X射线的发现

十九世纪末，阴极射线研究是物理学的热门课题。许多物理实验室都致力于这个方面。在德国的维尔茨堡大学，伦琴（WilhelmKonradRóntgen，1845—1923）教授也对这个问题感兴趣。他是一位治学严谨、造诣很深的实验物理学家。1895年11月8日，他又到实验室工作，一个偶然事件吸引了他的注意。当时，房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。他突然发现在不超过一米远的小桌上有一块亚铂氰化钡做成的荧光屏发出闪光。他很奇怪，就移远荧光屏继续试验。只见荧光屏的闪光，仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品，包括书本、木板、铝片等等，放在放电管和荧光屏之间，发现不同的物品效果很不一样。有的挡不住，有的起阻档作用。显然从放电管发出了一种穿透力很强的射线。为了确证这一新射线的存在，并且尽可能了解它的特性，伦琴用了6个星期深入地研究这一现象。
     1895年底，他以通信方式将这一发现公之于众。由于这一射线有强大的穿透力，能够透过人体显示骨骼和薄金属中的缺陷，在医疗上和金属检测上有重大的应用价值，因此引起了人们的极大兴趣。一个月内许多国家都竞相开展类似的试验并广泛用之于医疗诊断。一股热潮席卷欧美，盛况空前。伦琴在他的论文中把这一新射线称为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（Maxvon Laue，1879—1960）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（H.G.J.Moseley）证实它是由于原子中内层电子跃迁所发出的辐射。X射线在人们研究阴极射线的过程中被发现是有其必然性的。
     因为正是高速电子打到靶子上，才有可能激发出这种高频辐射。所以，即使不是伦琴，也一定还会有别人可能作出这一发现。然而，伦琴之所以能抓住这一机遇，又是和他一贯的严谨作风、客观的科学态度分不开的。所以，他作出这一发现也有其必然性。我们来介绍几则事例，可由此看出伦琴比他人高明的地方。1880年，那位主张以太说的哥尔茨坦在研究阴极射线时就注意到阴极射线管壁上会发出一种特殊的辐射，使管内的荧光屏发光。当时他正在为阴极射线是以太的波动这个错误论点辩护。
     他认为这个现象正好说明了他的观点，没有想到要进一步追查根源，于是就错过了发现X射线的机会。1895年以前许多人都知道照相底片不要存放在阴极射线装置旁边，否则有可能变黑。例如，英国牛津有一位物理学家叫斯密士（F．Smith），他发现保存在盒中的底片变黑了，这个盒子就搁在克鲁克斯型放电管附近，他只叫助手以后把底片放到别处保存，没有认真追究原因。1887年，早于伦琴发现X射线8年，克鲁克斯也曾发现过类似现象。他把变黑的底片退还厂家，认为是底片质量有问题。
     1890年2月22日，美国宾夕法尼亚大学的古茨彼德（A.W.Goodspeed）也有过同样的遭遇，甚至还拍摄到了物体的X光照片，但他没有介意，随手把底片扔到废片堆里，被他遗忘了。6年后，得知伦琴宣布发现X射线，古茨彼德才想起这件事，重新加以研究。1894年，J.J.汤姆生在测阴极射线的速度时，也作了观察到X射线的记录。他当时没有功夫专门研究这一现象，只在论文中提了一笔，说看到了放电管几英尺远处的玻璃管上也发出荧光。勒纳德是研究阴极射线的权威学者之一。他在研究不同物质对阴极射线的吸收时，肯定也遇到了X射线。
     他后来在1906年获诺贝尔物理奖的演说词中说①：“我曾做过好几次观测。当时解释不了，准备留待以后研究。不幸没有及时开始。”不过，即使勒纳德及时研究，也难于作出正确结论，因为直到伦琴宣布X射线的发现以后，他还坚持认为X射线不过是速度无限大的一种阴极射线，把两者混淆在一起。而伦琴则明确加以区分，认为X射线是本质上与阴极射线不同的一种新射线。把发现X射线的荣誉归于伦琴，并授予诺贝尔首届物理奖，伦琴是当之无愧的。