Как Рентген изменил мир

8 ноября исполняется 120 лет со дня открытия рентгеновского излучения

Яна Хлюстова 08.11.2015, 11:35
Shutterstock

8 ноября 1895 года немецкий физик Вильгельм Рентген впервые увидел загадочные лучи: сам ученый назвал их икс-лучами, а впоследствии они получили имя самого Рентгена. Отдел науки «Газеты.Ru» вспоминает историю открытия и рассказывает, какую роль икс-излучение играет в нашей жизни.

Ровно 120 лет назад, вечером 8 ноября 1895 года, немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген работал в своей лаборатории. Окончив очередную серию экспериментов, ученый выключил освещение и накрыл трубку Крукса — прибор, представляющий собой заполненную разреженным газом колбу, с двух сторон которой впаяны положительно и отрицательно заряженные электроды (катод и анод), — чехлом из черного картона. Трубка при этом осталась под напряжением, а

в полумраке комнаты ученый заметил свечение оказавшегося рядом экрана, покрытого кристаллами синеродистого бария.

Рентген был удивлен этим явлением и начал проводить самые разнообразные опыты с трубками и бариевыми экранами. Почти сразу ему удалось установить, что загадочное излучение обладает проникающим эффектом — оно пронизывает бумагу, дерево, металлы, стекло...

Физик писал: «Легко найти, что все тела проницаемы для этого агента, но в различной степени. Я приведу несколько примеров. Бумага обладает большой проницаемостью: за переплетенной книгой приблизительно в 1000 страниц я еще вполне свободно различал поверхность флюоресцирующего экрана; типографская краска не представляет значительного препятствия. Такова же была флюоресценция за двойной колодой игральных карт. … Еловые доски толщиной от 2 до 3 сантиметров поглощают очень мало. Алюминиевая пластинка около 15 мм толщиной сильно ослабляла, но еще не вполне уничтожала флюоресценцию».

В ходе экспериментов Рентген заметил: если между трубкой Крукса и экраном оказывается его рука, то она просвечивается насквозь, оставляя видимыми очертания костей. Кроме того, было обнаружено, что излучение засвечивает фотопластинки, хотя и не видно для человеческого глаза.

22 декабря 1895 года ученый сделал первый в истории человечества снимок человеческой руки, который впоследствии получит название рентгеновского снимка. «Моделью» стала жена физика Берта Рентген.

Снимок руки жены ученого — Берты Рентген, сделанный 22 декабря 1895 года Wilhelm Rцntgen
Снимок руки жены ученого — Берты Рентген, сделанный 22 декабря 1895 года

28 декабря 1895 года на заседании Вюрцбургского физико-математического общества Вильгельм Рентген выступил с докладом «О новом роде лучей», сообщив: «Черный картон, не прозрачный ни для видимых и ультрафиолетовых лучей солнца, ни для лучей электрической дуги, пронизывается каким-то агентом, вызывающим энергичную флюоресценцию.

Если держать между разрядной трубкой и экраном руку, то видны темные тени костей в слабых очертаниях тени самой руки».

Через месяц, 23 января 1896 года, это явление было продемонстрировано общественности: во время публичной лекции Рентген сделал снимок руки анатома Альберта фон Кёлликера, тем самым наглядно убедив слушателей в значимости своего открытия.

Рентгенограмма руки анатома Альберта фон Кёлликера, сделанная 23 января 1896 года во время публичной... Wilhelm Rцntgen
Рентгенограмма руки анатома Альберта фон Кёлликера, сделанная 23 января 1896 года во время публичной лекции Рентгена на заседании физико-медицинского общества

Физик тщательно исследовал обнаруженное им явление и сделал вывод, что таинственные лучи, которые сам ученый назвал Х-лучами, возникают под ударами катодных лучей на флюоресцирующих стенках вакуумной трубки. Икс-лучи не несли заряда и не отклонялись в магнитном поле. Рентген склонялся к мысли, что открытые им лучи близки к ультрафиолетовому излучению по своему химическому и люминесцентному действию. Сейчас науке известно, что рентгеновское излучение — это электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым и гамма-излучением.

В 1901 году за свое выдающееся открытие Вильгельм Конрад Рентген был удостоен Нобелевской премии по физике, став таким образом ее первым лауреатом.

Награда ученому была вручена со следующей формулировкой: «В знак признания исключительных услуг, которые он оказал науке открытием замечательных лучей, названный впоследствии в его честь».

Исследования икс-лучей продолжились в лабораториях всего мира. В России с ними работали, в частности, Петр Лебедев и Александр Попов — эти ученые значительным образом усовершенствовали техники экспериментов и часто демонстрировали на публичных лекциях рентгенограммы хорошего качества.

В настоящее время рентгеновские лучи широко используются во многих сферах: например, с их помощью можно выявлять внутренние дефекты в изделиях (железнодорожных рельсах или сварочных швах), определять как структуру вещества на атомном уровне (этот метод носит название рентгеноструктурного анализа), так и его химический состав (проводить рентгенофлуоресцентный анализ).

Рентгеновские лучи используются в повседневной жизни людей: с их помощью можно просвечивать багаж людей в аэропортах, делать снимки человеческого тела, тем самым как выявляя повреждения костей, так и получая объемные изображения внутренних органов (для этого применяются компьютерные томографы).