Презентация по физике История открытия рентгеновского излучения (11 класс0

История открытия Х-лучей ЛУЧИ «ИКС»(Главы из книги)М. П. БРОНШТЕЙН В январе 1896 года весь земной шар облетело странное известие.Какому-то немецкому ученому удалось открыть неведомые дотоле 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 необычайное действие. Кристаллы платиноцианистого 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. 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 главная 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 подтвердит догадку, значит, она неверна, как бы ни была она заманчива и остроумна». Вильгельм Конрад Рентген был профессором физики в баварском городишке Вюрцбурге. Застенчивый профессор, тихим голосом читающий свои лекции с кафедры старинного университета, был мало 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 верности и точности. Если оставалось хоть малейшее сомнение в правильности опыта, осторожный ученый ничего о нем не писал. 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 ни на стороне Герца, ни на стороне Крукса.Он упорно воздерживался от каких бы то ни было 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 последних числах октября 1895 года Рентген собрал у себя в лаборатории все нужные материалы и приборы и приступил к опытам. Начало опытовРентген 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 XIX столетия парижским механиком Румкорфом. Катушка Румкорфа — это преобразователь электрического тока: токи низкого напряжения она преобразует, превращает в токи высокого напряжения. С помощью катушки Румкорфа можно создавать мощные электрические разряды, электрические искры. Индукционная катушка, которая была у Рентгена, давала электрические искры длиной в 10—15 сантиметров. Ее-то он 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. 8 ноября 1895 года, Рентген обнаружил необычайное явление.Случилось это так.Был вечер. Ассистенты, целый день трудившиеся над своими измерениями, усталые разошлись по домам. Ушел и старик-служитель. 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 свой 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, это светится кусочек бумаги. Бумага была не простая: она была покрыта с одной стороны толстым слоем платиноцианистого бария. Это вещество имеет обыкновение светиться, если на него упадут солнечные лучи. Но ведь на дворе ночь, в комнате полная тьма. Почему же светится платиноцианистый барий?В полной тьме Рентген нащупал рубильник и разомкнул ток.Бумага, которую он держал в руке, сейчас же перестала светиться.Он снова включил ток. Бумага засверкала снова.Снова выключил. И бумага опять погасла.Рентген уже и не думал уходить из лаборатории. Ночь без снаРентген решил исследовать непонятное явление.Что заставляет бумагу светиться? Индукционная ли катушка, по обмотке которой бежит электрический ток, или стеклянный баллон, в котором ток проходит сквозь разреженный газ?Для проверки Рентген решил убрать баллон и соединить катушку с чем-нибудь другим, ну хотя бы с двумя металлическими шариками, которыми пользуются в лаборатории для изучения электрических искр.Так он и сделал. Опять затрещал молоточек, и снова побежал по катушке ток, но теперь уж он не уходил в баллон с разреженным газом, а проскакивал электрической искрой между металлическими шариками.Рентген посмотрел на бумагу с платиноцианистым барием. Бумага как бумага. Никакого сияния.Тогда он снова соединил катушку с баллоном, и бумага вспыхнула снова. Сомнений больше не оставалось. Индукционная катушка тут ни при чем. Она одна не может заставить бумагу светиться. Все дело в баллоне: когда сквозь баллон с разреженным возду­хом проходит электрический ток, тогда-то и светится платиноцианистый барий.Значит, под действием тока стеклянный баллон с разреженным газом приобретает какую-то особую, таинственную силу.Что же это за невидимая сила, проходящая не только сквозь стеклянные стенки баллона, но и сквозь картонный футляр, прикрывающий этот баллон?Всю ночь с 8-го на 9-е ноября 1895 года Рентген провел без сна у себя в лаборатории. Лучи иксРентген решил назвать неизвестное, вновь открытое им явление «лучами икс». Икс — это латинская буква. В алгебре этой буквой принято обозначать неизвестные величины. И в самом деле, обнаруженная Рентгеном «сила» была совершенно неизвестной величиной. Много ли знал о ней сам Рентген?Всего только три вещи.Он знал, что для того, чтобы вызвать ее, нужно сквозь баллон с разреженным газом пропустить электрический ток.Еще он знал, что она заставляет платиноцианистый барий светиться.И еще он знал, что она свободно проходит сквозь картон: ведь платиноцианистый барий был отделен от баллона картонным футляром, и все таки лучи икс, испускаемые баллоном, достигли бумаги.Вот и все, что Рентген знал о лучах икс.И он решил продолжать свои опыты до тех пор, пока неизвестная сила не превратится в известную.Наступили беспокойные для Рентгена дни. Он все еще не был уверен в том,что его наблюдения верны. А что если все это ему только показалось? Что если он поддался оптическому обману, самовнушению? Действительно ли лучи икс существуют?Долгое время Рентген, по своему обыкновению, никому не рассказывал о неожиданном открытии. Его близкий друг, профессор зоологии Бовери, впоследствии вспоминал, что в ноябре 1895 года Рентген как-то вскользь сказал ему: «Кажется, я сделал интересное открытие, но нужно еще проверить правильность моих наблюдений». А своим ассистентам Рентген не сказал даже и этого. Он запирался один в своей лаборатории и с самого раннего утра до позднего вечера ставил опыт за опытом. Иногда он и ночи проводил за работой, только изредка урывая часок-другой для сна. После достопамятной ночи с 8-го на 9-е ноября у него в лаборатории появилась складная походная койка.Окна в лаборатории он завесил тяжелыми темными шторами, опасаясь, что дневной свет может помешать ему увидеть слабое зелено-желтое свечение платиноцианистого бария.Рентген изучал действие загадочных лучей. Он поставил между светящейся бумагой и баллоном толстую книгу, в которой было больше тысячи страниц. Бумажка продолжала светиться. Значит, икс-лучи проникают не только через тонкий картон, но и через толстый слой бумаги, через книгу в тысячу страниц.Рентген заменил книгу колодой карт. Икс-лучи победили и колоду. Тогда Рентген поставил между бумажкой и баллоном две колоды сразу. Лучи взяли и это препятствие: бумажка по-прежнему светилась, хотя и не так сильно, как раньше.Множество веществ испытал Рентген. Он испробовал еловую доску толщиной в полтора дюйма, эбонитовую пластинку, лист оловянной бумаги.Икс-лучи прошли и через доску, и через эбонит, и через оловянную бумагу.И только тридцать листов этой оловянной бумаги, сложенных вместе, оказались для икс-лучей труднопреодолимой преградой: свечение платиноцианистого бария ослабело, померкло.Значит, заключил Рентген, икс-лучи поглощаются оловом. Только ничтожная часть их прошла олово насквозь и достигла платиноцианистого бария, а все остальные оказались поглощенными.Рентген испытал и другие металлы: медь, серебро, золото, свинец. Оказалось, что через тонкие слои металлов икс-лучи проходят свободно, а через толстые слои проникает только их ничтожная часть. Для опыта он выбрал деревянную шкатулку, в которой хранился целый набор латунных гирек. Рентген поставил шкатулку на пути икс-лучей.Справятся ли лучи и с этой преградой?Справились. Зелено-желтый свет немедленно вспыхнул. Икс-лучи прошли через шкатулку так же, как они только что прошли через картон и еловую доску.Но в зелено-желтой полосе светящегося бария Рентген разглядел какие-то темные пятна. Вглядевшись по-внимательнее, он отчетливо разобрал очертания пятен.Пятна имели форму латунных гирек. Это была тень латунных гирек, спрятанных в деревянной шкатулке. Рентгеновский снимок игрушечного артиллериста на лошади, сделанных из металла и находящихся внутри закрытой деревянной коробки. Вывод был ясен: все вещества проницаемы для икс-лучей, но только в различной степени. Бумага, дерево, эбонит прозрачны для них, как для солнечных лучей — стекло. А толстые слои металлов почти непроницаемы. Убедившись в этом, Рентген решил усложнить свой опыт и взять какой-нибудь предмет, в котором были два вещества сразу: и проницаемое для икс-лучей и непроницаемое для них. Ну, хотя бы дерево и металл. Последняя проверкаОпыт за опытом проделывал Рентген. И каждый новый опыт открывал ему новые свойства загадочных лучей.Собственными глазами видел он их удивительное действие, но осторожный исследователь привык не верить своим глазам.Наконец ему пришло в голову проделать опыт с фотографической пластинкой. «Человеческий глаз может ошибаться,— думал Рентген,— но если фотографическая пластинка обнаружит невидимые лучи, то, значит, они существуют и на самом деле. Фотографическую пластинку не обманешь.»Задумано — сделано. На пути икс-лучей поставил он фотографическую пластинку. И что же? В эту же секунду пластинка почернела. Оказалось, что икс-лучи — не игра воображения. Рентген больше не сомневался в их существовании.И он стал повторять все те опыты с невидимыми лучами, которые он делал раньше. Но только вместо бумаги, покрытой платиноцианистым барием, он теперь подставлял икс-лу­чам деревянную кассету с фотографической пластинкой. Ему уже не нужно было завешивать окна непроницаемыми шторами. Ведь солнечные лучи не могут пройти через деревянную кассету. А для невидимых икс-лучей деревянная кассета — не препятствие.Рентген снова пропустил икс-лучи через шкатулку с гирьками, но на этот раз он подставил лучам не бумажку с барием, а фотографическую пластинку. Через несколько минут он проявил пластинку и отфиксировал ее. На пластинке отпечаталось отчетливое изображение гирек. После этого Рентген проделал еще один опыт, свой самый замечательный опыт.Стеклянный баллон с разреженным воздухом он поставил под стол. На стол он положил руку, а на руку — фотографическую пластинку в деревянной кассете. Потом включил ток. Когда фотографическая пластинка была проявлена, на ней оказалось отчетливое, резкое изображение костей руки. Икс-лучи прошли через кожу, через мускулы, но не в силах были пройти через кости. Тень костей запечатлелась на фотографической пластинке. Так Рентгену удалось сделать то, чего никто еще до него не делал,— сфотографировать свои собственные кости. Не выходя из лаборатории Рентген продолжал опыты 50 суток. 28 декабря он представил рукопись сообщения об открытии нового вида лучей, способных проходить через непрозрачные для света материалы и давать на фотопластинке изображение внутренних органов человека. Открытие Х-лучей было одно из важнейших открытий девятнадцатого века. За это открытие Вильгельм Конрад Рентген в 1901 году получил Нобелевскую премию. Это была первая Нобелевская премия по физике. Первые рентгеновские трубки Физики шутят Когда Рентген открыл Х – лучи, страну наполнили самые невероятные слухи об их могуществе. И вот учёный получил письмо из Венского управления полиции; в нём говорилось: «До получения особых указаний с лучами больше дела не иметь.»Однажды Рентгену пришла корреспонденция с просьбой прислать … несколько рентгеновских лучей и инструкцию, как ими пользоваться. Оказалось, что у автора письма в грудной клетке застряла револьверная пуля, а для поездки к учёному у него не нашлось времени. Рентген был человеком с юмором и ответил так: «К сожалению, в настоящее время у меня нет Х-лучей, к тому же пересылка их дело очень сложное. Считаю, что мы можем поступить проще: пришлите мне вашу грудную клетку.» ресурсы rontgen_wilhelm.jpg, 420Ч565, 31 КБ photo.peoples.ruЖурнал КвантМ.П. Бронштейн «Солнечное вещество» Наука 1990г серия «Библиотечка Квант»Ф.М. Дягилев «Из истории физики и её творцов» Москва Просвещение 1986г Презентацию составила Сударикова В.И. учитель физики муниципального общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы п. Хийденсельга Питкярантского района Республики Карелия