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威廉·倫琴

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威廉·倫琴 1901年諾貝爾物理學獎得主
Wilhelm Röntgen
Roentgen2.jpg
出生威廉·康拉德·倫琴
Wilhelm Conrad Röntgen

(1845-03-27)1845年3月27日
普魯士萊茵省倫內普
逝世1923年2月10日(1923-02-10)(77歲)
德國巴伐利亞慕尼黑
國籍德國
母校
知名於X射線
獎項馬泰烏奇獎章(1896)
倫福德獎章英語Rumford Medal(1896)
艾略特·克雷松獎章(1897)
巴納德獎章英語Barnard Medal for Meritorious Service to Science(1900)
諾貝爾物理學獎(1901)
科學生涯
研究領域物理學
X射線天文學
機構
博士導師奧古斯特·孔特英語August Kundt
博士生
簽名
Wilhelm Röntgen signature.svg

威廉·康拉德·倫琴(德語:Wilhelm Conrad Röntgen德語:[ˈvɪlhɛlm ˈʁœntɡən],1845年3月27日-1923年2月10日),德國物理學家

1895年11月8日,時為德國符茲堡大學校長的他在進行陰極射線的實驗時,觀察到放在射線管附近塗有氰亞鉑酸鋇的屏上發出的微光,最後他確信這是一種尚未為人所知的新射線。有人提議將他發現的新射線定名為「倫琴射線」,倫琴卻堅持用「X射線」這一名稱,產生X射線的機器叫做X射線機。倫琴的名字英文一般寫為Roentgen(德文名字Röntgen的另一種拼法),很多英語文獻和資料使用這一拼寫。1901年,首屆諾貝爾獎頒發,倫琴獲得諾貝爾物理學獎

生平[編輯]

倫琴出生在德國倫內普(現在屬於雷姆沙伊德的一部分)的一個紡織商人家庭. 在他三歲的時候全家搬到了荷蘭的阿帕爾多倫 。他在馬爾廷尼斯·赫爾曼·凡·多倫學院(Institute of Martinus Herman van Doorn)接受早期教育,後來就讀於烏得勒支技術學校,但是因為給一位老師畫諷刺漫畫被學校開除,儘管他一直堅持他並沒有畫。

1865年,倫琴進入烏得勒支大學讀書,隨後在蘇黎世聯邦理工學院學習機械工程。1869年獲蘇黎世大學物理學博士學位。1874年倫琴任史特拉斯堡大學講師。1875年成為霍恩海姆(Hohenheim)農業學院教授。1876年他返回史特拉斯堡大學做物理學教授,1879年任吉森大學物理系主任。1888年他就任符茲堡大學物理系主任。1900年,在巴伐利亞政府一再請求下擔任慕尼黑大學物理系主任。

倫琴有親屬居住在美國愛荷華州,他曾經也打算移民。儘管他已經接受了紐約哥倫比亞大學的合約而且也真的買了跨洋船票,但是第一次世界大戰的爆發改變了他的計劃,他終於還是留在慕尼黑繼續他未完成的事業。1923倫琴死於內臟癌症。因為他的研究只持續了不長時間,並且是在這個研究領域中為數不多嚴格使用鉛防護屏的倡導者,因此很難相信他的癌症是源於電離輻射。

X射線的發現[編輯]

倫琴

1895年間倫琴使用他的同行赫茲希托夫克魯克斯特斯拉萊納德設計的設備研究真空管中的高壓放電效應。11月初倫琴重複著萊納德管試驗,這個萊納德管加入了一個很窄的金屬鋁做的窗口,允許陰極射線從管子射出來,另外有塊紙板覆蓋住鋁窗口保護它不被產生陰極射線的強電場區破壞。他知道紙屏能夠防止光線逃逸,但是觀察到當他用塗了氰亞鉑酸鋇的小紙屏靠近鋁窗,看不到的陰極射線能夠在紙屏上產生螢光效應。這讓倫琴想到,比萊納德管的管壁更厚的克魯克斯管可能也會導致螢光效應。

1895年11月8日下午晚些時候,他決定試驗他的想法。他仔細的做了一個跟萊納德管試驗類似的黑紙屏,並用這塊版覆蓋住克魯克斯管並把電極放到一個感應線圈 (舊稱為「魯姆科夫線圈」)中來產生靜電電荷。在用氰亞鉑酸鋇屏驗證他的想法之前,倫琴把房間弄暗以檢測是不是他的紙板漏光。當他把線圈穿過管子的時候,確定板子確實不透光,並著手進行下一步實驗。就在這時,他從距離試驗管幾米遠的地方注意到微弱的光。為了確定他的發現,他試著重複上面的操作,每次都能看到同樣的微光。 擦燃一根火柴,他才發現是他放在工作檯上準備下一步使用的氰亞鉑酸鋇發光。

接下來的幾個小時倫琴一遍一遍的重複著試驗。他很快確定出一個距離管子特定的距離,從這裡能夠觀察到比前面的試驗更強的螢光。他推測可能發現了一種新的射線。11月8日是一個星期五,倫琴利用這個周末重複試驗並做了第一次記錄。在接下來的幾個星期他在實驗室內吃住,研究了他暫時命名為X射線的新射線的差不多所有性質,並用對未知的部分給出數學表示。儘管最終新的射線用他的名字來命名為倫琴射線,但是他總是首選最初的術語X射線。

倫琴發現X射線並非偶然,他也不是獨自工作。據調查,當時多個國家不少人都在進行這方面的研究而且,發現時間也很接近。事實上,2年前賓夕法尼亞大學就已經製造出X射線和和它的影像記錄。然而,那裡的研究人員沒有意識到這一發現的重要性,只是把他們歸檔了事,因此也就失去了獲得最偉大物理發現的讚譽的機會。他碰巧在屏上發現的東西把他的注意力從原來的研究中引開了。他當時已經計劃在下一步的試驗中用那個屏,那之前很短時間他就取得了這一發現。

當他研究不同材料對這種射線的阻擋能力, 就把這一小片材料放到射線產生的地方。可以想像當看到第一張呈現在他製作的屏幕上的X光影像上閃爍的骨架的時候,倫琴是多麼地驚訝。據說他後來在實驗室秘密的進行這項試驗,因為他害怕如果這個發現是個錯誤會影響他的教授聲譽。

倫琴的原始論文《一種新的X射線》在50天後也就是1895年12月28日被出版。1896年1月5日,奧地利一家報紙報導了倫琴的發現。倫琴發現X射線以後,維爾茲堡大學授予他榮譽醫學博士學位。在1895年到1897年間他一共出版了總計3篇關於X射線的論文。倫琴治學十分的嚴謹,到現在為止還沒有發現他的學術論文裡面存在錯誤。

影響和榮譽[編輯]

倫琴的發現不僅對醫學診斷有重大影響,同時也影響了20世紀許多重大科學成就的出現。

受倫琴的影響,1896年亨利·貝克勒在發光材料的試驗中偶然發現了一種新射線的穿透性。這樣倫琴的發現間接地影響了放射性的發現。因為該發現1903年貝克勒和瑪麗·居里被共同授予諾貝爾獎

倫琴射線直到今天最重要的應用領域仍然是醫學診斷。用於診斷的射線強度已被大大降低,同時診斷結果可以顯示更清晰的細節。在現代數位技術的幫助下,倫琴射線診斷已經可以提供人體內部三維圖像。除了在醫學上,倫琴射線還應用在微觀世界的觀察和對太空的研究。另外一個倫琴射線的重大應用領域是材料無損探傷。使用倫琴射線可以檢測出金屬材料和焊接部位的內部缺陷。

為了紀念倫琴的成就,X射線在許多國家被稱為倫琴射線。另外第111號化學元素(Roentgenium (Rg))也以倫琴命名。在倫琴的祖國,德國有許多以倫琴命名為學校,街道和廣場。由於倫琴在物理學的傑出成就,在德國的吉森市,柏林市和倫琴的出生地倫內普(Lennep)(雷姆沙伊德)都建有倫琴紀念碑。

參看[編輯]

參考資料[編輯]

外部連結[編輯]