Вильгельм Конрад РЕНТГЕН. Открытие X-лучей
Реферат
по радиобиологии
на тему
Вильгельм Конрад РЕНТГЕН.
Открытие Х-лучей
Студента биолого-химического
факультета, группы БХ-41
Шашкова М.
Калуга-1998
РЕНТГЕН Вильгельм Конрад Вильгельм Конрад Рентген
родился 17 марта 1845 г. в пограничной с Голландией области Германии, в г.
Ленепе. Он получил техническое образование в Цюрихе в той самой Высшей
технической школе (политехникуме), в которой позже учился Эйяштейн. Увлечение
физикой заставило его после окончания школы в 1866 г. продолжить физическое
образование.
Защитив в 1868 г. диссертацию на степень доктора
философии, он работает ассистентом на кафедре физики сначала в Цюрихе, потом в
Гисене, а затем в Страсбурге (1874-79) у Кундта. Здесь Рентген прошел хорошую
экспериментальную школу и стал первоклассным экспериментатором. Он производил
точные измерения отношения Ср/Су для газов, вязкости и диэлектрической
проницаемости ряда жидкостей, исследовал упругие свойства кристаллов, их пьезоэлектрические
и пироэлектрические свойства, измерял магнитное поле движущихся зарядов (ток
Рентгена). Часть важных исследований Рентген выполнил со своим учеником, одним
из основателей советской физики А. Ф. Иоффе.
Научные исследования относятся к электромагнетизму,
физике кристаллов, оптике, молекулярной физике.
В 1895 открыл излучение с длиной волны, более
короткой, нежели длина волны ультрафиолетовых лучей (X-лучи), названное в
дальнейшем рентгеновскими лучами, и исследовал их свойства: способность
отражаться, поглощаться, ионизировать воздух и т. д. Предложил правильную
конструкцию трубки для получения Х-лучей — наклонный платиновый антикатод и
вогнутый катод: первый сделал фотоснимки при помощи рентгеновских лучей.
Открыл в 1885 магнитное поле диэлектрика, движущегося в электрическом поле
(так называемый “рентгенов ток”). Его опыт наглядно показал, что магнитное
поле создается подвижными зарядами, и имел важное значение для создания X. Лоренцем
электронной теории. Значительное число работ Рентгена посвящено исследованию
свойств жидкостей, газов, кристаллов, электромагнитных явлений, открыл
взаимосвязь электрических и оптических явлений в кристаллах. За открытие
лучей, носящих его имя, Рентгену в 1901 первому среди физиков была присуждена
Нобелевская премия.
С 1900 г. и до последних дней жизни (умер он 10
февраля 1923 г.) он работал в Мюнхенском университете.
ОТКРЫТИЕ РЕНТГЕНА
Конец XIX в. ознаменовался повышенным
интересом к явлениям прохождения электричества через газы. Еще Фарадей серьезно
занимался этими явлениями, описал разнообразные формы разряда, открыл темное
пространство в светящемся столбе разреженного газа. Фарадеево темное
пространство отделяет синеватое, катодное свечение от розоватого, анодного.
Дальнейшее увеличение разрежения газа существенно
изменяет характер свечения. Математик Плюкер (1801—1868) обнаружил в 1859г., при достаточно сильном разрежении
слабо голубоватый пучок лучей, исходящий из катода, доходящий до анода и
заставляющий светиться стекло трубки. Ученик Плюкера Гитторф (1824—1914) в
1869 г. продолжил исследования учителя и показал, что на флюоресцирующей
поверхности трубки появляется отчетливая тень, если между катодом и этой поверхностью
поместить твердое тело.
Гольдштейн (1850—1931), изучая свойства лучей, назвал
их катодными лучами (1876 г.). Через три года Вильям К рук с (1832—1919)
доказал материальную .природу катодных лучей и назвал их “лучистой
материей”—веществом, находящимся в особом четвертом состоянии. Его
доказательства были убедительны и наглядны. Опыты с “трубкой Крукса”
демонстрировались позже во всех физических кабинетах. Отклонение катодного
пучка магнитным полем в трубке Крукса стало классической школьной
демонстрацией.
Однако опыты по
электрическому отклонению катодных лучей не были столь убедительными. Герц не
обнаружил такого отклонения и пришел к выводу, что катодный луч — это колебательный
процесс в эфире. Ученик Герца Ф. Ленард, экспериментируя с катодными лучами, в
1893 г. показал, что они проходят через окошечко, закрытое алюминиевой
фольгой, и вызывают свечение в пространстве за окошечком. Явлению прохождения
катодных лучей через тонкие металлические тела Герц посвятил свою последнюю
статью, опубликованную в 1892 г. Она начиналась словами:
“Катодные лучи отличаются от
света существенным образом в отношении способности проникать через твердые
тела”. Описывая результаты опытов по прохождению катодных лучей через золотые,
серебряные, платиновые, алюминиевые и т.д. листочки, Герц отмечает, что
он не наблюдал особых отличий в явлениях. Лучи проходят через листочки не
прямолинейно, а дифракционно рассеиваются. Природа катодных лучей все еще
оставалась неясной.
Тщательное исследование показало Рентгену, “что
черный картон, не прозрачный ни для видимых и ультрафиолетовых лучей солнца,
ни для лучей электрической дуги, пронизывается каким-то агентом, вызывающим
флюоресценцию”. Рентген исследовал проникающую способность этого “агента”,
который он для краткости назвал “Х-лучи”, для различных веществ. Он обнаружил,
что лучи свободно проходят через бумагу, дерево, эбонит, тонкие слои металла,
но сильно задерживаются свинцом.
Затем он описывает сенсационный опыт:
“Если держать между разрядной
трубкой и экраном руку, то видны темные тени костей в слабых очертаниях тени
самой руки”. Это было первое рентгеноскопическое исследование человеческого
тела. Рентген получил и первые рентгеновские снимки, приложив их к своей руке.
Эти снимки произвели огромное
впечатление; открытие еще не было завершено, а уже начала свой путь
рентгенодиагностика. “Моя лаборатория была наводнена врачами, приводившими
пациентов, подозревавших, что они имеют иголки в разных частях тела”,— писал
английский физик Шустер.
Уже после первых опытов
Рентген твердо установил, что Х-лучи отличаются от катодных, они не
несут заряда и не отклоняются магнитным полем, однако возбуждаются катодными
лучами. “...Х-лучи не идентичны с катодными лучами, но возбуждаются ими
в стеклянных стенках разрядной трубки”,— писал Рентген.
Он установил также, что они возбуждаются не только в
стекле, но и в металлах.
Упомянув о гипотезе Герца — Ленарда, что катодные лучи
“есть явление, происходящее в эфире”, Рентген указывает, что “нечто подобное
мы можем сказать и о наших лучах”. Однако ему не удалось обнаружить волновые
свойства лучей, они “ведут себя иначе, чем известные до сих пор
ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные лучи”. По своим химическим и
люминесцентным действиям они, по мнению Рентгена, сходны с ультрафиолетовыми
лучами. В первом сообщении он высказал оставленное потом предположение, что они
могут быть продольными волнами в эфире.
Открытие Рентгена вызвало огромный интерес в научном
мире. Его опыты были повторены почти во всех лабораториях мира. В Москве их
повторил П. Н. Лебедев. В Петербурге изобретатель радио А. С. Попов экспериментировал
с X-лучами, демонстрировал их на
публичных лекциях, получая различные рентгенограммы. В Кембридже Д. Д. Томсон
немедленно применил ионизирующее действие рентгеновских лучей для изучения
прохождения электричества через газы. Его исследования привели к открытию
электрона.
Список используемой литературы:
1. Кудрявцев П.С. История физики. гос. уч. пед. изд.
Мин. прос. РСФСР. М., 1956
2. Кудрявцев П. С. Курс истории физики М.:
Просвещение, 1974
3. Храмов Ю. А. Физики: Библиографический
справочник. 2-е издание, испр. и дополн. М.: Наука, главная ред. физ.-мат.
лит., 1983