物理 簡要回顧X射線的科學史,分析其物理意義和影響

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x光已經改變了人們的生活,從它的發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在,它一直是一個非常非常有用的工具,特別是對醫(yī)學來說。然而,在材料科學等許多其他領域,由于材料科學的改進和適應,促進了材料鑒定和分析技術的發(fā)明。它也為自然科學研究打開了一個新的廣闊的機會和靈感的視野。X光由德國物理學家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn),故又稱倫琴射線。
這位著名的科學家于1845年3月27日出生在德國,德國是歷史上誕生了很多位偉大的科學家,有人甚至會說德國是天才的誕生地。倫琴的家庭經濟穩(wěn)定,父母都是商人。隨著紡織業(yè)的發(fā)展和革命的興起,他們搬到了荷蘭的阿珀爾多恩市,在那里威廉度過了大部分童年時光。他父親的想法是,當他高中畢業(yè)后,他負責自己的生意,但他不知道的是,幾年后,他的兒子將成為科學領域最杰出的人才之一。
幾年后,他在父親的好朋友威廉·岡寧博士的指導下,開始在技術學校學習,以獲得高中文憑。不幸的是,由于一些老師的問題倫琴沒有獲得他的高中文憑。然而,他對自然科學的興趣已經覺醒。雖然多年以后,他真正的愛好是物理。
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倫琴在高中被學校開除后來輾轉來到他國參見了一個簡單的開始獲得了高中文聘,此時他對科學的熱愛已經覺醒,他決定在蘇黎世大學學習機械工程,在那里他獲得了學位。1868年,由于昆特的影響,他獲得了物理學碩士學位,正是他幫助倫琴明確地開始向物理學傾斜。
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許多人懷疑倫琴是x射線的發(fā)現(xiàn)者,這是因為在19世紀中期,英國科學家威廉·克魯克斯(William Crookes)利用能量放電對某些氣體的影響進行了不同的研究。這些實驗包括一個小的全真空管,其中含有電極來產生電流,這些管被稱為克魯克斯管。在這個過程之后,會有各種粒子的輻射,這些粒子后來被稱為電子,它們在陰極-陽極管中從一端到另一端移動。在這個過程中,電子在電子管的原子結構中發(fā)生碰撞,在電子管表面產生一種叫做發(fā)光的強光。在所有這一切之后,克魯克斯得出結論,這種類型的光是由管內的一些現(xiàn)象產生的,特別是來自陰極的現(xiàn)象,它擊中了管的玻璃墻,產生了這種特殊的現(xiàn)象,稱為陰極射線。
當它們靠近不同的感光板時,就會產生一種圖像,但在那個時候,人們無法確定感光板所包含的圖像類型。1887年,特斯拉決定繼續(xù)研究克魯克實驗產生的這種效應,他可以確定這種輻射對人是有害的,一旦確定一段時間處于這種輻射下,人就會生病。
這引起了威廉·康拉德·倫琴對這一特殊現(xiàn)象產生原因的興趣。一個大問題被提了出來:管外發(fā)生了什么,能否檢測出陰極射線?
倫琴是在1985年發(fā)現(xiàn)x射線的,當時他正在用希托夫-克魯克斯管和魯姆科夫線圈進行實驗,研究陰極射線產生的紫色熒光。
倫琴在進行他的實驗時,進入了一個完全黑暗的房間,拿了一根管子,然后用一種完全黑色的紙板蓋住它,這是為了確保陰極射線不會進入管子。在所有這些準備之后,觀察到一個小小的黃綠色光一些非常奇特的東西,它來自一個有一層鉑氰化物鋇的屏幕,倫琴非常肯定他的發(fā)現(xiàn)是重要的,并且證實了克魯克斯的實驗。
在得出最終結論之前,他決定繼續(xù)做實驗來證實他的理論。第一種方法是將屏幕放在離試管更遠的地方,并執(zhí)行相同的程序。他立即觀察到熒光仍然存在,然后在他的腦海中說這可能是一個偉大的發(fā)現(xiàn),因為由于它的范圍,這種輻射非常強大。
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然后他做了下面的測試,測量這種輻射的范圍,他可以看到它有能力穿過空氣到達屏幕,然后問了一個新問題,如果我把另一種材料放在管子和盤子中間,會發(fā)生什么?,它是否有能力跨越我將要放置的材料并回到屏幕上?然后他放置密度更大的材料來測量這種輻射的范圍,他放的第一件東西是一本書,他觀察到輻射持續(xù)存在,但強度較小。他繼續(xù)實驗放置更厚的材料,并確定輻射仍然在減少,但它仍然存在,直到它達到非常致密的材料,如鉛和鉑,完全遮蔽了這種輻射。
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