История открытия рентгеновского излучения

В января 1896 г. Европа и Америка узнали о сенсационном открытии профессора Вюрцбургского университета Вильгельма Конрада Рентгена. Изучение рентгеновских лучей привело к новым открытиям, одним из которых стало открытие радиоактивности.

Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (1845–1923) в научных кругах того времени добился репутации «тонкого классического физика-экспериментатора». В 1894 г. он приступил к экспериментальным исследованиям электрического разряда в стеклянных вакуумных трубках.

Вечером 8 ноября 1895 г. Рентген, как обычно, работал в своей лаборатории, занимаясь изучением катодных лучей.Около полуночи, почувствовав усталость, он собрался уходить. Окинул взглядом лабораторию, погасил свет и хотел было закрыть дверь, как вдруг заметил в темноте какое-то светящееся пятно. Оказалось, светился экран из синеродистого бария. Почему он светится? Солнце давно зашло, электрический свет не мог вызвать свечения, катодная трубка выключена, да и вдобавок закрыта черным чехлом из картона.Рентген еще раз посмотрел на катодную трубку и упрекнул себя: оказывается, он забыл ее выключить. Нащупал рубильник, ученый выключил трубку. Исчезло и свечение экрана; включил трубку снова — и снова появилось свечение.Значит свечение вызывает катодная трубка! Но каким образом? Ведь катодные лучи задерживаются чехлом, да и воздушный метровый промежуток между трубкой и экраном для них является броней. Так началось рождение открытия.

Оправившись от минутного изумления, Рентген начал изучать обнаруженное явление и новые лучи, названные им Х-лучами.Оставил футляр на трубке, чтобы катодные лучи были закрыты, он с экраном в руках начал двигаться по лаборатории. Оказывается, полтора-два метра для этих неизвестных лучей не преграда.Они легко проникают через книгу, стекло, станиоль… А когда рука ученого оказалась на пути неизвестных лучей, он увидел на экране силуэт ее костей! Фантастически и жутковато! Но это только минута, ибо следующим шагом Рентгена был шаг к шкафу, где лежали фотопластинки: увиденное нужно было закрепить на снимке. Так начался новый ночной опыт.Ученый обнаружил, что лучи засвечивают пластинку, что они не расходятся сферически вокруг трубки, а имеют определенное направление…

Утром обессиленный Рентген ушел домой, чтобы немного передохнуть, а потом снова начать работать с неизвестными лучами. Большая часть ученых немедленно опубликовали бы такое открытие.Рентген же считал, что сообщение произведет большее впечатление, если удастся привести какие-то данные о природе открытых им лучей, измерив их свойства. Поэтому он 50 дней напряженно работал, проверяя все предположения, которые только приходили ему в голову. Рентген доказал, что лучи исходили от трубки, а не от какой-либо второй части аппаратуры.

Перед самым Новым годом, 28 декабря 1895г., Рентген решил ознакомить своих коллег с проделанной работой. На 30 страницах он описал выполненные опыты, отпечатал статью в виде отдельной брошюры и разослал ее вместе с фотографиями ведущим физикам Европы.

В марте 1896 г. Рентген выступил совторым сообщением. Он в нем описал опыты по ионизирующему действию лучей и по изучению возбуждения Х-лучей различными телами.В результате этих исследований он констатировал, что «не оказалось ни одного твердого тела, которое под действием катодных лучей не возбуждало бы Х-лучей». Это привело Рентгена к изменению конструкции трубки для получения интенсивных рентгеновских лучей. «В этой трубке Х-лучи выходят из анода.Основываясь на опытах с трубками различных конструкций, я пришел к заключению, что для интенсивности Х-лучей не имеет значения, является ли место возбуждения лучей анодом или нет». Тем самым Рентгеном были установлены основные черты конструкции рентгеновских трубок с алюминиевым катодом и платиновым антикатодом.

Открытие Рентгена вызвало огромный резонанс не только в научном мире, но и во всем обществе. Несмотря на скромное название, которое дал своей статье Рентген: «О новом роде лучей. Предварительное сообщение», она вызвала огромный интерес в разных странах. В Санкт-Петербурге уже 22 января 1896 г. опыты Рентгена были повторены во время лекции в физической аудитории университета.

Помни Рентгена быстро нашли практическое применение в медицине и в технике, но проблема их природы оставалась одной из важнейших в физике. Рентгеновские лучи вновь возбудили спор между приверженцами корпускулярной иволновой природы света, и относилось множество экспериментов с целью решить проблему.

Благодаря дальнейшим исследованиям рентгеновских лучей (Чарльз Баркл: измерения рассеянных лучей с использованием способности лучей Рентгена разряжать на электризованные тела (Нобелевская премия 1917 г.), Лауэ: дифракция рентгеновских лучей.), отец и сын Брэгги: точное определение расстояния между атомами в кристаллах с помощью рентгеновских лучей (Нобелевская премия 1915г.)), в физику пришли два фундаментальных научных факта: рентгеновские лучи обладают такими же волновыми свойствами, как и световые лучи; с помощью рентгеновских лучей можно исследовать не только внутреннее строение человеческого тела, но и заглянуть вглубь кристаллов.

По рентгеновским снимкам ученые теперь могли легко отличить кристаллы от аморфных тел, выявить сдвиги цепочек атомов в глубине непрозрачных для света металлов и полупроводников, определить, какие изменения в структуре кристаллов происходят при сильном нагревании и глубоком охлаждении. /p>

Рентген не взял патента, подарил свое открытие всему человечеству.Это дало возможность конструкторам из разных стран мира изобретать разнообразные рентгеновские аппараты.

Врачи хотели с помощью рентгеновских лучей узнать как можно больше о недугах своих пациентов. Вскоре они смогли судить не только о переломах костей, но и об особенностях строения желудка, о расположении язв и опухолей.Обычно желудок прозрачен для рентгеновских лучей, и немецкий ученый Ридер предложил кормить больных перед фотографированием… кашей из сернокислого бария. Сернокислый барий безвреден для организма и значительно менее прозрачен для рентгеновских лучей, чем мышцы или внутренние ткани. На снимках стали видны любые сужения или расширения пищеварительных органов человека.

В более поздних рентгеновских трубках поток электронов излучает раскаленная вольфрамовая спираль, против которой расположен антикатод из тонких пластинок железа или вольфрама. Из антикатода электроны выбивают сильный поток рентгеновских лучей.

Мощные источники лучей Рентгена были найдены за пределами Земли.В недрах новых и сверхновых звезд идут процессы, во время которых возникает рентгеновское излучение большой интенсивности. Измеряя приходящие к Земле потоки рентгеновского излучения, астрономы могут судить о явлениях, происходящих за многие миллиарды километров от нашей планеты. Возникла новая область науки - рентгеноастрономия…

Да, лучи Рентгена, открытые в конце XIX в., дали толчок достижениям и успехам XX в., без которых немыслима современная жизнь и открытия будущего.

Пресс-служба «Украинского медицинского журнала»
по материалам www.phizmat.org.ru