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x射线是谁发明的发明者是谁(其发明人获得了第一个诺贝尔物理学奖)

时间:2024-10-01 08:45:19

现在去各大医院看病,医生常常建议患者去做些检查,拍个片子、做个CT影像检查都很常见。就像在春节后肆虐全球的新型肺炎疫情里,CT影像检查就经常被用于判断患者的肺部是否有病变,甚至还有人提出“用CT代替核酸检测”的建议。

一位医生在看X光片

在医院里,我们常会听到这样的议论:拍片子会不会对身体有伤害、听说CT辐射大的议论,其实,无论是拍X光片子还是CT影像,其核心都是利用了X光技术,本文中我们就要来讲讲X光被发现的故事。

这个科学发明故事的主人公是一个德国科学家,他的名字叫伦琴。

伦琴肖像画

1901年,瑞典皇家科学院为了表彰伦琴发现X射线,把人类历史上第一个诺贝尔物理学奖颁给了他。为了纪念其成就,X射线被很多人称为伦琴射线。第111号化学元素也以伦琴命名。“伦琴”还是物理学中照射量的单位。

诺贝尔奖中心

发现X射线是伦琴最伟大的发明,有关自己是怎么发现X射线的,他是这么描述的:

1650年,德国物理学家格里克发明了真空泵,从此之后,真空技术被引入实验室,电学家们得以在接近真空的稀薄空气中做电的实验了。人们发现,稀薄空气里的电弧比普通空气里的长,如果把放电管抽成真空,再充进去各种不同的气体,就会发出不同颜色的光。

后来,英国物理学家克鲁克斯发现,在玻璃管内装上金属电极,加上几千伏的电压,然后把管内空气慢慢抽出。当管内空气变得十分稀薄时,从阴极会发出某种看不见的射线,人们称之为阴极射线,这种玻璃管则被称为阴极射线管。

德国物理学家伦琴

我对阴极射线管的研究是从1894年开始的,进展缓慢。1985年11月8日,礼拜五,当天下午,我像平时一样,正在实验室里专心做实验。

我把一支阴极射线管用黑纸严严实实地包裹起来,把房间弄黑,接通电流后观察,黑纸并没有漏光,一切正常。我又关掉电流,准备做每天做的实验,可是一转头时,眼前似乎闪过一丝蓝绿色的荧光,再一眨眼,却又是一团漆黑了。刚才射线管明明是用黑纸包着的,涂有亚铂氰化钡的荧光屏上怎么会有荧光呢?

早期阴极射线管实验示意图

我感到非常吃惊,因为根据研究,阴极射线的穿透力很弱,连几厘米厚的空气都难以穿过,又怎么能穿过我包在射线管外的黑纸呢?我再一次接通电流,可通电后,阴极射线完全被遮住了,可荧光屏上再一次出现了蓝光。断开电流,蓝光也随之消失。我隐隐约约感到一阵激动,因为这种现象从来没人报道过。我忍不住大胆猜测:这或许是一种未发现的射线。

我又托起荧光屏,沿着射线的方向按照不同的距离前后挪动位置,可那丝蓝色的荧光始终没有消失。看来,这种射线受距离影响较小,那它除了空气还能穿透什么呢?我于是分别用木片、铝片、橡胶片等放在射线管和荧光屏之间,结果荧光屏上的蓝光始终都在。直到我换了一张薄铅片时,蓝光消失了,看来,铅能挡住这种射线。

X射线下的一条鱼

我兴奋极了,眼睛始终痴痴呆呆地望着那个荧光屏。现在可以肯定这是一种新射线了,可是到底是什么,又有何用,我却一无所知。为了表达我当时的心情,我选用数学中表示未知数的“X”,把这种新射线命名为X射线。

在接下来的几周内,我索性吃住都在实验室里,独自研究这种未知射线的性质。期间,当我试图给实验现象拍照时,发现冲洗出来的底片都是一片空白,这说明照相底片都被这种射线曝光了。看来,可以利用X射线来给一些物体拍照。

不知不觉,圣诞节快要来临了,我依旧在实验室里埋头苦干。妻子看我整日夜不归宿,深感不安,还以为我有了外遇呢。

圣诞节的小女孩

一天,她忍不住悄悄来到实验室,当看我疲惫的脸色和满脸的胡须后,她心疼坏了,问我怎么不回家。我上前把别她到实验台前,笑着说:“亲爱的,来看看我的新发现。”我把她的手轻轻地放在照相底片上,然后将阴极射线管对准她的手,过了一段时间,放在另一侧的感光板感光了,就这样,第一张以人类手为原型的X射线照片诞生了。

伦琴夫人的手的X光片

她看到这张清晰地印着自己手部骨骼的照片感到极为震惊,指着照片上的一个圆环问我说:“这是什么?”我笑着回答:“这是我们的结婚戒指啊!”我俩顿时哈哈大笑起来。

就这样,X射线被发现了,相关论文发表后,立刻在科学界引起了轰动。X光片在医学诊断上和金属检测上的应用也迅速展开。