Рентген и рентгеновское излучение

В 1858 г. немецкий математик Юлиус Плюккер (1801-68) проводил опыты с газоразрядными трубками. Электрический ток высокого напряжения подавался с индукционной катушки на два электрода, в то время как из трубки постепенно откачивался воздух. При достаточно низком давлении в трубке возникал разряд между отрицательным и положительным электродами (соответственно катодом и анодом). Плюккер обнаружил, что часть стеклянной стенки трубки напротив катода фосфоресцировала зеленоватым светом и что светящийся участок можно перемещать, если вблизи трубки расположить магнит.
Катодные лучи

Дальнейшие исследования пришлось отложить почти на 20 лет, пока британский физик Уильям Крукс (1832- 1919) не усовершенствовал разрядную трубку. В 1876 г. немецкий ученый Эуген Гольдштейн (1850-1931) предположил, что свечение было вы звано неким излучением, которое он назвал катодными лучами. В 1878 г. Крукс опубликовал результаты опытов по изучению физической природы этих лучей, описывая s их как поток «летящих» молекул. Лишь в 1897 г. британский физик Дж. Дж. Томсон (1856-1940) доказал, что этот поток состоит не из молекул, а из отрицательно заряженных частиц, названных электронами.

Многие ученые начали проводить эксперименты с усовершенствованной трубкой Крукса. Среди них был и первооткрыватель радиоволн Генрих Герц, обнаруживший в 1892 г., что некоторые катодные лучи могут проникать сквозь металлические листы. После его смерти немецкий физик Филипп Ленард (1862-1947) сконструировал новую трубку, имевшую алюминиевое окно, и повторил опыты Герца. Развивая эти исследования, Вильгельм Рентген в 1895 г. сделал выдающееся открытие.

Вильгельм Конрад фон Рентген родился 27 марта 1845 г. в Леннепе (Германия). Начальное образование он получил в Голландии, а затем продолжил учебу в Цюрихе (Швейцария). После ряда назначений ученый получил место профессора физики в Вюрцбургском университете (1885). Именно здесь он начал повторять эксперименты Герца и Ленарда.

Х-лучи. Рентген взял трубку Крукса, сделанную из особо толстого стекла, чтобы узнать, будут ли катодные лучи проходить сквозь стекло. В один из дней, прежде чем поместить у конца трубки экран, покрытый цианоплатинитом бария, он обернул трубку черным картоном и затемнил лабораторию. К своему удивлению, Рентген увидел слабое свечение на некотором расстоянии от трубки: оно исходило от экрана, лежащего на скамье более чем в метре от обернутой картоном трубки. В последствии, эти лучи сталии называть рентгеновское излучение и соответственно приборы работающие на основе данного излучения - рентгеновские аппараты.

Ленард обнаружил, что катодные лучи рассеиваются в воздухе лишь на небольшое расстояние. Следовательно, фосфоресценцию вызывали не эти лучи, а нечто другое. Рентген назвал загадочное излучение Х-лучами. В своем отчете от 28 декабря 1895 г. он гак описал их основные свойства:

1) Все вещества более или менее проницаемы для Х-лучей...
2) Многие вещества..., находясь вблизи цианоплатинита бария, под воздействием Х-лучей излучают свет.
3) Фотографические эмульсии чувствительны к Х-лучам.
4) Х-лучи не отражаются и не преломляются, их нельзя сфокусировать с помощью линз.
5) Х-лучи распространяются по прямой и, в отличие от катодных, не отклоняются магнитным полем.
6) Под действием Х-лучей наэлектризованные тела теряют свой заряд независимо от того, положительный он или отрицательный.
7) Х-лучи появляются каждый раз, когда катодные лучи газоразрядной трубки попадают на твердый объект.

Нельзя не вспомнить, что разряды в вакуумных трубках за 10 лет до Рентгена исследовал (и сообщил о своих находках Рентгену) украинский физик Иван Пулюй (1845- 1918), работавший в Вене и Праге. Уроженец Тернопольщииы, профессор и затем ректор Пражского поли-технического института, Пулюй еще в 1890 г. получил первые качественные снимки скелета лягушки и костей детской руки и опубликовал их в ряде журналов Европы. Однако он не успел запатентовать свое открытие и позже с горечью узнал о «приоритете» Рентгена, который даже не упомянул о нем в своих сообщениях. Негодовал и Ленард...  Тем не менее, слава первооткрывателя закрепилась за Рентгеном. В 1901 г. ему была присуждена Нобелевская премия. Умер Рентген в Мюнхене 10 февраля 1923 г.

Природа лучей. Рентгеновские лучи нашли свое первое практическое применение в медицинской технике: они могли проникать сквозь живую ткань без видимого вреда для нее. Еще в 1896 г. во Франции с помощью этих лучей был диагностирован туберкулез легких. Далеко не сразу ученые узнали о вреде такого излучения для организма человека.

После обнаружения рентгеновских лучей и открытия в 1896 г. радиоактивности Анри Беккерелем (1852- 1908) ученые предположили, что эти лучи образованы частицами. Их мнение упрочилось, когда в 1897 г.
Томсон открыл электроны. В 1906 г. британский физик Чарльз Баркла (1877-1944) еще более укрепил данную теорию: измеряя путь рассеяния Х-лучей углеродом, он обнаружил в нем шесть электронов. Немецкий ученый Макс фон Лауэ (1879- 1960) сумел добиться дифракции (преломления) этих лучей в кристалле сульфида цинка и установил, что они представляют собой электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны. В том же году Альберт Эйнштейн показал, что излучение подобного рода возникает при высвобождении электронами фотонов.

Опубликовано 26.11.2010