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  • 倫琴

    倫琴

    倫琴(威廉·倫琴,1845年3月27日-1923年2月10日),德國物理學(xué)家。1895年11月8日,時為德國維爾茨堡大學(xué)校長的倫琴在進行陰極射線的實驗時,觀察到放在射線管附近涂有氰亞鉑酸鋇的屏上發(fā)出的微光,最后他確信這是一種尚未為人所知的新射線。這種光有非常強的穿透力,為了表明這是一種新的射線,倫琴采用表示未知數(shù)的X將其命名為X射線。并于1901年獲諾貝爾物理學(xué)獎,是世界上第一位獲得此殊榮的人。

    人物介紹

    倫琴全名威廉·康拉德·倫琴(德語:Wilhelm Conrad Röntgen),X射線的發(fā)現(xiàn)者,1845年3月27日生于德國的下萊茵省,1923年2月10日卒于慕尼黑。是德國實驗物理學(xué)家。

    倫琴1845年3月27日出生在德國尼普鎮(zhèn)。

    3歲時全家遷居荷蘭并入荷蘭籍。

    1865年 遷居瑞士蘇黎世,倫琴進入蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)機械工程系。

    1868年畢業(yè)。

    倫琴

    1869年從蘇黎世大學(xué)獲得哲學(xué)博士學(xué)位,并擔(dān)任了物理學(xué)教授孔脫的助手。

    隨后的十九年間,倫琴在一些不同的大學(xué)工作,逐步地贏得了優(yōu)秀科學(xué)家的聲譽。

    1870年隨同孔脫返回德國。

    1871年隨孔脫到維爾茨堡大學(xué)

    1872年又隨孔脫到斯特拉斯堡大學(xué)工作。

    1888年他被任命為維爾茨堡大學(xué)物理所物理學(xué)教授兼所長。

    1895年倫琴在維爾茨堡大學(xué)發(fā)現(xiàn)了X射線。

    1900 年年任慕尼黑大學(xué)物理學(xué)教授和物理研究所主任。

    1923年 2月10日在慕尼黑逝世。

    享年78歲。

    個人貢獻

    倫琴一生在物理學(xué)許多領(lǐng)域中進行過實驗研究工作, 如對電介質(zhì)在充電的電容器中運動時的磁效應(yīng)、氣體的 比熱容、晶體的導(dǎo)熱性、熱釋電和壓電現(xiàn)象、光的偏振 面在氣體中的旋轉(zhuǎn)、光與電的關(guān)系、物質(zhì)的彈性、毛細 現(xiàn)象等方面的研究都作出了一定的貢獻,由于他對X射線 的發(fā)現(xiàn)贏得了巨大的榮譽,以致這些貢獻大多不為人所注意。1895年1月5日,倫琴發(fā)現(xiàn) X 射線。他因此于1901年獲第一次諾貝爾物理學(xué)獎金。這一發(fā)現(xiàn)宣布了現(xiàn)代物理學(xué)時代的到來,使醫(yī)學(xué)發(fā)生了革命。

    重元素錀

    迄今為止最重要的化學(xué)元素111舉行命名儀式,正式將其命名為“錀”(Uuu),以紀念發(fā)現(xiàn)倫琴射線的第一位諾貝爾物理學(xué)獎獲得者威廉-倫琴。

    化學(xué)元素111是德國重離子研究中心西爾古德·霍夫曼教授領(lǐng)導(dǎo)的國際科研小組在 1994年首先發(fā)現(xiàn)和證實的。2003年,國際化學(xué)聯(lián)合會正式承認了該研究中心首先發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素111,并在2004年接受了將其命名為Uuu的建議。在物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)倫琴射線111年之際,位于德國達姆斯施塔特的重離子研究中心舉行儀式,正式將化學(xué)元素111命名為“錀”。

    x射線

    簡介

    波長介于紫外線和γ射線間的電磁輻射。由德國物理學(xué)家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn),故又稱為倫琴射線。波長小于0.1埃的稱超硬X射線,在0.1~1埃范圍內(nèi)的稱硬X射線,1~10埃范圍內(nèi)的稱為X射線。

    發(fā)現(xiàn)

    1895年間倫琴使用他的同行赫茲、希托夫、克魯克斯、特斯拉和萊納德設(shè)計的設(shè)備研究真空管中的高壓放電效應(yīng)。11月初倫琴重復(fù)著萊納德管試驗,這個萊納德管加入了一個很窄的金屬鋁做的窗口,允許陰極射線從管子射出來,另外有塊紙板覆蓋住鋁窗口保護它不被產(chǎn)生陰極射線的強電場區(qū)破壞。他知道紙屏能夠防止光線逃逸,但是觀察到當(dāng)他用涂了氰亞鉑酸鋇的小紙屏靠近鋁窗,看不到的陰極射線能夠在紙屏上產(chǎn)生熒光效應(yīng)。這讓倫琴想到,比萊納德管的管壁更厚的克魯克斯管可能也會導(dǎo)致熒光效應(yīng)。

    1895年11月8日下午晚些時候,他決定試驗他的想法。他仔細的做了一個跟萊納德管試驗類似的黑紙屏,并用這塊版覆蓋住克魯克斯管并把電極放到一個感應(yīng)線圈(舊稱為“魯姆科夫線圈”)中來產(chǎn)生靜電電荷。在用氰亞鉑酸鋇屏驗證他的想法之前,倫琴把房間弄暗以檢測是不是他的紙板漏光。當(dāng)他把線圈穿過管子的時候,確定板子確實不透光,并著手進行下一步實驗。就在這時,他從距離試驗管幾米遠的地方注意到微弱的光。為了確定他的發(fā)現(xiàn),他試著重復(fù)上面的操作,每次都能看到同樣的微光。 擦燃一根火柴,他才發(fā)現(xiàn)是他放在工作臺上準備下一步使用的氰亞鉑酸鋇發(fā)光。

    接下來的幾個小時倫琴一遍一遍的重復(fù)著試驗。他很快確定出一個管子特定的距離,從這里能夠觀察到比前面的試驗更強的熒光。他推測可能發(fā)現(xiàn)了一種新的射線。11月8日是一個星期五,倫琴利用這個周末重復(fù)試驗并做了第一次記錄。在接下來的幾個星期他在實驗室內(nèi)吃住,研究了他暫時命名為X射線的新射線的差不多所有性質(zhì),并用對未知的部分給出數(shù)學(xué)表示。盡管最終新的射線用他的名字來命名為倫琴射線,但是他總是首選最初的術(shù)語X射線。

    倫琴發(fā)現(xiàn)X射線并非偶然,他也不是獨自工作。據(jù)調(diào)查,當(dāng)時多個國家不少人都在進行這方面的研究,而且,發(fā)現(xiàn)時間也很接近。事實上,在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前賓夕法尼亞大學(xué)就已經(jīng)制造出X射線和和它的影像記錄。然而,那里的研究人員沒有意識到這一發(fā)現(xiàn)的重要性,只是把他們歸檔了事,因此也就失去了獲得最偉大物理發(fā)現(xiàn)的贊譽的機會。他碰巧在屏上發(fā)現(xiàn)的東西把他的注意力從原來的研究中引開了。他當(dāng)時已經(jīng)計劃在下一步的試驗中用那個屏,那之前很短時間他就取得了這一發(fā)現(xiàn)。

    當(dāng)他研究不同材料對這種射線的阻擋能力, 就把這一小片材料放到射線產(chǎn)生的地方。可以想象當(dāng)看到第一張呈現(xiàn)在他制作的屏幕上的X光影像上閃爍的骨架的時候,倫琴是多么地驚訝。據(jù)說他后來在實驗室秘密的進行這項試驗,因為他害怕如果這個發(fā)現(xiàn)是個錯誤會影響他的教授聲譽。

    倫琴的原始論文《一種新的X射線》在50天后也就是1895年12月28日被出版。1896年1月5日,奧地利一家報紙報道了倫琴的發(fā)現(xiàn)。倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以后,維爾茲堡大學(xué)授予他榮譽醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。在1895年到1897年間他一共出版了總計3篇關(guān)于X射線的論文。倫琴治學(xué)十分的嚴謹,還沒有發(fā)現(xiàn)他的學(xué)術(shù)論文里面存在錯誤。

    影響和榮譽

    倫琴的發(fā)現(xiàn)不僅對醫(yī)學(xué)診斷有重大影響,同時也促進了20世紀許多重大科學(xué)成就的出現(xiàn)。

    受倫琴的影響,1896年亨利·貝克勒在發(fā)光材料的試驗中偶然發(fā)現(xiàn)了一種新射線的穿透性。這樣倫琴的發(fā)現(xiàn)間接地影響了放射性的發(fā)現(xiàn)。因為該發(fā)現(xiàn)1903年貝克勒和居里夫人被共同授予諾貝爾獎。

    倫琴射線直到今天最重要的應(yīng)用領(lǐng)域仍然是醫(yī)學(xué)診斷。用于診斷的射線強度已被大大降低,同時診斷結(jié)果可以顯示更清晰的細節(jié)。在現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的幫助下,倫琴射線診斷已經(jīng)可以提供人體內(nèi)部三維圖像。除了在醫(yī)學(xué)上,倫琴射線還應(yīng)用在微觀世界的觀察和對太空的研究。另外一個倫琴射線的重大應(yīng)用領(lǐng)域是材料無損探傷。使用倫琴射線可以檢測出金屬材料和焊接部位的內(nèi)部缺陷。

    為了紀念倫琴的成就,X射線在許多國家被稱為倫琴射線。另外第111號化學(xué)元素錀(Roentgenium (Rg))也以倫琴命名。在倫琴的祖國,德國有許多以倫琴命名為學(xué)校,街道和廣場。由于倫琴在物理學(xué)的杰出成就,在德國的吉森市,柏林市和倫琴的出生地倫內(nèi)普(Lennep)(雷姆沙伊德)都建有倫琴紀念碑。

    諾貝爾獎

    1895年圣誕節(jié)前夕,他給他妻子的手拍了一張X光片。隨后發(fā)表了關(guān)于他拍攝妻子手骨照片的論文并演示了拍攝過程。那個時候,諾貝爾獎剛剛設(shè)立。評獎委員會在1901年將第一個物理學(xué)獎頒發(fā)給倫琴時,特別指出,這位德國學(xué)者的發(fā)現(xiàn),具有“實際應(yīng)用結(jié)果”。當(dāng)時的倫琴,已經(jīng)非常有名,獲得了不少的獎譽,所以,把剛剛問世的諾貝爾獎發(fā)給他,不僅給他本人帶來榮譽,而且也一定有利于提高這一新獎的聲譽。然而,諾貝爾獎?wù)鲁讨形ㄒ灰蟮墨@獎發(fā)言,倫琴卻從來沒有做過。這位著名的科學(xué)家,不愛在公共場合出頭露面,一生中經(jīng)常躲避這樣的發(fā)言。

    雜聞軼事

    轟動國際學(xué)術(shù)界的新聞

    1895年12月28日,倫琴用《一種新的射線——初步報告》這個題目,向維爾茨堡物理學(xué)醫(yī)學(xué)協(xié)會作了報告,宣布他發(fā)現(xiàn)了X射線,闡述這種射線具有直線傳播、穿透力強、不隨磁場偏轉(zhuǎn)等性質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)立即引起了強烈的反響:1896年1月4日柏林物理學(xué)會成立50周年紀念展覽會上展出X射線照片。1月5日維也納《新聞報》搶先作了報道;1月6日倫敦《每日記事》向全世界發(fā)布消息,宣告發(fā)現(xiàn)X射線。這些宣傳,轟動了當(dāng)時國際學(xué)術(shù)界,論文《初步報告》在3個月之內(nèi)就印刷了5次,立即被譯成英、法、意、俄等國文字。1月中旬,倫琴應(yīng)召到柏林皇宮,當(dāng)著威廉皇帝和王公、大臣們的面作了演示。X射線作為世紀之交的三大發(fā)現(xiàn)之一,引起了學(xué)術(shù)界極大的研究熱情,據(jù)統(tǒng)計,只是1896年一年,世界各國發(fā)表的有關(guān)論文就有1千多篇,有關(guān)的小冊子達50種。

    將獎金獻給維爾茨堡

    倫琴一生獻身科學(xué),對物質(zhì)利益十分淡薄,他不僅將自己的發(fā)現(xiàn)無私地奉獻給了社會,也將自己所獲諾貝爾獎金全部獻給維爾茨堡大學(xué)以促進科學(xué)的發(fā)展。

    他的一個終生好友鮑維利(M.Boveri)寫道:“他的突出性格是絕對的正直。我們大概可以這樣說,無論從那種意義上講,他都是19世紀理想的化身:堅強、誠實而有魄力;獻身科學(xué),從不懷疑科學(xué)的價值;盡管他有自我批評精神并富有幽默感,但他也許被賦予了某種不自覺的同情心;他對人民,對記憶中的事物以及對理想具有一種少有的忠誠和犧性精神,……但在接受新思想上,他卻胸襟寬大,……”。

    我的發(fā)現(xiàn)屬于所有人

    與會者焦急地等待倫琴做關(guān)于他發(fā)現(xiàn)神秘的X光射線的報告,儼然在等一件爆炸性的重要新聞。5點鐘左右, 在學(xué)校的一間教室里,符茨堡大學(xué)城的醫(yī)生、學(xué)者、工程師、企業(yè)主、記者、攝影師和藝術(shù)家應(yīng)邀而來,過道上、窗臺上都擠滿了大學(xué)生。預(yù)定的時間一到,倫琴就開始演講。他向與會者介紹,他如何成功地發(fā)現(xiàn)了神秘的射線,并表示愿意當(dāng)眾演試這一過程。

    “……現(xiàn)在我請凱利凱爾教授到工作臺前來!”

    著名的解剖學(xué)家站起身來,好不容易才擠到了前面。

    “請把您的右手放到感光板上!眰惽冁(zhèn)定自若地說道。

    醫(yī)生的手遮住了暗匣,暗匣里有一塊感光板。瓦格涅爾工程師將四周的光遮住,于是倫琴開始重復(fù)他兩周以前在普留斯米奴斯身上做過的試驗。

    當(dāng)瓦格涅爾將顯影后的感光板拿來之后,倫琴立刻毫不遲疑地將它拿給大家看。經(jīng)過幾分鐘的沉寂,與會的人們才從驚奇之中清醒過來,興奮地又是贊嘆、又是鼓掌。

    這時,凱利凱爾教授轉(zhuǎn)過身來,面對歡呼的人群。

    “先生們!在這張照片上,你們看到了我這只手的骨骼圖象。本人有生以來,像這種奇跡還從未見過。請允許我向你們建議:今后就將X射線定名為倫琴射線,以此來表示對科學(xué)家威廉·康拉德·倫琴教授偉大勞動的由衷謝意!”

    倫琴想說些表示反對這樣做的話,然而他的話被吞沒在歡呼的聲浪之中了。

    沒有一個人愿離席而去。倫琴不得不回答與會者所提出的各種問題。

    “我知道,先生們!”他笑著回答道,“我知道,我會因此而發(fā)財致富,但是,我并不準備拍賣這一發(fā)現(xiàn)!

    “這我可就不懂了,”一位企業(yè)家困惑不解地直搖頭,“為什么您不想以此來賺錢呢?我出50萬!”

    “哪怕是1千萬!”倫琴淡然一笑答道:“我的發(fā)現(xiàn)屬于所有的人。但愿我的這一發(fā)現(xiàn)能被全世界科學(xué)家所利用。這樣,它就會更好地服務(wù)于全人類……”。

    其他信息

    照射量單位

    倫琴是放射性物質(zhì)產(chǎn)生的照射量的一個單位。得名于德國實驗物理學(xué)家威廉·康拉德·倫琴(Wilhelm Conrad R?ntgen)。英文代號為R,其定義是在0攝氏度,760毫米汞柱氣壓的1立方厘米空氣中造成1靜電單位(3.3364×10^10庫侖)正負離子的輻射強度=1倫琴單位。倫琴單位不是國際單位,但在醫(yī)學(xué)等方面還是很常用。與國際單位的換算是1倫琴單位=2.58×10-4庫侖/千克。一般用來衡量X射線和γ射線的強度。用倫琴單位衡量其他形式的輻射(例如α粒子)時可以乘上一個表示生物影響性能的Q因子。

    倫琴單位表示的是存在的輻射量,不等于生物組織的吸收情況。衡量后者使用的是輻射劑量,單位為雷姆或西弗。1雷姆大致相當(dāng)于人體全部吸收了1倫琴單位的輻射。西弗(又譯希沃特,英文Sievert,縮寫Sv)是一個國際單位制導(dǎo)出單位,用來衡量輻射對生物組織的傷害(劑量當(dāng)量)。得名于瑞典生物物理學(xué)家Rolf Maximilian Sievert。定義為1西弗=1焦耳(輻射能量)/公斤。舊時劑量當(dāng)量還用雷姆單位(又稱人體倫琴當(dāng)量)衡量,1雷姆=0.01西弗。

    獲得獎金

    倫琴獎金是德國吉森尤斯圖斯·利比希大學(xué)頒發(fā)一項獎勵,由德國的兩家公司于1974年共同設(shè)立,他們是韋茨拉爾的阿圖爾普法伊菲爾股份有限公司和霍伊歇爾海姆-吉森的順克·埃貝股份有限公司。這兩家公司為倫琴獎金一直擔(dān)保了6年,也就是說一直擔(dān)保到1980年。倫琴獎金每年頒發(fā)一次,獎金金額為5000馬克,主要授予年青科學(xué)家,獎勵他們在放射物理學(xué)與放射生物學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究中所寫的優(yōu)秀論文或其它形式的杰出貢獻。倫琴獎金的評選委員會由兩家創(chuàng)辦公司和吉森大學(xué)的代表組成,負責(zé)對由頒獎委員會推薦出的候選人進行評選。倫琴獎金可授予一人,也可由幾人分享。

    倫琴衛(wèi)星

    倫琴衛(wèi)星(Röntgensatellit,縮寫為ROSAT)是德國,美國和英國聯(lián)合研制 的一顆X射線天文衛(wèi)星,為紀念發(fā)現(xiàn)X射線的德國物理學(xué)家倫琴而命名。這顆衛(wèi)星原計劃由航天飛機發(fā)射,由于挑戰(zhàn)者號事故,推遲到1990年6月1日,用德爾塔II型火箭在美國卡納維拉爾角發(fā)射升空。衛(wèi)星上搭載有兩臺成像望遠鏡,工作波段分別為0.1-2.4keV的軟X射線和0.06-0.2keV的極紫外線。其中X射線望遠鏡采用4層沃爾特I型掠射式望遠鏡,總接收面積為1140平方厘米,分辨率可達5角秒。

    1990年7月到1991年2月,倫琴衛(wèi)星進行了為期6個月的軟X射線巡天觀測。在后來的9年里,倫琴衛(wèi)星探測到了150,000個X射線源,取得了一批重要的成果,包括拍攝到了月亮的X射線照片、觀測了超新星遺跡和星系團的形態(tài)、探測了分子云發(fā)出的彌散X射線輻射陰影、孤立中子星、蘇梅克-列維9號彗星與木星碰撞發(fā)出的X射線、雙子座X射線源杰敏卡的脈動等等,還發(fā)現(xiàn)了彗星的X射線輻射。1999年12月12日,倫琴衛(wèi)星停止工作。

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