ТАМБОВСКИЙ ФИЛИАЛ
Федерального государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Московский государственный университет культуры и искусств»
(Тамбовский филиал ФГОУ ВПО МГУКИ)
Кафедра прикладной информатики
Татьяна Юрьевна Козулькова
ВЕЛИКИЕ НАУЧНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
ЛУЧИ РЕНТГЕНА
Реферат
Студентка группы 1С
заочного отделения.
Научный руководитель:
канд.физ.-мат.наук, доцент
С.Г. Проскурин
Тамбов 2007
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ3
1 ОСТОРОЖНЫЙ УЧЕНЫЙ
2 ПОЛОЖЕНО НАЧАЛО ВЕЛИКОМУ ОТКРЫТИЮ
3 НЕПОНЯТНОЕ ЯВЛЕНИЕ: ЛУЧИ-ИКС
4 НОВЫЕ ОПЫТЫ И ПРОВЕРКИ
5 СЛАВА НА ВЕСЬ МИР
6 ПРИМЕНЕНИЕ В ЖИЗНИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
В январе 1896 года весь земной шар облетело странное известие. Какому-то немецкому ученому удалось открыть неведомые лучи, обладающие загадочными свойствами.
Первое загадочное свойство лучей - они невидимы. Сколько бы вы ни напрягали зрение, разглядеть их невозможно. Они никак не окрашены – цвета у них нет.
Второе удивительное свойство – они проходят сквозь плотный картон, сквозь алюминий, сквозь толстые доски, сквозь оловянную бумагу. Непрозрачное для них прозрачно. От них не скроешься за деревянной стеной, за дверью. Деревянная дверь пропускает их, как стеклянная.
И третье свойство лучей – есть вещества, на которые они производят необычное действие. Кристаллы платино-цианистого бария, виллемита, сернистого цинка внезапно вспыхивают ярким светом, чуть только на них упадут невидимые лучи. Под действием невидимых лучей чернеет фотографическая пластинка. И самый воздух чудесно меняется, когда его пронизывают невидимые лучи: он приобретает новое свойство – способность пропускать электрический ток.
Газеты, напечатавшие известие о лучах, только вскользь упомянули имя человека, который совершил необыкновенное открытие: Вильгельм Конрад Рентген.
Впрочем, это имя мало, что говорило читающей публике: немногие знали, кто такой этот Рентген. Да и не все проверили газетному известию – лучи, да еще и невидимые, да еще и сквозь стенки проходят – мало ли что пишут в газетах!
ОСТОРОЖНЫЙ УЧЕНЫЙ
Вильгельм Конрад Рентген был профессором физики в баварском городишке Вюрцбурге.
Застенчивый профессор, тихим голосом читающий свои лекции с кафедры старинного университета, был мало кому известен даже в своем собственном городе. Зато его хорошо знали ученые всего мира.
Во всех двадцати пяти германских университетах не было ученого, который работал бы добросовестнее, тщательнее, осторожнее, чем физик Рентген. Множество явлений изучил он в своей лаборатории, много произвел точнейших измерений. Но далеко не обо всех своих работах, не обо всех своих опытах и открытиях сообщал Рентген в научные журналы. У него было строгое правило: он печатал статью о проделанных опытах только тогда, когда был окончательно убежден в их точности. Если оставалось хоть малейшее сомнение в правильности опыта, осторожный ученый ничего о нем не писал.
Рентген остерегался скороспелых гипотез, поспешных догадок, фантастических предположений. Он доверял только опыту. «Опыт – высший судья, - говорил Рентген. – Только опыт решает судьбу гипотезы, только опыт дает нам возможность узнать, следует ли сохранить гипотезу или нужно ее отвергнуть. В этом-то и заключается вся сила физики: исследователь природы может быть совершенно уверен в себе, потому что у него всегда есть возможность проверить на опыте все свои предположения, все свои догадки. И если опыт не подтвердить догадку, значит, она неверна, как бы ни была она заманчива и остроумна».
В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген принялся изучать, как течет электрический ток сквозь разреженные газы.
Ученые исследовали это явление и до Рентгена. Немецкие физики Гольдштейн и Гитторф задолго до Рентгена пропускали электрический ток сквозь воздух, разреженный сильным воздушным насосом. Они построили специальные приборы, чтобы изучать этот ток, проделали первые опыты. Но многое еще оставалось неясным. Знаменитый физик Генрих Герц – тот самый Герц, который открыл радиоволны, - утверждал, что электрический ток, текущий сквозь разреженный газ, это тоже волны – колебания, похожие на колебания звука. Другую догадку высказал англичанин Крукс. Он говорил, что электрический ток в разреженном газе – это вовсе не волны, а потоки мельчайших, невидимых глазу частиц – электронов. С чудовищной скоростью – десятки тысяч километров в секунду! – летят они сквозь разреженный газ.
Мнения ученых разделились. Одни считали, что прав Генрих Герц, другие – что прав Уильям Крукс. И только недоверчивый Рентген не участвовал в этом споре. Он не был не на стороне Герца, ни на стороне Крукса.
Он упорно воздерживался от каких-либо предположений и догадок: он утверждал, что для них еще не наступило время и что нужно проделать как можно больше опытов, накопить как можно больше достоверных фактов.
В 1895 году, в последних числах октября, Рентген собрал у себя в лаборатории все нужные материалы и приборы и приступил к опытам.
ПОЛОЖЕНО НАЧАЛО ВЕЛИКОМУ ОТКРЫТИЮ
Рентген взял стеклянный шар с двумя впаянными внутрь металлическими пластинками. К обеим пластинкам было приделано по проволочке. Концы проволочек торчали наружу сквозь стеклянную стенку шара.
Затем Рентген взял сильный воздушный насос и принялся выкачивать из шара воздух. Воздух уходил прочь, и его оставалось все меньше и меньше. Когда удалось выкачать воздуха столько, что в шаре осталась одна лишь миллионная часть его, Рентген запаял шар.
Прибор для пропускания электрического тока сквозь разреженный газ был готов.
Теперь стоит только соединить концы проволочек, выходящих из шара, с полюсами машины, подающей электрическое напряжение, и ток потечет внутрь шара сквозь разреженный воздух от одной металлической пластинки до другой.
Машина, дающая высокое электрическое напряжение, у Рентгена была. Это была индукционная катушка – прибор, изобретенный в середине 19 столетия парижским механиком Румкорфом. С виду этот прибор похож на катушку с нитками, но только он гораздо больше обыкновенной катушки, и вместо ниток на него намотана проволока: десятки тысяч витков тончайшего электрического провода, покрытого надежной изоляцией.
Катушка Румкорфа внутри не пустая. В нее вставлена другая катушка - несколько сот витков проволоки, и уже не тонкой, а толстой. Две обмотки – наружная и внутренняя - предназначаются для того, чтобы повышать напряжение, электрического тока. Если через внутреннюю обмотку пропустить переменный, прерывистый электрический ток, то и по наружной обмотке потечет прерывистый ток, но напряжение его будет в десятки, в сотни раз больше! катушки Румкорфа - это преобразователь электрического тока: токи низкого напряжения она преобразует, превращает в токи высокого напряжения. С помощью катушки Румкорфа можно создавать мощные электрические разряды, электрически искры.
Индукционная катушка, которая была у Рентгена, давала электрические искры длиной в 10-15 сантиметров.
Ее-то оп и соединил с концами проволочек: своего стеклянного шара. Послышался сильный и частый треск - это в катушке Румкорфа задрожал молоточек, размыкающий и замыкающий прерывистый ток во внутренней обмотке. И сейчас же по всем виткам наружной обмотки пробежал другой ток – ток высокого напряжения. Он устремился по проволочкам в стеклянный шар и проложил себе дорогу сквозь разреженный воздух. Он тек от одной металлической пластинки до другой, и вот на стеклянных стенках шара вспыхнуло слабое зеленоватое сияние.
Так начались опыты Рентгена.
А через несколько дней, 8 ноября 1895 года, Рентген обнаружил необычайное явление.
Случилось это так.
Был вечер. Ассистенты, целый день трудившиеся над своими измерениями, усталые разошлись по домам. Рентген остался в лаборатории один. Он собирался работать до поздней ночи. Трещал молоточек индукционной катушки, зеленовато-желтый свет струился от стенок стеклянного баллона. Это был уже не первый баллон, не тот стеклянный шар, с которым Рентген начал свои опыты. В течение последней недели он изготовил несколько стеклянных баллонов, и все они были разные. Одни имели форму шара, другие - форму груши, третьи были узкими и длинными стеклянными трубками. В одних баллонах был разреженный воздух, в других - разреженный азот, водород, кислород. Но в каждый баллон - и в шар, и в трубку, и в грушу, и в баллон с кислородом, и в баллон с азотом были одинаково впаяны металлические пластинки, и изо всех баллонов торчали наружу тонкие проволочки. В этот вечер Рентген занимался тем, что по очереди придвигал свои баллоны к индукционной катушке и пропускал сквозь них электрический ток. Он хотел выяснить, как, отражается на электрическом токе степень разреженности газа, форма баллона, форма и расположение металлических пластинок.
Результаты своих наблюдений Рентген аккуратно вносил в лабораторный дневник.
Часы пробили одиннадцать. Рентгена клонило ко сну. Он накрыл последний баллон плотным картонным футляром. Оставалось только разомкнуть ток в индукционной катушке, погасить свет и уйти. Но по рассеянности Рентген позабыл выключить катушку. Он погасил свет и уже направился было к дверям, когда треск молоточка вывел его из задумчивости. Рентген вернулся, и вот тут-то его глазам представилось удивительное зрелище.
На столе - не на том столе, где стоял стеклянный баллон, а на соседнем - мерцало странное сияние. Тусклым зеленовато-желтым огнем горел какой-то маленький предмет. Рентген в темноте направился к столу, чтобы посмотреть, в чем там дело.
Оказалось, что светится кусочек бумаги. Бумага была не простая: она была покрыта с одной стороны толстым слоем плaтино-цианистого бария. Это вещество имеет обыкновение светиться, если на него упадут солнечные лучи. Но ведь на дворе ночь, в комнате полная тьма. Почему же светится платино-цианистый барий?