伦琴射线的发现给我们的启示

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1、伦琴射线的发现给我们的启示——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·Gol

2、dstenin1850-1931）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

3、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。

4、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

5、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，在一本1000页的带封面的书的后面，我仍然清楚地看到了荧光……，在两付纸牌的后面荧光可以看见……，厚的木块也是透明的，二三厘米厚的松木（对射线的）吸收很少，15厘米厚的铝条使效应大为减弱，但并不能使荧光完全消失。”当伦琴进行铅的吸收能力试验时，无意中看到了自己拿铅片的手的骨骼轮廓，12月22日，在实验室里，伦琴请他的夫人把手放在用黑纸包严的照相底片上，然后用X射线照射，显影后得到一张清晰的人手骨骼像。1895年12月28日，伦琴向维尔茨堡

6、物理学医学协会作了题为《一种新的射线——初步报告》的报告，宣布他发现了X射线，且阐述了这种射线具有直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等性质。1896年3月，伦琴又发表了第二篇论文《一种新的射线（续篇）》。一年以后，发表了第三篇论文《关于X射线性质的进一步观察》，深入探讨了X射线的性质。伦琴在他的论文中把这一新射线称X射线，因为他当时确实无法确定这一新射线的本质。直到1912年，他的同胞劳厄才从晶体衍射的新发现判定X射线是频率极高的电磁波。随后，莫塞莱证实它是由于原子中内层电子跃迁所发生的辐射。3、X射线发现的伟大意义X射线的发现

7、，是科学史上一次重大革命，它展示了物理学尚有亟待探索的新领域，鼓舞人们去研究新现象，寻求新现象的科学解释，它对物理学及其它学科的进一步发展具有深远影响。（1）开拓研究新领域X射线的发现在科学界掀起一阵狂热，世界各国的实验室都在重复伦琴的工作，导致一系列的重大发现接踵而至。例如，对X射线的研究导致了天然放射性现象的发现，又吸引了居里夫人、维拉德、卢瑟福……一大批有才能的研究者，他们的研究又引起了一系列新发现，新发现又激励人们不断进行理论探索。在一大批科学家的不懈努力下，最终建立了一门新的学科——原子核物理学。（2）从诊断和治疗两

8、个方面促进医学发展X射线是人类发现的第一种“穿透性射线”，它能穿透普通光线所不能穿透的许多材料，可用于拍摄人体不同部位的X照片，进行医学诊断分析，并出现了更先进技术，如“X射线断层图样技术（即CT）”；利用X射线对人体组织有一定破坏作用，治疗皮肤结核杆菌、痣等皮肤疾病，还可用