揭开X射线的秘密

十九世纪末，物理学家们通过对电学的研究，不断思考物质的结构问题。他们采用自己独特的方法，对气体的放电现象进行了十分广泛的研究。

    一般说来，在正常条件下的气体都是不导电的。但在特定条件下，如在一个密闭玻璃容器的两端装上一对电极，并加上足够高的电压。与此同时，开动与玻璃容器相连接的抽气系统，容器中的气体压力就将会逐渐下降。一旦气压降到几毫米汞柱时(一个大气压相当于760毫米汞柱)，气体就开始导电，在电极间可观测到有电流通过，并可观察到气体放电产生的光柱，其颜色和容器内所充气体的种类有关。如充氖气，就呈现出红色光；若充氩气，则为淡紫蓝色。生活中常见的霓虹灯和日光灯都是利用低压气体放电原理制成的。

    如果继续抽气，容器中的气压就会进一步下降，直到0.1毫米汞柱时，放电发光现象就会突然消失。若再把气压抽到0.001毫米汞柱以下，就能在阴极对面的容器壁上观察到荧光。这好像是从阴极上发射出了什么东西，打到对面玻璃壁上使得玻璃发光。当时人们把从阴极上发射出的东西叫做“阴极射线”，这种用来研究气体放电的玻璃容器叫做“阴极射线管”。

    德国物理学教授伦琴就是利用这种阴极射线管进行科学研究的杰出代表，并用它在1895年12月28日发现了X射线。

    当时伦琴正对阴极射线进行仔细观察研究，突然发现放在一米外涂有亚铂氰化钡(它是一种荧光物质)的纸上也能发出一种青绿色的荧光。如果去掉阴极射线管上的高电压，阴极射线管停止工作，而亚铂氰化钡纸上的荧光也就同时消失。若再加上高电压使阴极射线管重新工作，纸上的荧光就又重现。奇怪的是当把纸慢慢移远时，竟然仍能见到闪烁的萤火。由此可知，纸上的荧光一定是由阴极射线管工作时所产生的。而当时已知的阴极射线只能穿过几厘米厚的空气层，故一定还有一种人们肉眼所不能见到的射线穿过阴极射线管的管壁，打在纸上，结果产生了荧光。

    伦琴为了对这种神秘的射线能有更进一步了解，他又继续做了许多试验。例如，他用黑纸把整个阴极射线管严密地包封起来。又在阴极射线管和涂有荧光物质的纸间放置上千页厚的书，或几厘米厚的木板，或几毫米厚的铝板等等。试验结果发现，无论是纸、木板、玻璃，甚至金属都不能挡住这种射线。这就说明所产生的射线确有很强的穿透能力。由于当时伦琴对这种射线的性质还不分清楚，故就把它叫做“X射线”。后人为了纪念伦琴的功勋，也称之谓“伦琴射线”。

    另外，伦琴还发现X射线能穿过墙壁，使相邻房间内的胶片感光。同时又发现它虽能容易地透过薄而轻(即密度小)的物质，但对厚而重(即密度大)的物质却很难穿过。例如，伦琴曾在暗室里把某种柔软物质或金属钥匙之类的硬物质放在照相底版上。然后，用X射线对准底片进行照射(也称曝光)，结果发现射线能全部穿透柔软物质使底片全部曝光。但在放有金属钥匙的底片上，却清晰地看到了一个和钥匙形状一样的未曝光区。

    伦琴的伟大发现是在1895年圣诞节后公诸于世的。当时立即引起了许多物理学家的注意。特别是医生们在看到第一张显示人体手骨骼的照片后就更为激动。从此，他们可利用 X射线拍片，察看病人的骨骼在何处破裂或直接寻找弹片和子弹在人体中的位置，以便及时治疗。在第一次世界大战期间，居里夫人就曾在法国部队中，组织伤兵医疗服务队，在战地前线建立了第一座有 X光设备的医疗站，抢救和医治了很多伤病员。而目前X射线在医学上不论是诊断或治疗邪得到了非常广泛的应用。

    X射线的发现大大地推动了近代物理学的发展。就在伦琴发现X射线的第二年，法国人贝克勒尔从铀盐中发现了放射性。又过了一年，英国人汤姆逊发现了电子，等等。由于这些重大发现，就使得人们对物质结构的认识更加深化了，人们的思维已深入到原子内部，开始探索原子世界的奥秘了。