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揭开射线之谜

时间:2023-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:依据这种衍射现象,劳厄指出,X射线不是别的,而是一种波长非常短的电磁波。劳厄由于发现了X射线在晶体中的衍射现象,并进一步揭示了X射线的本质,因而在科学界享有很高的声誉,并且荣获了1914年度的诺贝尔物理学奖。人们把波长大于0.1纳米的称为软X射线;而把波长小于0.1纳米的叫做硬X射线。X射线发现后仅3个月的时间,维也纳的一家医院在外科治疗中,首先采用X射线给患部拍片,用来诊断病情。

揭开射线之谜

伦琴发现的新射线到底是什么呢?为了认清它的本质,人们从各方面对射线的性质进行了深入的研究。然而,十几年过去了,仍然没有给出肯定的答案。于是,人们便采用了数学语言中的未知量“X”,赋予这种射线一个奇怪的名字——“X射线”。这样一来,使这种新射线从发现时起,就披上了一层神秘的面纱,而这个名称却一直沿用至今。

德国物理学家劳厄在前人工作的基础上,继续对X射线进行仔细地研究。他将X射线照射到晶体制作的靶上,于是,他在屏幕上观察到了非常熟悉的衍射图样。依据这种衍射现象,劳厄指出,X射线不是别的,而是一种波长非常短的电磁波。这一重要论断,犹如拨开乌云见晴天,困惑人们多年的谜团终于被揭开了。劳厄由于发现了X射线在晶体中的衍射现象,并进一步揭示了X射线的本质,因而在科学界享有很高的声誉,并且荣获了1914年度的诺贝尔物理学奖。

如今,人们对于X射线已不陌生,已经知道它是高速运动的电子与固体相撞时产生的一种电磁辐射。同人们熟悉的可见光相比,X射线的波长是非常短的,一般在0.001纳米到10纳米之间。人们把波长大于0.1纳米的称为软X射线;而把波长小于0.1纳米的叫做硬X射线。

X射线除了具有可见光波的一般特征,诸如反射、折射、干射、衍射等现象以外,它还具有一些特殊的性质,主要表现有:

第一,由于X射线波长非常短,因此,它具有很强的穿透本领。在伦琴发现X射线的实验中,我们已经看到了这一点,它能够穿透比较厚的硬纸板和书。X射线的这一重要特征,有着广泛的应用。伦琴把发现X射线的实验过程和观察到的现象写成了论文,发表在医学杂志上,并将他夫人手指骨的照片也公布于世,这引起了各方面强烈的反响,特别是医学界,对此尤为重视。X射线发现后仅3个月的时间,维也纳的一家医院在外科治疗中,首先采用X射线给患部拍片,用来诊断病情。这一方法的应用,不仅缩短了诊断时间,而且使病情的诊断也更加准确,这样更有利于疾病的治疗。从X射线发现到实际临床应用,周期如此之短,这在科学技术发展史上是前所未有的。

第二,X射线具有很好的感光作用。它能够使氯化锌、硝酸银等荧光物质发光,也很容易使照相胶片感光。X射线的这一性质,也得到广泛的应用,为医生做胸透、断层分析、诊断外科病情等提供了简便而有效的方法,对于病人来说,也没有任何痛苦的感觉。

第三,X射线有很强的电离作用。当X射线从气体中穿过时,它能够使气体电离,从而将中性的气体变成了带电的离子。X射线的这一作用在纺织、印刷等行业中有着重要的意义。纺织、印刷等生产过程,由于摩擦使物体及周围空间积累大量的电荷,气体电离后产生的电子和离子,能够将这些电荷中和掉,从而消除了静电隐患,保证了生产安全进行。另外,还常常运用这种方法进行静电除尘,使周围环境得到净化,有益于人们的身心健康。

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