124年前的今天，德國(guó)物理學(xué)家威廉·康拉德·倫琴在做試驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了X射線。
倫琴于1845年生于德國(guó)的倫內(nèi)普。1869年，他獲得蘇黎世大學(xué)的哲學(xué)博士學(xué)位。在以后的19年中，他在多所大學(xué)工作過(guò)，贏得了優(yōu)秀科學(xué)家的名譽(yù)。1888年起，倫琴任維爾茲堡大學(xué)物理學(xué)院教授和院長(zhǎng)。
威廉·康拉德·倫琴
“倫琴射線”——改變世界面貌
1895年11月8日，倫琴像往常一樣，吃過(guò)午飯后又鉆進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，擺弄當(dāng)時(shí)最奇特的光學(xué)儀器——真空的“克魯克斯——希托夫管”。
傍晚，當(dāng)他再次接通用黑紙包住的管子的電源，以研究其產(chǎn)生的陰極射線時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)約兩米遠(yuǎn)的凳子上出現(xiàn)一片亮光。原來(lái)，那兒放著一塊做別的實(shí)驗(yàn)用的涂有鉑氰化鋇（一種熒光物質(zhì)）的硬紙板。他覺(jué)得很奇怪，是什么原因使這原來(lái)并不發(fā)光的紙板發(fā)光了呢？他敏銳地猜測(cè)，很可能是管子發(fā)出的某種“東西”到達(dá)紙板，使鉑氰化鋇發(fā)光，但不會(huì)是陰極射線，因?yàn)樗鼉H能穿透幾厘米的空氣。于是他關(guān)閉電源，這時(shí)亮光消失，如此反復(fù)幾次，證實(shí)了他的猜測(cè)。由于管子發(fā)出的“東西”性質(zhì)不確定，倫琴就把這種現(xiàn)象命名為“X光”——X是數(shù)學(xué)上通常采用的未知數(shù)符號(hào)。
1896年1月23日，維爾茲堡大學(xué)教授克里克爾稱“X光”為“倫琴射線”。一項(xiàng)改變世界面貌的發(fā)現(xiàn)就這樣誕生了。
射線發(fā)現(xiàn)并非偶然
倫琴發(fā)現(xiàn)X射線并非偶然，他也不是獨(dú)自工作。據(jù)調(diào)查，當(dāng)時(shí)多個(gè)國(guó)家不少人都在進(jìn)行這方面的研究，而且，發(fā)現(xiàn)時(shí)間也很接近。事實(shí)上，在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前賓夕法尼亞大學(xué)就已經(jīng)制造出X射線和它的影像記錄。然而，那里的研究人員沒(méi)有意識(shí)到這一發(fā)現(xiàn)的重要性，只是把它們歸檔了事，因此也就失去了獲得最偉大物理發(fā)現(xiàn)的贊譽(yù)的機(jī)會(huì)。
第一張X光片
倫琴試圖研究不同材料對(duì)這種射線的阻擋能力, 就把一小片材料放到射線產(chǎn)生的地方?？梢韵胂螅?dāng)看到第一張呈現(xiàn)在他制作的屏幕上的X光影像上閃爍的骨架時(shí)，倫琴是多么地驚訝。據(jù)說(shuō)，他后來(lái)在實(shí)驗(yàn)室秘密的進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn)，因?yàn)樗ε氯绻@個(gè)發(fā)現(xiàn)是個(gè)錯(cuò)誤會(huì)影響其教授聲譽(yù)。
倫琴的原始論文《一種新的X射線》在50天后也就是1895年12月28日被出版。1896年1月5日，奧地利一家報(bào)紙報(bào)道了倫琴的發(fā)現(xiàn)。倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以后，維爾茲堡大學(xué)授予他榮譽(yù)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。在1895年到1897年間他一共出版了總計(jì)3篇關(guān)于X射線的論文。倫琴治學(xué)十分的嚴(yán)謹(jǐn)，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)他的學(xué)術(shù)論文里面存在錯(cuò)誤。
第一次獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)
受這次偶然發(fā)現(xiàn)的激勵(lì)，倫琴放下其他研究項(xiàng)目，集中精力調(diào)查X射線的特性。
經(jīng)研究他發(fā)現(xiàn)：X射線能使許多物質(zhì)發(fā)光；X射線可以穿透不透光物質(zhì)，他特別注意到，X射線能夠透過(guò)他的肉體，只是為骨骼所阻，把手放在陰極射線管和熒光屏之間，能夠在熒光屏上看到手骨的影子；X射線是直線，它與充電粒子束不同，不因磁場(chǎng)而折射……最后，倫琴以高超的實(shí)驗(yàn)技巧取得了9項(xiàng)關(guān)于X光重要性質(zhì)的成果。由此可見(jiàn)，倫琴不是僅僅向熒光紙板方向看一眼就成為發(fā)現(xiàn)X光的巨人的，而是依靠敏銳的觀察力、科學(xué)的預(yù)見(jiàn)力、準(zhǔn)確的判斷力、高超的實(shí)驗(yàn)力才成為杰出的科學(xué)家。1901年第一屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選時(shí)，29封推薦信中就有17封集中推薦他。倫琴最終獲得了第一屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
倫琴一生在物理學(xué)許多領(lǐng)域中進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)研究工作，如對(duì)電介質(zhì)在充電的電容器中運(yùn)動(dòng)時(shí)的磁效應(yīng)、氣體的比熱容、晶體的導(dǎo)熱性、熱釋電和壓電現(xiàn)象、光的偏振面在氣體中的旋轉(zhuǎn)、光與電的關(guān)系、物質(zhì)的彈性、毛細(xì)現(xiàn)象等方面的研究都作出了一定的貢獻(xiàn)，但由于他對(duì)X射線的發(fā)現(xiàn)贏得了巨大的榮譽(yù)，以致這些貢獻(xiàn)大多不為人所注意。
1923年，倫琴在德國(guó)慕尼黑病逝，終年78歲。
為了紀(jì)念倫琴的成就，X射線在許多國(guó)家被稱為倫琴射線。另外第111號(hào)化學(xué)元素(Rg)也以倫琴（Roentgenium）命名。在倫琴的祖國(guó)，德國(guó)有許多以倫琴命名的學(xué)校，街道和廣場(chǎng)。由于倫琴在物理學(xué)的杰出成就，在德國(guó)的吉森市，柏林市和倫琴的出生地倫內(nèi)普(Lennep）（雷姆沙伊德）都建有倫琴紀(jì)念碑。
X射線對(duì)人類科學(xué)發(fā)展影響巨大
X射線的發(fā)現(xiàn)，揭開(kāi)了現(xiàn)代物理學(xué)革命的序幕，推動(dòng)了物理學(xué)自身的發(fā)展，造就了許多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。包括1912年勞厄發(fā)現(xiàn)X射線晶體時(shí)發(fā)生衍射現(xiàn)象，從而獲得1914年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；布拉格父子進(jìn)一步發(fā)展了勞厄的晶體衍射理論，因創(chuàng)立了X射線晶體結(jié)構(gòu)分析而獲1915年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)等。而X射線晶體衍射現(xiàn)象和X射線晶體學(xué)發(fā)現(xiàn)，對(duì)人類科學(xué)發(fā)展的影響也甚是巨大，特別是微觀結(jié)構(gòu)科學(xué)的影響。
直到今天，倫琴射線最重要的應(yīng)用領(lǐng)域仍然是醫(yī)學(xué)診斷。用于診斷的射線強(qiáng)度已被大大降低，同時(shí)診斷結(jié)果可以顯示更清晰的細(xì)節(jié)。在現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的幫助下，倫琴射線診斷已經(jīng)可以提供人體內(nèi)部三維圖像。除了在醫(yī)學(xué)上，倫琴射線還應(yīng)用在微觀世界的觀察和對(duì)太空的研究。另外一個(gè)倫琴射線的重大應(yīng)用領(lǐng)域是材料無(wú)損探傷，使用倫琴射線可以檢測(cè)出金屬材料和焊接部位的內(nèi)部缺陷。
海河傳媒中心出品
來(lái)源：《現(xiàn)代物理知識(shí)》等
整理：王曉羽
編輯：陳汝寧
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