伦琴

德国著名物理学家。他发现了X射线。X光的出现,不公震动了德国,而且震动了全世界,引起了物理学历史上的一场伟大的变革,由此他获得了诺贝尔物理奖。

人物档案

姓名:威廉·康拉德·伦琴

生卒年:1845年~1923年

出生地:里乃堡

国籍:德国

身份:物理学家

生平纪事

1845年,伦琴出生于德国西南部莱茵河畔的小镇里乃堡。伦琴小的时候表现并不出众,父亲希望儿子能继承其商店的事务。母亲却不愿意把爱子限制在小镇里,希望伦琴能到更广阔的天地去发展。3岁时,伦琴随父母从莱茵河畔迁居到荷兰的大城市乌得勒支的外祖父家。他在那里开始上学,可他并不是一个特别用功的孩子,他很喜欢野外活动,爱制造些机械玩具。

中学时期,老师从不认为伦琴是一个守规矩的学生,学习成绩也只属中等。一次,伦琴为了袒护朋友遭到老师的误解,被勒令退学,这件事使伦琴很伤心。后来伦琴在一位同情他的老师的调解下参加了毕业考试。他满怀希望能得到一张高中毕业证书,可由于一些固执的老师的坚决反对,他没能拿到中学毕业证书。

后来伦琴经过一番周折,来到了瑞士。在这里,他终于说服苏黎士一家综合性科技学校的校长,允许他在没有中学毕业证书的情况下进行学习。伦琴在通过一次很严格的入学考试之后,得到了这个继续深造的机会。功夫不负有心人,3年之后,他终于拿到了机械工程系的大学毕业文凭。1 8 6 9年,伦琴以《煤气研究》这篇论文通过答辩获得了博士学位,并作为助教跟随他的导师、著名物理学教授奥古斯特·康特来到德国维尔茨堡大学。但当时的德国规定,在大学授课的教师必须接受过正规的教育,而伦琴却因为缺少了一张中学毕业文凭,被维尔茨堡评议会的教授、学者们拒绝破格给予伦琴讲师的职务。这对于伦琴来说无疑又是一次沉重的打击,但也许是上帝的旨意,20多年后出现了一个戏剧性的结局:伦琴被邀请去当该校校长这对于伦琴来说可谓是一种恢复名誉并且令人振奋的事情。

1895年是划时代的一年,伦琴长期致力研究的阴极射线,即看不到的阴性电载体,却通过赫尔茨和莱纳德而为人们熟知起来。伦琴自此下定决心,独立对阴极射线做进一步研究。这年11月8日,伦琴像平时一样把一只放电管用黑纸严严实实地裹起来,把房间弄黑,接通感应圈,使高压放电,让电流通过放电管,黑纸没有漏光,一切正常后他截断电流,准备做放电实验。突然,眼前似乎闪过一股绿色荧光。刚才放电管是用黑纸包着的,荧光屏也没有竖起,怎么会有荧光呢?

伦琴以为是自己的错觉,于是又重新做放电实验,但荧光又出现了。伦琴大为震惊,他一把抓过桌上的火柴划亮。原来离工作台1米远处立着个亚铂氰化钡小屏,荧光是从那里发出的。但是由放电管阴极发出的射线是不能通过数厘米厚的空气的,怎么能在1米远处的荧光屏上闪光呢?莫非是一种未发现的新射线?

伦琴兴奋地托起荧光屏,一前一后地挪动位置,可是那一股绿光总不会消失。看来这种射线的穿透能力很强,与距离没有多大关系。那么除了空气外它还能不能穿透其他物质呢?他试着用书、薄铝片挡住射线,荧光屏上照样出现亮光,当他用一张薄铅片挡住射线时,亮光消失了。现在可以肯定这是一种新射线。他还发现,如果把照相底片放在管与纸板之间,底片还能感光。

伦琴称这种光为X光。后来他为妻子拍了一张X光相片。这就是历史上最著名的一张相片,它照下了伦琴夫人的手骨结构。同时,伦琴发现,这种射线没有明显的普通光的特性(如反射、折射、衍射等),也不能在电场和磁场中偏转。基于这些基本的研究成果,伦琴写出了题为《论新的射线》的论文,公布了他的发现,报告了这种射线的特性。由于这种射线本性是什么尚未搞清,因而他为这种射线取名为X射线。1895年12月28日,在维尔茨堡举行的医学物理学会会议上伦琴宣读了他的学术报告,接着又在1896年3月和1897年3月发表了第二、第三篇学术报告。为了表彰伦琴的这一杰出贡献,瑞典皇家科学院于 1901年在斯德哥尔摩将该年度的诺贝尔物理奖授予了伦琴教授。

除了发现X射线之外,伦琴还在物理学的气体比热、毛细血管作用、极光旋转电磁性等方面开展了研究工作,并取得了一定的成就。

1923年3月10日,这位物理学界的巨人与世长辞了,享年78岁。但伦琴所发现的X射线却一直被应用于科研和医学领域,造福着全人类。

科研成果

伦琴一生在物理学许多领域中进行过实验研究工作,如对介电质在充电的电容器中运动时的磁效应,气体的比热容,晶体的导热性,热释电和压电现象,光的偏振面在气体中的旋转,光与电的关系,物质的弹性,以及毛细现象等方面的研究都做出了一定的贡献。由于X射线的发现具有特别重大的意义,以致其他的贡献大多鲜为人知或显得不足称道了。

伦琴在他的报告中分析了X射线的性质、产生的原因和在各种物质中的透射率。他发现,阴极射线打在固体上会产生各种强度的X射线,固体元素愈重,产生的X射线愈强;X射线不受磁场作用而偏转,也不能用玻璃透镜来聚焦或发散。此外,伦琴还制造出世界上第一只X射线管(又称伦琴射线管,简称伦琴管)。

影响评述

科学之门有时是被意外敲开的,这正如伦琴自己所说的:“我是偶然发现射线穿过黑纸的。”但这一发现在科学思想和科学研究方法上却给人们一个重要的启示,那就是,在科学实验和观察过程中,如何正确对待偶然的事件,或者称之为机遇事件的问题。偶然的出现、有可能导致一项重大发现的机会是很少的,而且又常常被人忽视。所以不少科学家认为,“留意意外之事”是科研工作者的座右铭之一。

从伦琴发现X射线之后,各国科学家都开始紧张地研究X射线,法国物理学家贝勒尔发现了天然放射性,英国物理学家发现了第一个基本粒子—电子……X射线引来了众多的发现,渐渐地打开了近代物理学的大门。

X光在医学上的帮助也是具有划时代意义的。现代医学是历经千万年积累的成果。在世界步入激动人心的21世纪之际,美国《时代》杂志介绍了2000多年来对世界做出重大贡献的17类关键人物,其中一位就是—— 1895年,德国物理学家伦琴,他发现了肉眼看不见的X射线,从此诊断人体疾患时,便多了能透视肉体的“法眼”。