發現X射線
最先打破物理學界美好圖景的正是1895年X射線的發現。它像一聲春雷,引發了一係列重大發現,把人們的注意力引向更深入、更廣闊的天地,從而揭開了現代物理學革命的序幕。1901年,首屆諾貝爾物理學獎就授予了它的發現者德國物理學家倫琴(Wilhelm Conrad Rotgen,1845—1923)。倫琴1845年3月27日生於德國萊茵省的雷內普(Lennep),他是紡織商人的獨生子,童年時代大部分是在母親的故鄉荷蘭渡過的。1868年倫琴畢業於瑞士蘇黎世聯邦工程學院,成為一名機械工程師。1869年,獲哲學博士學位。受老師昆特教授的影響,轉而從事物理學的研究。
倫琴發現X射線時,已經是五十歲的人了。當時他已擔任維爾茨堡大學校長和該校物理研究所所長,是一位造詣很深,有豐碩研究成果的物理學教授。在這之前,他已經發表了幾篇科學論文,其中包括熱電、壓電、電解質的電磁現象、介電常數、物性學以及晶體方麵的研究。他治學嚴謹、觀察細致,並有熟練的實驗技巧,儀器裝置多為自製,實驗工作很少靠助手。他對待實驗結果毫無偏見,作結論時謹慎周密。特別是他的正直、謙遜的態度,專心致誌於科學工作的精神,深受同行和學生們的敬佩。19世紀末,陰極射線研究是物理學的熱門課題,許多物理實驗室都致力於這方麵的研究,倫琴也對這個問題感興趣。
1895年11月8日,正當倫琴繼續在實驗室裏從事陰極射線的實驗工作,一個偶然事件引起了他的注意。當時,房間一片漆黑,放電管用黑紙包嚴。他突然發現在不超過一米遠的小桌上有一塊亞鉑氰化鋇做成的熒光屏發出閃光。他很奇怪,就移遠熒光屏繼續試驗。隻見熒光屏的閃光,仍隨放電過程的節拍斷續出現。他取來各種不同的物品,包括書本、木板、鋁片等等,放在放電管和熒光屏之間,發現不同的物品效果很不一樣。有的擋不住,有的起到一定的阻擋作用。倫琴意識到這可能是某種特殊的從來沒有觀察到過的射線,它具有特別強的穿透力。於是立刻集中全部精力進行徹底的研究。他一連許多天把自己關在實驗室裏,連自己的助手和家人都沒告訴。他把密封在木盒中的砝碼放在這一射線的照射下拍照,得到了模糊的砝碼照片;他把指南針拿來拍照,得到金屬邊框的深跡;他把金屬片拿來拍照,拍出了金屬片內部不均勻的情況。他深深地沉浸在這一新奇現象的探討中,達到了廢寢忘食的地步。平時一直幫他工作的倫琴夫人感到他舉止反常,以為他有什麽事情瞞著自己,甚至產生了懷疑。六個星期過去了,倫琴已經確認這是一種新的射線。才告訴自己的親人。1895年12月22日,他邀請夫人來到實驗室,用他夫人的手拍下了第一張人手X射線照片。1895年年底,他以通信方式將這一發現公之於眾,題為《一種新射線(初步通信)》。因為他當時無法確定這一新射線的本質,倫琴在他的通信中把這一新射線稱為X射線。發現X射線的消息很快傳遍全球,並引起了人們極大的興趣。X射線迅速被醫學界廣泛利用,成為透視人體、檢查傷病的有力工具,後來又發展到用於金屬探傷,對工業技術也有一定的促進作用。X射線的發現對自然科學的發展更有極為重要的意義,它像一根導火線,引起了一連串的反應。許多科學家投身於X射線和陰極射線的研究,從而導致了放射性、電子以及α、β射線的發現,為原子科學的發展奠定了基礎。