這集我要講威廉·康拉德·倫琴(德語:Wilhelm Conrad Röntgen,1845年3月27日-1923年2月10日)是怎麼發現X射線的,當時為了尋找射線 ,人們紛紛開始研究陰極射線管 ,從找射線開始慢慢了解原子的構造,為了講解第4個未解之謎原子的穩定性問題,要從尋找射線開始講。
1895年11月,倫琴在研究真空管中的放電能造成什麼現象,極射線管裝有兩個電極(一個陽極和一個陰極)的玻璃管,要抽成真空是因為,我們空氣當中有各式各樣的粒子,為了讓實驗不受這些粒子干擾,所以把極射線管抽成真空才來做實驗。
把陰極加熱,或是施加電壓,會有射線從陰極射向陽極,所以才會稱為陰極射線管,後來人們才知道這個射線就是電子。
有一次他在真空管的陰極和陽極之間,加上一片開了小洞的十字鋁片,讓陰極射線能穿過洞口射出,並在洞口周圍用了塗有氰亞鉑酸鋇(一種化學物質)的紙屏包覆住,保護鋁片不會被陰極射線的強電場破壞。實驗中他發現包覆在洞口附近的紙屏會產生螢光,由於光無法穿過紙屏,因此侖琴認為是陰極射線讓紙屏產生螢光。隨後,侖琴又用了另一種叫做Crookes tube的陰極射線管再做了一次相同的實驗,並用黑色的色紙將整個真空管包住,然而在沒有光線外洩的情況下,他卻發現不只是洞口的紙屏有螢光反應,他身後一公尺外的桌上塗有氰亞鉑酸鋇的紙屏也發出螢光。
這突如其來的螢光激起了倫琴的興趣,他仔細地反覆做了幾次實驗,他關掉陰極射線管的電源後,螢光屏暗了下來,接通後又亮了起來。他將書本擋在射線管以及螢光屏之間,他發現螢光屏依舊是亮的,這種射線竟然可以穿透固體物質!
最後發現有某種光線可穿過在陰極射線管上的包覆,使得一公尺外的螢光屏發出綠光
倫琴不知道這種射線是什麼,所以稱它為X-射線。「X」是通常的數學符號,用來表示未知的東西。最終結果表明,X-射線是由與光波相似的波所組成的,只是波長更短而已。
倫琴射線是人類發現的第一種所謂「穿透性射線」,它能穿透普通光線所不能穿透的某些材料。在初次發現時,倫琴就用這種射線拍攝了他夫人的手的照片,顯示出手骨的結構。這種發現立即引起很大的轟動,為倫琴帶來了十分巨大的榮譽。1901年諾貝爾獎第一次頒發,倫琴就由於這一發現而獲得了這一年的諾貝爾獎物理學獎。
自從倫琴宣佈他的發現後,其他科學家也開始在其他地方尋找X-射線。
法國科學家亨利·貝克勒(法語:Henri Becquerel,1852年12月15日-1908年8月25日)進行着含鈾化合物的研究工作。當太陽光照射鈾化合物時它會發光,貝克勒懷疑這種化合物也能放出X-射線。
貝克勒把鈾化合物暴露在太陽光下,然後把它用黑紙包上放在暗處里的照相底片上面。如果放出的射線是普通的光,它就不能穿過黑紙,那麼照相底片也就不會起變化。但是如果放出的也是X-射線,那麼就會穿過黑紙,顯影時就會看到底片變黑了。
底片變黑了,貝克勒認為這說明了X-射線的存在。他想再次進行試驗,把問題搞個明白,可是第二天天氣多雲,而且連着幾天都是多雲。在貝克勒等着出太陽的這段時間裏,鈾化合物一直用黑紙包着,放在另一張底片近旁。
最後,他等得不耐煩了,就把照相底片沖洗出來,想看一看經過那天太陽光照射的鈾化合物是否還繼續有一點作用,他發現底片已經變得很黑了。這些化合物甚至不需要暴露在太陽光下就能放出射線。事實上,實驗證明這些化合物在任何時候都能放出射線。
祖籍波蘭的法國物理學家瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡-居禮(波蘭語:Maria Skłodowska-Curie,1867年11月7日-1934年7月4日),通常稱為瑪麗·居禮發現兩種新元素釙(Po)和鐳(Ra)。
在她的指導下,人們第一次將放射性同位素用於治療腫瘤。她在巴黎和華沙各創辦了一座居禮研究所,這兩個研究所至今仍是重要的醫學研究中心。在第一次世界大戰期間,她創辦了第一批戰地放射中心。
貝克勒因發現天然放射性現象 與居禮夫婦一同獲得1903年諾貝爾物理學獎
下一集要講JJ Thomson是如何做實驗研究原子內部的結構的
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