前文說到本生和基爾霍夫兩個人一通燒,把能燒的都燒了一遍。氣體沒法燒,他們倆有外援,這外援就是克魯克斯,克魯克斯的拿手好戲就是讓氣體發(fā)光。其實在電壓的作用下氣體是會發(fā)光的,這個現(xiàn)象1838年法拉第就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,后來人們發(fā)現(xiàn)這個東西奇怪了,怎么靠近陽極的玻璃管也會發(fā)光呢?克魯克斯對這事就特別感興趣,專門造了個克魯克斯管來研究這種現(xiàn)象。在陽極的一端要是涂上熒光粉,再在玻璃管里放上金屬片,在螢光屏幕上可以看到這金屬片的剪影,毫無疑問是從陰極那頭發(fā)出來的射線造成的這種情況。這足以證明這種射線就是從陰極那發(fā)出來的,而且這種射線可以被金屬片擋住。那時候大家覺得這東西好玩啊,于是一大幫人都開始研究這種現(xiàn)象。研究了沒多長時間,英國人就跟德國人吵起來了。德國的戈德斯坦就認(rèn)為這東西會引起螢光物質(zhì)發(fā)光就好像跟紫外線很像,紫外線也可以引起這種熒光效應(yīng),看來這東西會不會跟紫外線一樣是電磁波呢?這是1876年的事。1871年呢英國物理學(xué)家瓦爾利就發(fā)現(xiàn)這陰極射線在磁場中會偏轉(zhuǎn),于是他就提出這種射線是帶負(fù)電的物質(zhì)微粒組成的,他的主張得到本國人民的支持,比如說克魯克斯,舒斯特。那德國人就不干了,德國人跟英國人自打牛頓和萊布尼茨那會就不合,就不對路。德國還有一名著名的科學(xué)家就站出來反對,他說這不靠譜,這種射線一定是電磁波,不會是帶電微粒,這人就是赫茲。因為他在1871年就發(fā)現(xiàn)了無線電波,他做實驗驗證了麥克斯韋預(yù)言的電磁波,從此赫茲名聲大噪?,F(xiàn)在就形成了兩大陣營了,英國人說這東西是粒子,德國人說這東西是電磁波,雙方都不服氣。大家都分頭去做實驗,驗證自己的推測。 赫茲 英國的舒斯特就解釋這種帶電微粒是氣體分子自然分解出來的碎片,帶正電的部分就被陰極吸過去了,那么中間就只有帶負(fù)電的部分了,因此就形成了陰極射線,這種射線就是帶負(fù)電的電子流嘛。到1890年呢他就發(fā)現(xiàn),陰極射線粒子在磁場里不走直線,會走圓弧,根據(jù)磁偏轉(zhuǎn)的圓弧半徑還有兩個電極之間的電位差就可以估算出這種帶電微粒的荷質(zhì)比。他測量了以后計算了一下得到的結(jié)果是5x10^6C/kg~1x10^10C/kg,這個數(shù)字當(dāng)時測的不是太準(zhǔn)。這跟電解得到的氫離子的荷質(zhì)比1x10^8C/kg相比數(shù)量級是接近的。那這個就有意思了,這倆都差不多。赫茲就不服氣了,赫茲和他學(xué)生勒納德就做許多實驗來證明自己的理論。那年頭流行以太學(xué)說,都認(rèn)為電磁波是在以太里傳播的,所以赫茲他們德國人這一派又叫以太學(xué)說。他們覺得你們英國人不是說陰極射線是帶電的嘛,那好辦啊,我們在克魯克斯管邊上加電場,看陰極射線是不是會偏轉(zhuǎn)。結(jié)果他們倆測來測去測不到,于是赫茲就說你看,不偏轉(zhuǎn)吧,看起來不帶電啊,這東西就應(yīng)該是電磁波嘛說白了就是光嘛,光怎么在磁場中會偏呢?到了1891年赫茲又發(fā)現(xiàn)這陰極射線居然可以穿透金屬片,太厚的不行,需要很薄很薄才行。到了1894年勒納德就發(fā)表了一個非常精確的結(jié)果,他在陰極射線管的末端嵌上厚度只有0.00265毫米的鋁箔當(dāng)作一個屏障,他發(fā)現(xiàn)從鋁箔上會有射線穿透過來,在空氣中穿越大概一公分。德國人又得意了,你看,能穿透實物,說明能隔著物體傳遞能量,這東西只有波才能辦得到,你那粒子根本辦不到嘛,會被擋住嘛。然而赫茲這個沒測準(zhǔn),這個后文再說。 倫琴 英國人也不服氣啊,發(fā)誓要扳回一局。這時候有個34歲的年輕人大概在1890年前后就開始關(guān)注這個領(lǐng)域了,這個人后面會提到,這里先不說,最后解決這個問題的就是他。反正那個年頭克魯克斯管的研究就成了熱門話題,那年頭實驗室里要沒做過有關(guān)克魯克斯管的實驗都不好意思說自己是搞物理的。到了1895年的11月8號,德國威茨大學(xué)的一間實驗室里面,有人在那悶頭做實驗,這個人就是威茨堡大學(xué)的校長倫琴教授。他對克魯克斯管也非常感興趣,他也是德國人啊,所以他想當(dāng)然站在德國人這邊。當(dāng)時房間里沒開燈一片黑,克魯克斯管用黑紙包的嚴(yán)嚴(yán)實實的,結(jié)果倫琴突然發(fā)現(xiàn)在不到一米遠(yuǎn)的一個小桌子上放著一個熒光瓶,螢光瓶上涂了一層熒光粉,叫氰亞鉑酸鋇。這熒光粉在熒光屏上居然會發(fā)出閃光,他很奇怪,他不知道這個光是哪來的,屋子里一片黑是不可能有光照到這個瓶子的。他就把螢光瓶挪遠(yuǎn)點試試,結(jié)果螢光屏在黑暗中仍然是一直那么亮,他就覺得奇怪了,陰極射線穿透能力非常有限,前面剛說過一個非常薄的鋁箔就能擋住,最多穿了一公分就不行了,現(xiàn)在包了好幾層黑紙了根本穿不出來按理說不該漏光的,那是什么導(dǎo)致螢光瓶發(fā)光呢?倫琴就想這屋子里好像也沒別的東西了,他就把克魯克斯管的電源關(guān)了,這一關(guān)螢光屏也不亮了,這說明這東西一定是克魯克斯管發(fā)出來的。后來他把克魯克斯管打開順手拿各種東西看能不能把這射線擋住,一看,紙片擋不住,木頭擋不住,金屬板厚一點的可以擋住,特別薄的金屬片擋不住。倫琴一看就覺得這事鬧大了,后面一連6周就悶在實驗室里閉關(guān),這一個半月的時間大門不出二門不邁,他發(fā)現(xiàn)這東西不是陰極射線,但到底是啥他也說不清。但是倫琴高明就高明在這,他明白這東西跟陰極射線是有關(guān)的,但它絕不是陰極射線,它到底是啥呢?他一時半會搞不清啊,倫琴超過別人的地方第一就是觀察敏銳仔細(xì),別人不留心的地方他留心了,而且非常認(rèn)真。第二個優(yōu)點是他非常老實,不知道就是不知道,不懂就是不懂,他不知道這東西是啥,所以他決定稱這種射線為X射線,X就是方程里最常用的未知數(shù)的意思,他就表示這個射線是未知的。這就快到這一年的圣誕節(jié)了,大約距今122年前的事了。他的夫人走進(jìn)了實驗室,她一看老公好幾天不回家,都一個多月了,就來看看老公到底在干嘛。倫琴一看夫人來了就覺得來的正是時候啊,就把他夫人的手按在一張底片上,就這樣倫琴就給他夫人拍攝了一張X射線的照片,一張他夫人手掌的透視照片,這是世界上第一張透視照片。他夫人一看覺得好神奇啊怎么中間還有個圈圈,倫琴說那是結(jié)婚戒指。 倫琴夫人的手(世界第一張X光透視照片) 所以我們說世界上第一張透視照片就是這么拍出來的,但這不是世界上第一張X射線照片。那么多人都在擺弄克魯克斯管,很多人都跟X射線是失之交臂,比如1880年就有人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)克魯克斯管里有異常的螢光出現(xiàn),但那時候德國流行陰極射線是電磁波,電磁波穿透能力強(qiáng)擋不住也很正常啊。后來到了1895年之前倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前,大家其實模模糊糊也都知道了這底片最好別放在克魯克斯管邊上,在附近放著容易出麻煩,好多底片莫名其妙就報廢變黑了,比如克魯克斯本人他1887年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象了,他根本沒覺得這是意外,他覺得是廠家底片質(zhì)量問題,讓人把底片退回去了,他還想怎么最近底片質(zhì)量越來越差了。到1890年的2月22號,美國的賓夕法尼亞大學(xué)的古德斯柏德他也發(fā)現(xiàn)了同樣的事,他甚至還拍到了這個物體的X光照片,就是底片上放了什么東西結(jié)果時間長了就發(fā)現(xiàn)底片上怎么有這個大陰影,東西的輪廓給印上面了,他以為拍廢了,隨手往廢片堆里一扔,就把這事給忘了。6年以后當(dāng)他得知倫琴宣布發(fā)現(xiàn)X射線的時候,這個人想起這個事就覺得哎呀自己當(dāng)年太2了,現(xiàn)在悔的腸子都青了。 倫琴在1895年12月28號寫了一篇論文,這個論文就發(fā)表了,叫《關(guān)于一種新的射線》,送到了威茨堡物理協(xié)會和醫(yī)學(xué)協(xié)會會長的手里。他文筆寫的非常嚴(yán)密,這已經(jīng)將近7個禮拜了,寫成了16個專題。這一年倫琴剛好50歲,他并不是一個神童,是一個大器晚成的科學(xué)家,已經(jīng)到50歲了才有一個比較重要的發(fā)現(xiàn)。X射線是他為人類奉獻(xiàn)的一份最珍貴的禮物,他當(dāng)時就已經(jīng)知道這東西不僅僅是物理學(xué)上有重要意義,在醫(yī)學(xué)上也有非常重要的意義。倫琴的這個發(fā)現(xiàn)在物理學(xué)上是重大貢獻(xiàn),同時也開啟了一門嶄新的醫(yī)學(xué)學(xué)科,那就是影像醫(yī)學(xué)的誕生。 這已經(jīng)到了年末了,要過新年了,轉(zhuǎn)過年來到1896年的1月5號,奧地利的報紙就開始廣泛報道這件事了。維也納日報星期版的頭版頭條就做了詳細(xì)報道,把他論文都轉(zhuǎn)出來了,這個偉大的發(fā)現(xiàn)立刻就傳遍全世界。這東西講起來太通俗了,誰都懂啊,以前不開膛破肚誰能看到骨頭的形狀啊,現(xiàn)在就可以直接看到骨頭了。德皇威廉二世立刻就聽說了,也對這個感興趣。1月13號下午5點吃晚飯前倫琴就應(yīng)邀跑到德皇威廉二世和皇后的御座前面,給皇上連比劃帶講,拿克魯克斯管給德皇演示一把,弄的德皇開心死了,還跟他共進(jìn)晚餐,而且授予普魯士二級勛章還有勛位,還批準(zhǔn)在波茨坦橋邊上給他立個塑像。到了1月23號,再做了公開演講,他的朋友叫柯立卡,一個解剖學(xué)家建議用“倫琴射線”來命名這個新射線。到現(xiàn)在為止還有很多國家管X射線叫倫琴射線。大學(xué)生們當(dāng)天晚上就舉行了火炬游行表示慶祝。別人國家大學(xué)生游行都是慶祝,我們20年后大學(xué)生游行是為了痛打賣國賊,還一把火把趙家樓給燒了,這是后話了。倫琴就說假如沒有前人的研究,我X射線的發(fā)現(xiàn)是難以實現(xiàn)的。倫琴的品格就是如此,有人勸他趕緊搞個貴族頭銜,德國人往名字里加個貴族頭銜--馮,多爽,他不搞。有人要他申請專利他也不搞,他覺得這東西是全人類共同的財富不能獨享,而且這東西涉及到醫(yī)學(xué)啊。果不其然,在這一年X射線就被應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)上,第一次在倫敦婦女的手上的軟組織里,插了一根縫衣針,現(xiàn)在有了X光一照片這根針在哪馬上就看到了,這就是X光第一次在醫(yī)療上發(fā)威。 倫琴他的工作是在非常簡陋的環(huán)境中完成的,有一個不大的工作室,窗戶下是一個大桌子,旁邊有個木頭架子放的日常用品,前面是個火爐子,右邊放的高壓放電儀器,這就是人類第一次搞X射線實驗的地方。不過后來他這實驗室名氣大了成了景點了總有人來參觀,倫琴總要陪著別人參觀,倫琴見到有錢人來參觀他就跟名流一頓述苦說自己實驗室多么多么簡陋不如幫我改善下實驗條件吧,名氣大了就好辦,總有人愿意幫忙。他這一輩子獲得了150多個榮譽,他獲得的最高榮譽就是1901年頒發(fā)的第一個諾貝爾獎,大家都服氣。他把他的獎金全給實驗室添置了儀器,晚年他把行政職務(wù)都辭了專心科研,到第一次世界大戰(zhàn)之后德國經(jīng)濟(jì)一落千丈,鈔票立刻就變成了廢紙,他身體尤其差,他家又很窮,他身體一下減了40多斤,然后在得了急性腦病后三天就去世了,就是1923年的2月10號,安靜地結(jié)束了他78年光輝的人生旅程。 倫琴當(dāng)年的實驗室,現(xiàn)為倫琴博物館 1896年X射線發(fā)現(xiàn)絕對是最大的新聞,很多人都關(guān)注著X射線的相關(guān)研究,這一年倫琴到處演講搞的全世界都議論紛紛,消息就傳到了法國,法國也震動了,大家都開始傳這個事,有兩個人也慢慢開始討論了,這倆人是誰呢?說出來都是大名鼎鼎,一個叫貝克勒爾,一個叫龐加萊,龐加萊的名字如雷貫耳,他是數(shù)學(xué)家也是物理學(xué)家還是哲學(xué)家,而且他早于愛因斯坦提出了狹義相對論的思想,但是他沒深入搞下去,也沒像愛因斯坦理解那么深刻,不過這家伙是個全才,哪科都行。而貝克勒爾也不是凡人,他家到他這一代是三代科學(xué)家了,他父親叫壓力山大·貝克勒爾,也是物理學(xué)家,研究過太陽輻射和磷光現(xiàn)象。他爺爺呢則是電解法提煉金屬的發(fā)明者。后來這個貝克勒爾的兒子也成了物理學(xué)家,算起來他們家四代人從事科學(xué)研究,到他這是第三代。他就覺得這種射線很奇怪,應(yīng)該跟他爹和他自己以前研究的過的磷礦有點聯(lián)系,他想到這就不由得回憶起自己以前發(fā)現(xiàn)的怪事,什么怪事呢?請看下回分解。 |
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