X射線是德國物理學家威廉·康拉德·倫琴偶然發現的。
1896年1月5日，在柏林物理學會會議X射線被公諸於世。
基本介紹
- 中文名：X射線公諸於世
- 時間：1896年1月5日
- 位置：柏林物理學會會議
- 報導：維也納《新聞報》
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相關信息
1896年1月5日 X射線公諸於世 |
X射線 |
1896年1月5日，在柏林物理學會會議上展出了很多X射線的照片，同一天，維也納《新聞報》也報導了發現X光的訊息。這一偉大的發現立即引起人們的極大關注，並很快傳遍全世界。在幾個月的時間裡，數百名科學家為此進行調查研究，一年之中就有上千篇關於X射線的論文問世。 X射線是德國物理學家威廉·康拉德·倫琴在做一項試驗的時候偶然發現的。倫琴於1845年生於德國的倫內普。1869年，他獲得蘇黎世大學的哲學博士學位。在以後的19年中，他在多所大學工作過，贏得了優秀科學家的名譽。1888年起，倫琴任維爾茲堡大學物理學院教授和院長。 1895年11月8日，倫琴像往常一樣，吃過午飯後又鑽進了實驗室，擺弄當時最奇特的光學儀器――真空的“克魯克斯――希托夫管”。傍晚，當他再次接通用黑紙包住的管子的電源，以研究其產生的陰極射線時，偶然發現約兩米遠的凳子上出現一片亮光。原來，那兒放著一塊做別的實驗用的塗有鉑氰化鋇(一種螢光物質)的硬紙板。他覺得很奇怪，是什麼原因使這原來並不發光的紙板發光了呢?他敏銳地猜測，很可能是管子發出的某種“東西”到達紙板，使鉑氰鋇發光，但不會是陰極射線，因為它僅能穿透幾厘米的空氣。於是他關閉電源，這時亮光消失，如此反覆幾次，證實了他的猜測。由於管子發出的“東西”性質不確定，倫琴就把這種現象命名為“X光”――X是數學上通常採用的未知數符號。1896年1月23日，維爾茲堡大學教授克里克爾稱“X光”為“倫琴射線”。一項改變世界面貌的發現就這樣誕生了。 受這次偶然發現的激勵，倫琴放下其他研究項目，集中精力調查X射線的特性。經研究他發現：X射線能使許多物質發光；X射線可以穿透不透光物質，他特別注意到，X射線能夠透過他的肉體，只是為骨骼所阻，把手放在陰極射線管和螢光屏之間，能夠在螢光屏上看到手骨的影子；X射線是直線，它與充電粒子束不同，不因磁場而折射……最後，倫琴以高超的實驗技巧取得了9項關於X光重要性質的成果。由此可見，倫琴不是僅僅向螢光紙板方向看一眼就成為發現X光的巨人的，而是依靠敏銳的觀察力、科學的預見力、準確的判斷力、高超的實驗力才成為傑出的科學家。1901年第一屆諾貝爾物理學獎評選時，29封推薦信中就有17封集中推薦他。倫琴最終獲得了第一次諾貝爾物理學獎金。 1923年，倫琴在德國慕尼黑病逝，終年78歲。 |
1896年1月5日 X射線公諸於世
X射線 1896年1月5日，在柏林物理學會會議上展出了很多X射線的照片，同一天，維也納《新聞報》也報導了發現X光的訊息。這一偉大的發現立即引起人們的極大關注，並很快傳遍全世界。在幾個月的時間裡，數百名科學家為此進行調查研究，一年之中就有上千篇關於X射線的論文問世。
X射線是德國物理學家威廉·康拉德·倫琴在做一項試驗的時候偶然發現的。倫琴於1845年生於德國的倫內普。1869年，他獲得蘇黎世大學的哲學博士學位。在以後的19年中，他在多所大學工作過，贏得了優秀科學家的名譽。1888年起，倫琴任維爾茲堡大學物理學院教授和院長。
1895年11月8日，倫琴像往常一樣，吃過午飯後又鑽進了實驗室，擺弄當時最奇特的光學儀器――真空的“克魯克斯――希托夫管”。傍晚，當他再次接通用黑紙包住的管子的電源，以研究其產生的陰極射線時，偶然發現約兩米遠的凳子上出現一片亮光。原來，那兒放著一塊做別的實驗用的塗有鉑氰化鋇(一種螢光物質)的硬紙板。他覺得很奇怪，是什麼原因使這原來並不發光的紙板發光了呢?他敏銳地猜測，很可能是管子發出的某種“東西”到達紙板，使鉑氰鋇發光，但不會是陰極射線，因為它僅能穿透幾厘米的空氣。於是他關閉電源，這時亮光消失，如此反覆幾次，證實了他的猜測。由於管子發出的“東西”性質不確定，倫琴就把這種現象命名為“X光”――X是數學上通常採用的未知數符號。1896年1月23日，維爾茲堡大學教授克里克爾稱“X光”為“倫琴射線”。一項改變世界面貌的發現就這樣誕生了。
受這次偶然發現的激勵，倫琴放下其他研究項目，集中精力調查X射線的特性。經研究他發現：X射線能使許多物質發光；X射線可以穿透不透光物質，他特別注意到，X射線能夠透過他的肉體，只是為骨骼所阻，把手放在陰極射線管和螢光屏之間，能夠在螢光屏上看到手骨的影子；X射線是直線，它與充電粒子束不同，不因磁場而折射……最後，倫琴以高超的實驗技巧取得了9項關於X光重要性質的成果。由此可見，倫琴不是僅僅向螢光紙板方向看一眼就成為發現X光的巨人的，而是依靠敏銳的觀察力、科學的預見力、準確的判斷力、高超的實驗力才成為傑出的科學家。1901年第一屆諾貝爾物理學獎評選時，29封推薦信中就有17封集中推薦他。倫琴最終獲得了第一次諾貝爾物理學獎金。
1923年，倫琴在德國慕尼黑病逝，終年78歲。
X射線公諸於世射線
（英語：X-ray），又被稱為艾克斯射線、倫琴射線或X射線，是一種波長範圍在0.01納米到10納米之間（對應頻率範圍30PHz到30EHz）的電磁輻射形式。X射線最初用於醫學成像診斷和X射線結晶學。X射線也是游離輻射等這一類對人體有危害的射線。
X射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。
歷史
早期X射線重要的研究者有Ivan Pului教授、威廉·克魯克斯爵士、約翰·威廉·希托夫、歐根·戈爾德斯坦、海因里希·魯道夫·赫茲、菲利普·萊納德、亥姆霍茲、尼古拉·特斯拉、愛迪生、查爾斯·巴克拉、馬克思·馮·勞厄和威廉·倫琴。
一台水冷X射線管的圖紙（簡化/過時）
1869年物理學家約翰·威廉·希托夫觀察到真空管中的陰極發出的射線。當這些射線遇到玻璃管壁會產生螢光。1876年這種射線被歐根·戈爾德斯坦命名為"陰極射線"。隨後，英國物理學家克魯克斯研究稀有氣體里的能量釋放，並且製造了克魯克斯管。這是一種玻璃真空管，內有可以產生高電壓的電極。他還發現，當將未曝光的相片底片靠近這種管時，一些部分被感光了，但是他沒有繼續研究這一現象。1887年4月，尼古拉·特斯拉開始使用自己設計的高電壓真空管與克魯克斯管研究X射線。他發明了單電極X射線管，在其中電子穿過物質，發生了現在叫做軔致輻射的效應，生成高能X射線射線。1892年特斯拉完成了這些實驗，但是他並沒有使用X射線這個名字，而只是籠統成為放射能。他繼續進行實驗，並提醒科學界注意陰極射線對生物體的危害性，但他沒有公開自己的實驗成果。1892年赫茲進行實驗，提出陰極射線可以穿透非常薄的金屬箔。赫茲的學生倫納德進一步研究這一效應，對很多金屬進行了實驗。亥姆霍茲則對光的電磁本性進行了數學推導。
倫琴拍攝的一張X射線照片，倫琴夫人的手骨與戒指
1895年11月8日德國科學家倫琴開始進行陰極射線的研究。1895年12月28日他完成了初步的實驗報告“一種新的射線”。他把這項成果發布在維爾茨堡的Physical-Medical Society雜誌上。為了表明這是一種新的射線，倫琴採用表示未知數的X來命名。很多科學家主張命名為倫琴射線，倫琴自己堅決反對，但是這一名稱直至今日仍然被廣泛使用，尤其在德語國家。1901年倫琴獲得諾貝爾物理學獎。
在20世紀90年代，哈佛大學建立了Chandra X射線天文台，用來觀測宇宙中強烈的天文現象中產生的X射線。與從可見光觀測到的相對穩定的宇宙不同，從X射線觀測到的宇宙是不穩定的。它向人們展示了恆星如何被黑洞絞碎，星系間的碰撞，超新星和中子星。
射線的產生
X射線波長略大於0.5nm的被稱作軟X射線。波長短於0.1納米的叫做硬X射線。硬X射線與波長長的（能量小）伽馬射線範圍重疊，二者的區別在於輻射源，而不是波長：X射線光子產生於高能電子加速，伽馬射線則來源於原子核衰變。
產生X射線的最簡單方法是用加速後的電子撞擊金屬靶。撞擊過程中，電子突然減速，其損失的動能會以光子形式放出，形成X射線光譜的連續部分，稱之為制動輻射。通過加大加速電壓，電子攜帶的能量增大，則有可能將金屬原子的內層電子撞出。於是內層形成空穴，外層電子躍遷回內層填補空穴，同時放出波長在0.1納米左右的光子。由於外層電子躍遷放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波長也集中在某些部分，形成了X射線譜中的特徵線，此稱為特性輻射。
探測器
X射線的探測可基於多種方法。最普通的一種方法叫做照相底板法，這種方法在醫院里經常使用。將一片照相底片放置於人體後，X射線穿過人體內軟組織（皮膚及器官）後會照射到底片，令這些部位於底片經顯影后保留黑色；X射線無法穿過人體內的硬組織，如骨或其他被注射含鋇或碘的物質，底片於顯影后會顯示成白色。光激影像板（en:image plate）因容易數位化，在少部分醫院已取代傳統底片。另一方法是利用X射線照射在特定材質上以產生螢光，例如碘化鈉（NaI）。科學研究上，除了使用X射線CCD，也利用X射線游離氣體的特性，使用氣體游離腔做為X射線強度之偵測。這些方法只能顯示出X射線的光子密度，但無法顯示出X射線的光子能量。X射線光子的能量通常以晶體使X射線衍射再依布拉格定律（Bragg's law）計算出。
射線衍射
醫學用途
X射線下的六指手掌
放射醫學是醫學的一個專門領域，它使用放射線照相術和其他技術產生診斷圖像。的確，這可能是X射線技術套用最廣泛的地方。X射線的用途主要是探測骨骼的病變，但對於探測軟組織的病變也相當有用。常見的例子有胸腔X射線，用來診斷肺部疾病，如肺炎、肺癌或肺氣腫；而腹腔X射線則用來檢測腸道梗塞，自由氣體（free air，由於內臟穿孔）及自由液體（free fluid）。某些情況下，使用X射線診斷還存在爭議，例如結石（對X射線幾乎沒有阻擋效應）或腎結石（一般可見，但並不總是可見）。
藉助計算機，人們可以把不同角度的X射線影像合成成三維圖像，在醫學上常用的電腦斷層掃描（CT掃描）就是基於這一原理。
X射線穿透能力與其頻率有關，利用其容易被高原子序數材料吸收的特點，防護上一般可用2-3mm左右的鉛板加以禁止。
美國艾伯特.C.蓋瑟曾利用X射線製造出美容除毛機並建立崔可公司，但因為輻射使他罹患癌症，最後為避免癌症擴散，他切除了右手，而X射線的美容除毛機也導致數百萬名婦女出現皺紋、色斑、感染、潰瘍，甚至皮膚癌等症狀。
