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X射线是如何被发现的,它对人类有多大影响?

时间:2021-11-13 08:44:12   来源:网络  

  射线是一种光,所以也叫x光。
  人们去医院做透视和CT检查,就是用x光照射,也叫x光。x光其实是一种光,但这种光不同于我们通常所知道的光。它可以穿过人体后面的一些物体,但是眼睛看不见。
  光,际上是能量的传递,其本质是特定频段的光子流。光源发出光是因为光源中的电子获得了额外的能量,在跳跃过程中以波的形式释放能量。
  阳光、电光、火光都是如此。所以,本质上光又是一种电磁波,它依赖于光子传递的能量信息。但是光有看得见和看不见的光,人眼在长时间的进化中,只对波段约380~780nm的频段进行感光,所以特定频段的电磁波被称为可见光。
  除了可见光,还有很多人看不见的光,比如无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线,这些都是电磁波谱中的某个波段和频率。
  这种看不见的光,能量有低有高,可见光处于中间波段。与可见光能量相比,有无线电波(包括长波、中波、短波、微波)和红外线;与可见光能量相比,有紫外线、X射线和γ射线。
  射线是仅次于γ射线的电磁波,波长在10纳米至0.01纳米之间,频率在3^16~3^20赫兹之间,能量为124eV~1.24MeV。这是每个光子的能量,属于高能射线,所以穿透力很强。x光照射人体时,部分被人体物质吸收,大部分穿过原子缝隙。
  频率越高,波长越短,x光能量越大,穿透能力越强。在穿透物体的过程中,根据物体的密度和厚度,吸收是不同的,所以穿越的x光有强有弱,从而在感光胶片中显示穿越物体的结构。
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  谈到X射线被发现的过程,不得不说一个伟大的科学家威廉·康拉德·伦琴。伦琴1845年出生于德国莱茵州莱耐普城一个相对富裕的小企业主家庭。他从小受过良好的教育。他曾教过著名的热门科学家克劳修斯,1868年被聘为维尔茨堡大学教授。
  随后,伦琴几经辗转,前往多所大学进行物理研究,1888年回到维尔茨堡大学,不久接任孔特任物理研究所所长,1894年被选为该校校长。
  世纪末的欧洲是科学风起云涌的时代。欧洲很多物理学家痴迷于真空放电和阴极射线的研究,伦琴也深陷其中。然而,伦琴的研究更加精细。为了防止外界光线对放电管的影响,防止管内的可见光漏出管外,他把整个房间都弄黑了,做了一个黑色的纸套,把放电管紧紧封闭。
  但是当他接通高压电测试阴极射线时,黑色套没有露出一丝光线,他对自己的杰作感到满意。但就在这时,他突然发现距离放电管1米外有一点闪光,切断电源后闪光消失。这是一个涂有氰化铂酸钡的荧光屏,每次打开电源都会发出微弱的淡绿色闪光!
  他很惊讶,他知道这绝不是阴极射线,因为他和许多科学家通过实验证实,阴极射线只能在空气中移动几厘米,这是一个结论。他试图把荧光屏移得更远,直到2米远,仍然可以发出闪光。
  此时伦琴心中一阵狂喜,很可能是一种从未发现过的东西,一种未知的射线!但是不能排除这是他眼睛在黑暗中的错觉还是幻影。所以在接下来的几周里,为了证实这种射线的存在,他把自己关在实验室里,默默研究。
  由于科学是一件非常严谨的事情,没有经过证实就大喊大叫违背了科学精神,所以没有人告诉他。
  他在实验室放了一张小床,让人把食物送过来。就这样,他在实验室吃饭生活,可以保持实验仪器不中断,保持测试的连续性。他用感光板记录这些奇怪的光,以消除视力的错觉。之后他又用纸、书和木板隔在感光板之间,这些射线不屈不挠地穿过,这些似乎都是透明的。
  当他觉得这种新发现的光已经确定的时候,已经7周了。1895年12月22日晚,他说服妻子成为实验对象。当妻子用戒指把自己伸到荧光屏上时,令人震惊和奇怪的现象出现了。伦琴夫人看到一只骨瘦如柴的手,仔细一看,不是手,而是骨节。
  妻子不敢相信,这是自己的手吗?但是在影子的无名指骨节上,明明有一枚戒指,和自己戒指戴的位置没有偏差!伦琴夫人被自己的手吓坏了,要知道那个年代还有谁看过这样的影像?只有死人的白骨才会这样。
  而且这是人类第一张x光照射的人体照片!伦琴兴奋地拥抱了妻子。最后证实这是一种前所未有的光,可以穿透身体。
  伦琴的发现在世界上引起了轰动。
  1895年12月28日,伦琴向维尔茨堡物理医学学会提交了他的论文《一种新的射线,初步报告》,其中他用X符号命名了这种射线。他说,当我发现这种现象时,是如此的奇怪和惊人。我把自己搞得筋疲力尽,一遍又一遍的做同样的实验,排除错觉或幻影。几个星期后,我不想让任何其他的事情干扰我的实验。
  伦琴是个低调的人,但是1896年1月23日,他在自己的研究所举行了他一生中唯一的报告会,并宣布了他的发现。在报告会上,伦琴要求维尔茨堡大学著名解剖学家克里克尔伸出手让他当场用x光拍摄,克里克尔欣然同意。当一个80岁的老人优美的手骨出现在拍好的干板上时,全场掌声雷动,爆发出欢呼声。
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