伦琴射线的发现给我们的启示.doc

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——偶然之中的必然
高荷洁
摘要:伦琴对阴极射线研究发现了X射线,从而引发了物理学上的一场伟大变革,同时X射线在工农业、医疗等方面得以应用。综观这一伟大发现过程,给我们以深刻启示——偶然之中的必然。
1、引言
19世纪末最具革命性的发现之一X射线,是由德国实验物理学家、首届诺贝尔物理学奖获得者伦琴在一次偶然事件中发现的,但被伦琴抓住的这一偶然机会却绝非偶然,是同他一惯的、严谨的科学态度、敏锐的观察力、扎扎实实的工作作风分不开的,是偶然之中的必然。
2、X射线的发现过程
1876年德国物理学家哥耳德斯坦(F·Goldstenin1850-1931)在实验室中发现阴极射线后,英国物理学家克鲁克斯提出:阴极射线是非常小的粒子,而德国科学家却认为阴极射线是相似于光的辐射,但他们都没有确切的实验依据。
为了搞清楚阴极射线的性质,许多科学家对阴极射线进行了实验研究,克鲁克斯在射线途中放一个十字,射线在发挥光的玻璃管壁上投下了十字的阴影,磁铁移近时阴影就移动。这个实验表明,阴极射线和光线不同,它在磁场中会弯曲。赫兹用实验证明,“阴极射线不仅能通过细孔,而且能通过金属箔材料本身。”1892年,赫兹让他的助手勒纳德看了他刚发现的新现象并让勒纳德研究“阴极射线是物质中的现象还是以太中的现象”。勒纳德通过实验发现,阴极射线在空气中传播的距离是分米数量级。
伦琴对阴极射线也产生了极大兴趣,他重做了赫兹和勒纳德等人的实验。实验证明了勒纳德关于阴极射线可以穿透几厘米空气的性质。1895年11月8日晚,当他进一步实验时,为了阻止紫外线、可见光的影响,并且又不使管内的可见光泄漏出管外,伦琴用黑色的硬纸板,把放电管严严密密地封好,当他在暗室里接通高压电源时,意外发现1m以外的涂有亚铂氰化钡的荧光屏发出了荧光;而一断开电源,荧光就即刻消失。他把荧光屏逐渐移远,发现移到2m左右,屏上仍有荧光出现。这一现象使他很惊讶,因为他明白阴极射线只能穿透几厘米空气,而绝不能使一二米外的荧光屏发光,而且阴极射线是不能透过玻璃管的,那么透过玻璃管使荧光屏发光的究竟是什么射线呢?
作为一个真正的科学研究者,伦琴当时感兴趣的是新的、尚未经历过的东西。为了对这现象作出全面检验,并从中得到“完美无暇的结果”。他废寝忘食、夜以继日,在实验室里连续工作了6周,在经过反复实验之后,伦琴确信发现了一种尚未为人所知的新射线。由于当时新射线的本质还不太清楚,所以他把这种新射线称为“X射线”。
为了检验这种射线的穿透本领,伦琴选用多种物质,逐个放在放电管和荧光屏之间进行实验。他发现“一切物体对这种作用都是透明的,只是程度极为不同……,纸是最透明的