,1871年、1872年先后在维尔茨堡大学、斯特拉斯堡大学工作。1872年,伦琴在斯决司堡大学任教并升任讲师和副教授。1879年,伦琴在济森大学取得了教授职衔,主要研究方向是“光”和“電”的关系。

1894年,伦琴任维尔茨堡大学校长。这时,欧洲的物理学家们都在研究真空放电现象和阴极射线,伦琴在研究克鲁克斯高度真空管通高压电流时看到阴极射线,电子碰在管壁上发生蓝白色的荧光,还发现玻璃管外有荧光,于是他产生疑问,或许这是一种肉眼看不见的未知射线。

1900年,伦琴任慕尼黑大学物理学教授和物理研究所主任。

发现X线

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,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,像是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秘性质,伦琴称之为“X射线”。

这一偶然发现使伦琴感到兴奋,他把其他研究工作搁置下来,专心致志地研究X射线的性质。经过几周的紧张工作,他发现了下列事实:第一,X射线除了能引起氰亚铂酸钡发荧光外,还能引起许多其他化学制品发荧光;第二,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穿过骨骼,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;第三,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。

1895年12月28日,伦琴把一篇题为《关于一种新的射线》的论文送交维尔茨堡物理学会和医学协会,他在文中以严密的文笔,将数星期的研究结果按照16个专题进行了详细阐述。1896年1月5日,论文副本发表在《维也纳日报》星期版的头版头条,引起了巨大轰动。在公开报告会上,伦琴用X射线拍摄了维尔茨堡大学解剖学家克利克尔的一只手,片刻后,实验仪器显影出现了老人的手骨,全场爆发掌声,克利克尔当场建议把这种射线命名为“伦琴射线”。

1896年1月13日下午,伦琴应邀在德皇威廉二世和皇后御前作讲演和表演,德皇与他共进晚餐,授予他二级宝冠勋章和勋位,并批准在波茨坦桥旁为他建立塑像的荣誉。

荣获诺奖

1901年,伦琴成为诺贝尔奖第一位物理学奖获得者,他将此项奖金转赠维尔茨堡大学物理研究所添置设备之用。此后,根据不完全统计,他生前和逝世后获得的各种荣誉约超过150项。

还有一件关于伦琴获得诺贝尔奖的趣闻——组委会工作人员通知伦琴前去领奖时,他以“不想在漫长旅途中浪费时间”为由,建议将奖牌及奖金邮寄到德国。工作人员苦口婆心地解释道,诺贝尔奖牌是23K金的,奖金约有15万克朗(捷克货币),都价值不菲不便邮寄,伦琴这才勉强答应前去领奖。而在颁奖典礼当日,按照流程,各奖项的获奖者领完奖牌和奖金后要依次发表获奖感言,当主持人准备宣布物理学奖的获奖者伦琴上台演讲时,发现他居然不在现场。原来,惜时如金的伦琴已打道回国。

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