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日志

一篇把X射线发现讲述得很清楚的博文,转发一下

热度 46已有 1310 次阅读2016-2-27 21:09

第一届诺奖得主,X光的发现者——伦琴 


原载《欧洲新报》 作者高关中(德国汉堡)

伦琴在此楼发现X光射线

不久前,我路过南德的维尔茨堡,在那里玩了一天。维尔茨堡只有十几万居民,但它却是德国最美丽的城市之一。诺贝尔文学奖得主赫尔曼·黑塞曾写道:“如果可以选择出生的地方,那么我会考虑维尔茨堡”。

这座古城坐落在法兰克福和纽伦堡之间的河谷盆地里,四周冈峦起伏。莱茵支流美因河缓缓流淌,穿城而过;中世纪的大石桥如长虹卧波,气势磅礴。桥上竖立着一座座高大的雕像,令人想起布拉格的查理大石桥。市区东有宏伟壮丽的主教宫,西有高耸于半山之上的古城堡。房屋多为雅致的小楼,淡壁红顶,色彩明丽;建筑风格各异的教堂散处其间,遥相呼应。其中圣基利安大教堂Dom St Kilian)是德国第四大罗曼式大教堂,仅次于美因兹、斯派尔和沃尔姆斯三教堂。城市绿化极好。环城公园芳草茵茵,为市区系上一条绿色的飘带。城周山坡上,种满了葡萄。站在大石桥上四望,真是一幅美丽的山水画卷。

维尔茨堡我20多年前来过,这次不过是想补拍一些数码照片而已。但在游览时却发现了一些过去未注意到的景点。火车站前朝西的大街称为伦琴环路(Röntgenring),看到路牌,想这可能与科学家伦琴有关,果然,这条街道8号坐落着伦琴纪念馆(Röntgen Gedächtnisstätte),介绍X光的发现者、著名的物理学家伦琴(18451923)。

其实伦琴并不是此地人,他1845327日出生于北莱茵兰的伦内普(Lennep,今属雷姆沙伊德,伍珀塔尔以南不远),那里为这位科学家建立了伦琴博物馆(Röntgen Museum)。他是一个纺织商人的独生子,童年时代大部分是在他母亲的故乡荷兰度过的。1868年,他毕业于瑞士苏黎世联邦工艺学校,成为机械工程师。1869年获博士学位。不久,伦琴来到维尔茨堡大学担任孔脱教授的助教,从事物理学研究。1872年他去斯特拉斯堡大学,晋升为副教授。1879年成为吉森大学的物理学教授。他在物理学的许多分支上都有成就,一生共发表了58篇论文。这主要是由于他掌握了大量的物理资料,并能很快地从一个问题的理论概念进展到实验验明。

1888年,也就是在43岁那年,伦琴开始担任维尔茨堡大学物理学教授和物理研究所所长。维大创办于1402年,现为拥有2万多名学生的学府,是该城的骄傲。伦琴在这里如鱼得水,表现出进行高精度测量的才能,成果累累。1894年,他被选为维尔茨堡大学校长,但仍将主要精力用于科学研究。

伦琴纪念馆,其实就是伦琴当年的物理实验室,设在维尔茨堡大学一栋临街的教学楼里。如今这栋楼归维尔茨堡-施韦因福特学院(Würzburg-Schweinfurt Fachhochschule)所有。大楼外墙上镌刻着:“在这栋楼房里,伦琴于1895年发现了以他的名字命名的射线”。实验室大约二三十平方米,大桌子上摆放着各种仪器。实验室开有几扇大窗户,显得很敞亮,但如果挂起厚厚的窗帘,室内就会像暗夜。伦琴就在这个普通的物理实验室里,做出了震惊世界,造福人类的发现。

当时他正在研究阴极射线管。阴极射线管是在一个玻璃管内,装了两个金属电极,加上电源压,然后把管内的气体慢慢抽出。当管内的气体十分稀薄时,从阴极射出来的电子受到阳极的吸引,撞到玻璃壁上,便产生一种射线,叫做“阴极射线”。

1895118傍晚,伦琴独自走进实验室,去试验一个经过改良的阴极射线管。他先用黑纸把这个梨形的真空放电管严严实实地包了起来,以防止任何可见光线从管内透露出来。接着,他关闭所有门窗,并且接通了电源,检验黑纸是否漏光。一切都很好,黑纸不漏光。

伦琴正准备进行实验,突然发现一个奇特的现象:离放电管不到一米的工作台上,射出一道微光。原来那里有块硬纸板发光,上面镀着一层氰亚铂酸钡的晶体材料。他切断光源,光电管熄灭,硬纸板上的光也就不见了。

这样远的距离不可能是阴极射线起作用。“难道是这射线管中有某种未知的射线,射到纸板上引起它发光的吗?”他随手拿起一本书,挡在光电管和纸板之间。使他惊奇的是,纸板上还是发光。这就是说,这种射线能穿透固体物质!

伦琴欢喜若狂。接连几天,他把自己关在实验室里,探索这种不知名射线的秘密。他把照相底片放在射线管与纸板之间,尽管四周漆黑一团,底片却感了光。更使他感到兴奋的是,当他用自己的手来做试验时,竟然清楚辨认出每个手指的轮廓,显示出了手骨骼的阴影。这是人类第一次看到活人身体内部骨骼的阴影。他发现,这种新射线能穿透衣服、皮肤、肌肉、但不能穿过骨骼。

1222晚上,伦琴让妻子充当实验对象。他叫妻子把手放在装有照相底片的暗盒上,然后用光电管对着这只手照射了15分钟。接着,他去冲洗底片,把一张照片送到了妻子面前。照片上清晰地出现了一只手的骨骼,无名指上还戴着戒指。妻子看了恐怖得浑身战栗起来。她简直不相信,这毕露的骨骼,竟是自己的手!然而,这却是历史上最著名的照片之一。

“该称它为什么射线呢?就叫它X射线吧!”X光的叫法就是由此而来的。

1228,伦琴把他的重要发现写成《一种新的射线》的论文发表。这件事马上轰动了世界。几天后,就有人用X射线发现了患者足部的子弹。于是,X光很快用于医学,从而创造了X射线学。X射线的发现也为物理学的发展提供了一个有力的工具,用于金属无损探伤、晶体结构研究等许多方面。

1896123,伦琴在维尔茨堡生理医疗学会举行第一次报告会,并且当众作了实验表演。与会者一致同意,把X射线命名为“伦琴射线”,来纪念它的发现者。今天人们已经搞清楚,X射线其实是一种波长非常短的电磁波。

X光射线的发现,给人类带来莫大的福音,也为伦琴带来了巨大的荣誉。1901年,伦琴为此荣获了第一届诺贝尔物理奖。1923210,伦琴在慕尼黑去世。他的大名列于影响人类历史进程的100位科学家之中。

伦琴中学成绩一般,甚至没有拿到Abitur(文法高中毕业证),但动手和分析解决问题的能力极强。他说过一句名言:“学生的考试成绩往往不足以用来评价能力,……只有后来的生活才真正地对从事一种职业的能力进行检验……”

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