威廉·倫琴
生平
倫琴出生在德國倫內(nèi)普(現(xiàn)在屬于雷姆沙伊德的一部分)的一個紡織商人家庭. 在他三歲的時候全家搬到了荷蘭的阿帕爾多倫。他在馬爾廷尼斯·赫爾曼·凡·多倫學(xué)院(Institute of Martinus Herman van Doorn)接受早期教育,后來就讀于烏得勒支技術(shù)學(xué)校,但是因為給一位老師畫諷刺漫畫被學(xué)校開除,盡管他一直堅持他并沒有畫。
1865年,倫琴進(jìn)入烏得勒支大學(xué)讀書,隨后在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院學(xué)習(xí)機(jī)械工程。1869年獲蘇黎世大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。1874年倫琴任斯特拉斯堡大學(xué)講師。1875年成為霍恩海姆(Hohenheim)農(nóng)業(yè)學(xué)院教授。1876年他返回斯特拉斯堡大學(xué)做物理學(xué)教授,1879年任吉森大學(xué)物理系主任。1888年他就任維爾茨堡大學(xué)物理系主任。1900年,在巴伐利亞政府一再請求下?lián)文侥岷诖髮W(xué)物理系主任。
倫琴有親屬居住在美國愛荷華州,他曾經(jīng)也打算移民。盡管他已經(jīng)接受了紐約哥倫比亞大學(xué)的合約而且也真的買了跨洋船票,但是第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)改變了他的計劃,他終于還是留在慕尼黑繼續(xù)他未完成的事業(yè)。1923倫琴死于內(nèi)臟癌癥。因為他的研究只持續(xù)了不長時間,并且是在這個研究領(lǐng)域中為數(shù)不多嚴(yán)格使用鉛防護(hù)屏的倡導(dǎo)者,因此很難相信他的癌癥是源于電離輻射。
X射線的發(fā)現(xiàn)
1895年間倫琴使用他的同行赫茲、希托夫、克魯克斯、特斯拉和萊納德設(shè)計的設(shè)備研究真空管中的高壓放電效應(yīng)。11月初倫琴重復(fù)著萊納德管試驗,這個萊納德管加入了一個很窄的金屬鋁做的窗口,允許陰極射線從管子射出來,另外有塊紙板覆蓋住鋁窗口保護(hù)它不被產(chǎn)生陰極射線的強(qiáng)電場區(qū)破壞。他知道紙屏能夠防止光線逃逸,但是觀察到當(dāng)他用涂了氰亞鉑酸鋇的小紙屏靠近鋁窗,看不到的陰極射線能夠在紙屏上產(chǎn)生熒光效應(yīng)。這讓倫琴想到,比萊納德管的管壁更厚的克魯克斯管可能也會導(dǎo)致熒光效應(yīng)。
1895年11月8日下午晚些時候,他決定試驗他的想法。他仔細(xì)的做了一個跟萊納德管試驗類似的黑紙屏,并用這塊版覆蓋住克魯克斯管并把電極放到一個感應(yīng)線圈 (舊稱為“魯姆科夫線圈”)中來產(chǎn)生靜電電荷。在用氰亞鉑酸鋇屏驗證他的想法之前,倫琴把房間弄暗以檢測是不是他的紙板漏光。當(dāng)他把線圈穿過管子的時候,確定板子確實不透光,并著手進(jìn)行下一步實驗。就在這時,他從距離試驗管幾米遠(yuǎn)的地方注意到微弱的光。為了確定他的發(fā)現(xiàn),他試著重復(fù)上面的操作,每次都能看到同樣的微光。 擦燃一根火柴,他才發(fā)現(xiàn)是他放在工作臺上準(zhǔn)備下一步使用的氰亞鉑酸鋇發(fā)光。
接下來的幾個小時倫琴一遍一遍的重復(fù)著試驗。他很快確定出一個距離管子特定的距離,從這里能夠觀察到比前面的試驗更強(qiáng)的熒光。他推測可能發(fā)現(xiàn)了一種新的射線。11月8日是一個星期五,倫琴利用這個周末重復(fù)試驗并做了第一次記錄。在接下來的幾個星期他在實驗室內(nèi)吃住,研究了他暫時命名為X射線的新射線的差不多所有性質(zhì),并用對未知的部分給出數(shù)學(xué)表示。盡管最終新的射線用他的名字來命名為倫琴射線,但是他總是首選最初的術(shù)語X射線。
倫琴發(fā)現(xiàn)X射線并非偶然,他也不是獨自工作。據(jù)調(diào)查,當(dāng)時多個國家不少人都在進(jìn)行這方面的研究而且,發(fā)現(xiàn)時間也很接近。事實上,2年前賓夕法尼亞大學(xué)就已經(jīng)制造出X射線和和它的影像記錄。然而,那里的研究人員沒有意識到這一發(fā)現(xiàn)的重要性,只是把他們歸檔了事,因此也就失去了獲得最偉大物理發(fā)現(xiàn)的贊譽(yù)的機(jī)會。他碰巧在屏上發(fā)現(xiàn)的東西把他的注意力從原來的研究中引開了。他當(dāng)時已經(jīng)計劃在下一步的試驗中用那個屏,那之前很短時間他就取得了這一發(fā)現(xiàn)。
當(dāng)他研究不同材料對這種射線的阻擋能力, 就把這一小片材料放到射線產(chǎn)生的地方。可以想象當(dāng)看到第一張呈現(xiàn)在他制作的屏幕上的X光影像上閃爍的骨架的時候,倫琴是多么地驚訝。據(jù)說他后來在實驗室秘密的進(jìn)行這項試驗,因為他害怕如果這個發(fā)現(xiàn)是個錯誤會影響他的教授聲譽(yù)。
倫琴的原始論文《一種新的X射線》在50天后也就是1895年12月28日被出版。1896年1月5日,奧地利一家報紙報道了倫琴的發(fā)現(xiàn)。倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以后,維爾茲堡大學(xué)授予他榮譽(yù)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。在1895年到1897年間他一共出版了總計3篇關(guān)于X射線的論文。倫琴治學(xué)十分的嚴(yán)謹(jǐn),到現(xiàn)在為止還沒有發(fā)現(xiàn)他的學(xué)術(shù)論文里面存在錯誤。
影響和榮譽(yù)
倫琴的發(fā)現(xiàn)不僅對醫(yī)學(xué)診斷有重大影響,同時也影響了20世紀(jì)許多重大科學(xué)成就的出現(xiàn)。
受倫琴的影響,1896年亨利·貝克勒在發(fā)光材料的試驗中偶然發(fā)現(xiàn)了一種新射線的穿透性。這樣倫琴的發(fā)現(xiàn)間接地影響了放射性的發(fā)現(xiàn)。因為該發(fā)現(xiàn)1903年貝克勒和居里夫人被共同授予諾貝爾獎。
倫琴射線直到今天最重要的應(yīng)用領(lǐng)域仍然是醫(yī)學(xué)診斷。用于診斷的射線強(qiáng)度已被大大降低,同時診斷結(jié)果可以顯示更清晰的細(xì)節(jié)。在現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的幫助下,倫琴射線診斷已經(jīng)可以提供人體內(nèi)部三維圖像。除了在醫(yī)學(xué)上,倫琴射線還應(yīng)用在微觀世界的觀察和對太空的研究。另外一個倫琴射線的重大應(yīng)用領(lǐng)域是材料無損探傷。使用倫琴射線可以檢測出金屬材料和焊接部位的內(nèi)部缺陷。
為了紀(jì)念倫琴的成就,X射線在許多國家被稱為倫琴射線。另外第111號化學(xué)元素錀(Roentgenium (Rg))也以倫琴命名。在倫琴的祖國,德國有許多以倫琴命名為學(xué)校,街道和廣場。由于倫琴在物理學(xué)的杰出成就,在德國的吉森市,柏林市和倫琴的出生地倫內(nèi)普(Lennep)(雷姆沙伊德)都建有倫琴紀(jì)念碑。
參看
X射線
海因里?!?shù)婪颉ず掌?/span>
參考資料
諾貝爾獎官方網(wǎng)站關(guān)于威廉·倫琴生平介紹
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