8 ноября Google отметила 115-й Юбилей открытия рентгеновского излучения немецким ученым Вильгельмом Конрадом Рёнтгеном. Заставка Google в день юбилея - а в англоязычном варианте это звучит как doodle (каракули)- высвечивала человеческие кости, монетки и даже резиновую утку. Doodles уже не раз появлялись на странице Google. Это была и заставка с фуллереном, и первый советский спутник с четырьмя ножками, и знаменитая формула Эйнштейна.
Doodle рисуется вручную командой Google Doodle на экране монитора. Существует также конкурс Doodle 4 Google для школьников, в котором среди многих набросков логотипа Google выбирается лучший. Первым doodle стал символ горящего человека, посвященный фестивалю Burning Man в США.
Но вернемся к рентгеновскому излучению, истории его открытия, тем людям, которые внесли в его изучение и исследование свой вклад.
В 1901 году Нобелевская премия по физике была присуждена профессору Мюнхенского университета Вильгельму Конраду Рентгену за открытие лучей, которые сам Рентген назвал "Х-лучами". И хотя не один В.Рентген имел дело с изучением Х-лучей, этим занимались и другие, название рентгеновских за ними прочно закрепилось. Одним из наших ученых, связанных с историческими событиями, предшествующими официальному признанию открытия рентгеновских лучей, был Иван Пулюй, обнаруживший, что эти лучи проникают сквозь непрозрачные предметы и засвечивают фотопластинки. Иван Пулюй - украинский (галицкий) ученый, родившийся в 1845 году в селе Грымайлив Тернопольской области, тогда входившей в состав Австро-Венгрии. Учился в Вене на теологическом факультете, затем физико-математическом отделении. Позднее возглавил кафедру физики и стал ректором Немецкой высшей технической школы в Праге. По настоянию Австро-Венгерского правительства был направлен в Страсбург на повышение квалификации. Там с И.Пулюем познакомился Никола Тесла. Тогда И.Пулюй выдувал стеклянные трубки для своих опытов по электричеству в вакууме. Тесла заинтересовался. Проведя ряд экспериментов вместе с Теслой, Пулюй по возвращении предложил своим венским коллегам заниматься изучением явлений в трубках. И.Пулюй даже получил несколько снимков - руку своей дочери Натальи, а также предмета неизвестного происхождения, возможно украшения. Там же, в Страсбурге с Пулюем познакомился и В.Рентген. Пулюй рассказывал ему о своих опытах, надеясь получить мнение ученого в замен на свои выводы. Однако, как показала история, Рентген не упомянул Ивана Пулюя в своих публикациях, назвав открытые лучи Х-лучами.
Интересно едва ли не единственное интервью, данное Рентгеном одной из парижских газет в 1886 году.
-- Какова история вашего открытия?
-- Оно не имеет истории. Долгое время меня интересовала проблема катодных лучей, возникающих в вакуумных трубках. Я с интересом следил за исследованиями. Мне хотелось провести подобные эксперименты самому, едва появится свободное время. Этот момент наступил в конце октября 1895 г. Я проработал совсем недолго, прежде чем открыл нечто новое.
-- А когда именно?
-- 8 ноября.
-- В чем состояло открытие?
-- Я работал в темноте с трубкой Крукса, обернутой черным картоном и заметил, что бумага, пропитанная солью бария начала фосфоресцировать. Между тем через картон не мог проникать никакой свет, даже мощный свет электрической дуги.
-- И что же вы подумали?
-- Я не думал, я искал... Через некоторое время сомнения рассеялись. Лучи действительно исходили из трубки и заставляли бумагу светиться. Их действие не ослабевало на расстоянии между трубкой и бумагой до двух метров. Вероятно, явление вызвано новым видом лучей.
-- Является ли это светом?
-- Нет. Лучи не отражаются, не преломляются, но и не отклоняются в магнитном поле.
-- Следовательно, это какая-то энергия?
-- Но только в неизвестной форме.
-- Тогда что же это такое?
-- Еще не знаю. X-лучи обладают проникающей мощью, которая ни с чем не сравнима. Они проходят через бумагу, дерево и ткани достаточно большой толщины. Они проникают через все испытанные мной материалы с легкостью, которая изменяется в зависимости от плотности материала.
Практически во всех европейских столицах демонстрировались опыты и читались лекции об открытии Рентгена. В Вене же полиция наложила запрет на какие либо публичные демонстрации ввиду того, что "не поступало сведений о свойствах новых лучей, а потому строго воспрещается производить какие-либо опыты".
Сразу же после открытия нового вида излучения среди физиков возник спор - являются ли лучи волнами или частицами. В 1899 году голландцы Хага и Винд обнаружили дифракцию лучей на узкой щели и пришли к выводу о волновой природе лучей. Также они определили длину волны излучения порядка одного ангстрема. Исследование волновых свойств рентгеновских лучей продолжил Макс фон Лауэ, работавший в том же институте, что и Рентген. Понимая, что длина волны излучения, совпадая с периодом кристаллической решетки, должна приводить к появлению дифракционных картин, провел ряд экспериментов, подтвердивших его мнение. Известная всем формула Брэгга и Вульфа как раз позволяет при известных параметрах кристалла, например соли, исследовать свойства лучей.
Споры прекратились с открытием Артура Комптона: рентгеновский луч выбивает электрон из атома и испытывает рассеяние с изменением импульса (энергии, длины волны), при этом проявляя поведение, характерное для частицы. По сути открытие Комптона подчеркнуло квантово-волновой дуализм. Дальнейшие исследования привели к открытию характеристического излучения, что впоследствии дало возможность Генри Мозли установить формулу, по которой можно определить номер атомного элемента в зависимости от длины волны падающего и характеристического излучения. Мозли показал, что характеристическое излучение создается внутренними электронами атома и это дает возможность изучать атомную структуру вещества. Этому способствовало и Боровское объяснение электронной структуры атома. Сам Мозли считал, что его метод исследования "способен привести к открытию еще неизвестных элементов, так как положение соответствующих характеристических линий спектра можно предсказать заранее".
В 1951 году молодой шведский ученый Кай Сигбан положил начало новому методу исследований - электронной микроскопии, используя ее для химического анализа. Он сконструировал прибор для исследования характеристических спектров. Максимумы на спектральной кривой дают сведения об энергиях связи внутренних электронов.
Так простые эксперименты с вакуумными трубками привели к тому, что излучение, чьим бы именем его не называли, широко используется в повседневной жизни. История обладает странной избирательностью. Но главным все же остается польза, приносимая человечеству от сделанного открытия.
Список использованных источников
1 www.rentgenprom.ru/content/files/file_51.doc
