书城童书走进光学世界(物理知识知道点)
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第5章 射线的光

1895年11月8日的晚上,德国慕尼黑伍尔茨堡大学的整个校园都沉浸在一片静悄悄的气氛当中,大家都回家度周末了。但是还有一个房间依然亮着灯光,伦琴曾执教的学校灯光下,一位年过半百的学者凝视着一叠灰黑色的照相底片在发呆,仿佛陷入了深深的沉思。

他在思索什么呢?原来,这位学者以前做过一次放电实验。为了确保实验的精确性,他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实,并且用一个没有安装铝窗的阴极管让阴极射线透出。可是现在,他却惊奇地发现,对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕发出了光,而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片,现在也变成了灰黑色,事实说明它们已经曝光了!

这个一般人很快就会忽略的现象,却引起了这位学者的注意,使他产生了浓厚的兴趣。他想:底片的变化,恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线,它甚至能够穿透装底片的袋子!一定要好好研究一下。不过——既然目前还不知道它是什么射线,于是取名“X射线”。

于是,这位学者开始了对这种神秘的X射线的研究。这位学者便是伦琴。

伦琴先把一个涂有磷光物质的屏幕放在放电管附近,结果发现屏幕马上发出了亮光。接着,他尝试着拿一些平时不透光的较轻物质,比如书本、橡皮板和木板,放到放电管和屏幕之间去挡那束看不见的神秘射线,可是谁也不能把它挡住,在屏幕上几乎看不到任何阴影,它甚至能够轻而易举地穿透15毫米厚的铝板!直到他把一块厚厚的金属板放在放电管与屏幕之间,屏幕上才出现了金属板的阴影——看来这种射线还是没有能力穿透太厚的物质。实验还发现,只有铅板和铂板才能使屏不发光。当阴极管被接通时,放在旁边的照相底片也将被感光,即使用厚厚的黑纸将底片包起来也无济于事。

世界上第一张X线片——伦琴妻子手掌接下来更为神奇的现象发生了。一天晚上伦琴很晚也没回家,他的妻子来实验室看他,于是他的妻子便成了在那不明辐射作用下在照相底片上留下痕迹的第一人。伦琴在拍摄他的第一张X射线片,要求他的妻子用手捂住照相底片。当显影后,夫妻俩在底片上看见了手指骨头和结婚戒指的影像。

这一发现对于医学的价值可是十分重要的,它就像给了人们一副可以看穿肌肤的“眼镜”,能够使医生的“目光”穿透人的皮肉透视人的骨骼,清楚地观察到活体内的各种生理和病理现象。根据这一原理,后来人们发明了X光机,X射线已经成为现代医学中一个不可缺少的武器。当人们不慎摔伤之后,为了检查是不是骨折了,不是总要先到医院去“照一个片子”吗?这就是在用X射线照相啊!

伦琴虽然发现了X射线,但当时的人们,包括他本人在内,都不知道这种射线究竟是什么东西。直到20世纪初,人们才知道X射线实质上是一种比光波更短的电磁波。人们为了纪念伦琴,将X射线命名为伦琴射线。

最早测量光速的人

最早测量光速的人是意大利科学家伽利略。他让两个人站在相隔一段距离的山头上,第一个人打开自己的灯,同时开动钟,等另一个山头的人看到灯光后立刻打开自己的灯,当这盏灯光传到第一个人处时,他立即停掉钟,用两倍山头之间的距离去除以所花的时间,这样就可算出光的传播速度了。这个办法好像挺有道理,只是光速太快了,快到我们来不及扳动开关,所以伽利略的光速测量失败了。

伽利略(1564~1642),意大利著名物理

学家、天文学家,近代实验科学的先驱者

伽利略实验以后,过了50年,丹麦的天文学家罗默在1676年通过对木星历时十二个月的观测,测量了光速。他假定,光和声音一样,有固定的传播速度。已知木星的“月亮”(卫星)以一定的速度绕木星旋转,其中的一个转一周要用42.5小时,换句话说,每隔42.5小时,它将发生“月蚀”,也就是它被木星挡住了而看不见。他订出了全年的“月蚀”时间表。第一次观测是在6月份,当时木星距地球最近。随后他又在12月进行观测,这时木星距地球最远。12月份木星“月蚀”所经历的时间比6月份延长了1000秒,也就是说12月份实测“月蚀”的时间比预定时间推迟了1000秒。罗默知道地球公转的轨道的直径是300000000千米。他解释这1000秒是光穿过地球与木星间增大的距离300000000千米所经历的时间,或者说光每秒走300000千米。如果光能弯曲的话,以这种速度,光每秒可绕地球七圈半。

射线

射线,由各种放射性核素发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。反应堆工程中常见的射线有X射线、γ射线和中子射线。