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能級之間的躍遷而產(chǎn)生的粒子流,是波長介于紫外線和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,由德國物理學(xué)家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn),故又稱倫琴射線。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發(fā)現(xiàn)的,又是如何發(fā)現(xiàn)的呢?下面就來一探究竟。
特斯拉對x射線研究很早,他制定了許多實驗來產(chǎn)生X射線。特斯拉認為用他的電路,“我的儀器可以產(chǎn)生的愛克斯光(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X射線產(chǎn)生設(shè)備在工作時的危害。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。特斯拉錯誤地認為X射線是由分離的粒子組成的。
特斯拉完成了一些實驗,并先于倫琴證實了他的發(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驗室大火中給燒毀了。
此后,早在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的17年前,法國的克魯克斯就注意到,照相底片放在放電管旁邊會變模糊。他以為是底片沒有包好而漏了光,把這個現(xiàn)象放過去了。美國的古茲皮德也曾看到,使用放電管后照相底片會發(fā)黑,他也沒有理會這個現(xiàn)象。后來,德國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。他們都錯過了發(fā)現(xiàn)X射線的機會。
一天,倫琴在做實驗。當(dāng)他把熒光板靠近玻璃管的鋁窗時,覺得玻璃管內(nèi)的亮光影響了自己對熒光板的觀察。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)的亮光就透不出來了。當(dāng)倫琴把熒光板靠近玻璃管的鋁窗時,熒光板上發(fā)出微弱的亮光,但當(dāng)熒光板離鋁窗稍遠些時,熒光板上就不會發(fā)光了。倫琴認為這可能是因為陰極射線在稍遠些距離被空氣的粒子相碰而飛散,以致無效。
接著,倫琴換上沒有鋁窗的玻璃管。按正常的程序,他將玻璃管包好,打開開關(guān),伸手拿起桌面上的熒光板。這時。他發(fā)現(xiàn)了一個令他大吃一驚的現(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?”倫琴認定這不是陰極射線,因為陰極射線的射程很短。
“不是陰極射線,那又是什么呢?”倫琴絞盡腦汁,不得其解。不過,他推測,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:
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了;
幾天來,倫琴做了各種試驗,以了解這種射線的“脾氣”。
倫琴已經(jīng)在實驗室里,沒日沒夜地干了好幾天。強烈的求知欲,使他忘卻了一切,他仿佛行走在一個未知的世界中,兩邊的旖旋風(fēng)光讓他流連忘返。倫琴的妻子覺得倫琴幾天沒回家了,很不放心,便來到他的實驗室。
“你來得正好,我給你表演個魔術(shù)。”倫琴看見妻子,高興地說。
于是,倫琴就把妻子的手放在熒光板后面,然后打開開關(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。
“啊,我的手?”倫琴的妻子尖叫起來。
“對!是你的手,怎么樣,你看見你手的骨頭長得怎么樣了吧!”倫琴得意地說。
倫琴妻子對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x(表示未知)!”倫琴停了一會兒,又說道:“不然就叫‘x射線’吧!”
此后,這種神秘的射線,就被稱為“X射線”。為了紀念它的發(fā)現(xiàn)者倫琴,人們也叫它為“倫琴射線”。它是19世紀末20世紀初物理學(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。