书城历史世界通史(第七卷)
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第9章 伦琴发现“X射线”

威尔海姆·伦琴1845年3月27日出生在德国普鲁士鲁尔地区的一个小镇莱尼斯。他曾在3个国家的好几所大学里就读,后来在库恩德的建议下研究物理学,并随库恩德来到维尔茨堡大学,成了这位著名实验物理学家的助手。后来,经过多次辗转,1888年他当上了维尔茨堡大学物理所所长,并于1895年发现了穿透力极强的X射线,从而轰动了世界。

在伦琴发现X射线之前,人类关于真空放电现象的研究由来已久,1836年,法拉第发现稀薄气体的放电伴随着色彩缤纷的辉光,并发现了“法拉第暗区”。不久,德国科学家尤利乌斯·普吕克尔借助于较高真空度的真空放电管于19世纪60年代进一步研究法拉第暗区,他发现与放电管阴极相对的管壁上呈现绿色荧光,这个光斑还会因外界磁铁的移动而改变位置。后来,普吕克尔的学生约翰·希托夫和英国物理学家威廉·克鲁克斯继承了普吕克尔的事业,他们分别独立制成了高真空放电管,并判断出放电是从阴极而来的一种射线,而且是一种具有直线传播性质和受外界磁场影响将产生偏转的射线,于是命名为“阴极射线”。

那么,阴极射线究竟是什么?它由什么组成?这个问题引起很多人的争论,许多物理学家都加入了对阴极射线的研究行列。伦琴也是其中的一负。

伦琴在担任物理所所长以后,一直研究阴极射线。1894年,汉堡大学的一位青年学者雷纳德,曾对能放射阴极射线的玻璃管进行了改装。他把阴极射线碰在玻璃壁上放射线绿色光的地方取下,改装上薄铝片。通过实验证明,阴极射线可以通过铝片放射到外部。他又把铂氯化钡涂在玻璃板上,创造出了能够探测阴极射线的荧光板。当阴极射线碰到荧光板时,它会放出耀眼的光芒。

伦琴在重复上述实验时,发现了奇迹。为了使放电管不受外界的影响,伦琴用一张包照相底片的黑纸,仔细地把玻璃管包好,在他接通电流后,把荧光板靠近阴极射线管上的铝片窗口,灾光板上放出了微弱的光亮,距离稍远一点,荧光板又不亮了。

“噢,阴极射线在空气中,只能在稍近的距离内有效,距离一远就不行了。阴极射线确实能够通过铝片,但通不过玻璃管,不管多么薄的玻璃也通不过去……”伦琴说道。

为了进一步证实,伦琴换上没有铝窗的玻璃管,又用黑纸包好。打开开关,包好的玻璃管一点也不露光,但放在远处的荧光板竟然亮了起来。伦琴十分惊奇,当他顺手拿起闪闪发光的荧光板时,一个完整手骨的影子突然出现在荧光板上,伦琴的额上渗出了冷汗。

“好奇怪!荧光板怎么放光了呢?”

伦琴赶紧拿起玻璃管,又仔细检查一遍,包得很好,一点光也不露。再试一下,荧光板仍然发光,伦琴绞尽脑汁地思考着这个奇怪的现象。伦琴想,这肯定不是阴极射线,因为它能穿透玻璃,遮光的黑纸和人的手掌,其能量是很大的。

为了验证它还能穿透哪些物质,伦琴几乎把手边能拿到的东西都拿来做了实验。木头、橡胶皮、厚纸板、金属片……一件件地进行照射实验,结果这些东西都被穿透了。最后,铅挡住它的去路,神奇的光停住了。伦琴感到这是一种新的光线,眼睛是看不见的,既然弄不清楚它是什么,就叫它“X射线”好了。

1895年12月22日,伦琴的妻子来到实验室看他,伦琴用X射线拍了一张夫人的左手照片,照片骨肉分明,连结婚戒指也清晰可见,这是世界上最早的一张X光照片。

1895年12月28日,伦琴宣布了自己的发现和研究成果,并出示了这张X射线照出的手骨照片,整个科学界为之震惊。人们纷纷来到实验室里,从高真空放电管中找到了X射线。不久,X射线被用于医学,成为了神奇的医疗手段。

X射线的发现,对物理学的进展和科学技术的进步产生了深远影响,它直接导致了放射性物质的发现。伦琴的贡献是巨大的,为此,1900年,伦琴成为世界上第一个诺贝尔物理学奖金的获奖者。在医学界人士倡仪下,“X射线”又称“伦琴射线”。