現(xiàn)在我們都知道x射線是什么,x射線的本質(zhì)是由于原子中的電子在能量相差懸殊的兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷而產(chǎn)生的粒子流,是波長(zhǎng)介于紫外線和γ射線之間(0.01~100埃)之間的電磁波。我們還知道,x射線又叫倫琴射線,由德國(guó)物理學(xué)家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn),故又稱(chēng)倫琴射線。然而倫琴射線最早的而發(fā)現(xiàn)者并不是倫琴,那么倫琴射線到底是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的,又是如何發(fā)現(xiàn)的呢?下面就來(lái)一探究竟。
特斯拉對(duì)x射線研究很早,他制定了許多實(shí)驗(yàn)來(lái)產(chǎn)生X射線。特斯拉認(rèn)為用他的電路,“我的儀器可以產(chǎn)生的愛(ài)克斯光(即X射線)的能量比一般儀器可以產(chǎn)生的要大的多?!?/p>
他還談到用他的電路和單節(jié)點(diǎn)X射線產(chǎn)生設(shè)備在工作時(shí)的危害。在他許多調(diào)查這種現(xiàn)象的記錄中,他歸結(jié)了導(dǎo)致皮膚損傷的許多原因。他認(rèn)為早期的皮膚損傷并不是X射線所引起的,而是臭氧的產(chǎn)生與皮膚接觸,和一些亞硝酸接觸所致。特斯拉錯(cuò)誤地認(rèn)為X射線是由分離的粒子組成的。
特斯拉完成了一些實(shí)驗(yàn),并先于倫琴證實(shí)了他的發(fā)現(xiàn)(包括拍攝他的手的X射線照片,之后他將照片寄給了倫琴),但沒(méi)有使他的發(fā)現(xiàn)眾所周知,他的大部分研究資料在1895年3月的第五大道一次實(shí)驗(yàn)室大火中給燒毀了。
此后,早在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的17年前,法國(guó)的克魯克斯就注意到,照相底片放在放電管旁邊會(huì)變模糊。他以為是底片沒(méi)有包好而漏了光,把這個(gè)現(xiàn)象放過(guò)去了。美國(guó)的古茲皮德也曾看到,使用放電管后照相底片會(huì)發(fā)黑,他也沒(méi)有理會(huì)這個(gè)現(xiàn)象。后來(lái),德國(guó)的勒納德觀察到在放電管附近出現(xiàn)了冷光,但是他也懶得去理它。他們都錯(cuò)過(guò)了發(fā)現(xiàn)X射線的機(jī)會(huì)。
一天,倫琴在做實(shí)驗(yàn)。當(dāng)他把熒光板靠近玻璃管的鋁窗時(shí),覺(jué)得玻璃管內(nèi)的亮光影響了自己對(duì)熒光板的觀察。于是,他就找了一張包照相底片的黑紙,把玻璃管包住。這樣玻璃內(nèi)的亮光就透不出來(lái)了。當(dāng)倫琴把熒光板靠近玻璃管的鋁窗時(shí),熒光板上發(fā)出微弱的亮光,但當(dāng)熒光板離鋁窗稍遠(yuǎn)些時(shí),熒光板上就不會(huì)發(fā)光了。倫琴認(rèn)為這可能是因?yàn)殛帢O射線在稍遠(yuǎn)些距離被空氣的粒子相碰而飛散,以致無(wú)效。
接著,倫琴換上沒(méi)有鋁窗的玻璃管。按正常的程序,他將玻璃管包好,打開(kāi)開(kāi)關(guān),伸手拿起桌面上的熒光板。這時(shí)。他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令他大吃一驚的現(xiàn)象:熒光板的邊緣上出現(xiàn)局部手骨的影子。倫琴知道,這是他拿熒光板的手的手骨輪廓。于是,他索性將手放在熒光板后面,結(jié)果熒光板上出現(xiàn)了完整的手骨影子。
“怪事,這是怎么回事?”倫琴認(rèn)定這不是陰極射線,因?yàn)殛帢O射線的射程很短。
“不是陰極射線,那又是什么呢?”倫琴絞盡腦汁,不得其解。不過(guò),他推測(cè),這也許是一種人們未知的射線。
為了弄清射線的性質(zhì),他做了一系列的試驗(yàn):
將一本筆記本放在玻璃管和熒光板之間,熒光板照樣發(fā)光;
將一塊木頭放在玻璃管和熒光板之間,熒光板也照樣發(fā)光;
將一塊鐵板放在玻璃管和熒光板之間,熒光板只剩下談淡的一點(diǎn)亮光;
將一塊鉛板放在玻璃管和熒光板之間,熒光板上什么也看不見(jiàn)了;
幾天來(lái),倫琴做了各種試驗(yàn),以了解這種射線的“脾氣”。
倫琴已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里,沒(méi)日沒(méi)夜地干了好幾天。強(qiáng)烈的求知欲,使他忘卻了一切,他仿佛行走在一個(gè)未知的世界中,兩邊的旖旋風(fēng)光讓他流連忘返。倫琴的妻子覺(jué)得倫琴幾天沒(méi)回家了,很不放心,便來(lái)到他的實(shí)驗(yàn)室。
“你來(lái)得正好,我給你表演個(gè)魔術(shù)?!眰惽倏匆?jiàn)妻子,高興地說(shuō)。
于是,倫琴就把妻子的手放在熒光板后面,然后打開(kāi)開(kāi)關(guān),熒光板上出現(xiàn)了手骨圖像,連那枚結(jié)婚戒指也顯現(xiàn)出來(lái)。
“啊,我的手?”倫琴的妻子尖叫起來(lái)。
“對(duì)!是你的手,怎么樣,你看見(jiàn)你手的骨頭長(zhǎng)得怎么樣了吧!”倫琴得意地說(shuō)。
倫琴妻子對(duì)這神秘的射線感到不可思議,便向丈夫討教道:“這是什么射線?”
“我也不知道叫什么射線,它還是一個(gè)x(表示未知)!”倫琴停了一會(huì)兒,又說(shuō)道:“不然就叫‘x射線’吧!”
此后,這種神秘的射線,就被稱(chēng)為“X射線”。為了紀(jì)念它的發(fā)現(xiàn)者倫琴,人們也叫它為“倫琴射線”。它是19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)(X射線-1895年、放射線-1896年、電子-1897年)之一,這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的產(chǎn)生。