电子技术 X光的发明

Posted 2022-01-01

篇首语：岁寒，然后知松柏之后凋也。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了电子技术 X光的发明相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　　1895年11月8日，德国物理学家伦琴(1845—1923年)，在一次实验中将阴极射线放电管包上厚厚的黑纸，防止外部光线扰乱阴极射线。然而，他注意到在离射线管1米远的地方，有个氰化钡做成的荧光屏，这个荧光屏随阴极射线管的每次放电，一闪一闪地发光。伦琴把荧光屏挪至远处，它照样闪光;他又在阴极射线放电管和荧光屏之间放上书、木板和铝片，荧光屏还是闪光;只有在它们之间放上铅块或厚厚的铁板时，闪光才会消失。显然，阴极射线管中发出的是一种穿透力很强的射线，但不会是阴极射线。

　　在实验室里，伦琴连续工作了6个星期，仔细地研究这种射线与加在放电管上电压的关系，研究各种物体对这种射线的吸收特性，以及射线在各个方向的强度分布。他将手掌放在阴极射线管和荧光屏之间，荧光屏清晰地显现出手掌的骨骼。这种射线还会使相片底片感光，他用感光胶片拍摄他夫人带有戒指的纤细的手，结果照片不再富有诗意，那上面的手指就像是骷髅的指骨套有一件不相干的金属圈。随后，他向外界公布了自己的研究结果，那张不可思议的照片尤其令世人大为震惊。

　　伦琴把来历不明的这种射线称为“X射线”，因为在数学中人们习惯用“X”代表未知数。今天，人们知道“X射线”是发自阴极的电子在电场中加速后打在物体上突然减速辐射的电磁波。

　　利用X光，人们能够看到身体内部的许多组织结构，发现骨骼的意外损伤和嵌入身体的金属弹片，从而，可以帮助医生诊断疾病。X光有着巨大的实用价值，然而伦琴没有为自己申请技术专利，他希望全世界的人都能够利用它，因而，X光技术迅速地普及至世界各地，有力地推进了医学进步。

　　伦琴在1901年获得首次颁发的诺贝尔物理学奖，然而，他晚年仍然过着贫困的生活，并在德国大萧条的岁月中寂寞地死去。

　　1897年，英国物理学家汤姆孙(1856—1940年)，对阴极射线进行更加精确的实验研究。他继续改

　　进真空泵，进一步提高放电管的真空度，发现了阴极射线在电场中的偏移现象。赫兹在1891年曾做过类似的实验，但由于真空度不高，在偏转电极之间发生了气体放电，不能产生使阴极射线偏转的力量，因而，导致赫兹对这种射线本质的误解。汤姆孙测量了阴极射线在磁场中的偏转半径，用热电偶测量出阴极射线打在阳极上产生的温度变化，从而计算出这种射线的速度比电磁波低得多。他用不同气体和不同材料制成的阴极做实验，但得到的结果完全相同。他确信，阴极射线是一种带负电的微粒，与气体成分或阴极材料无关，它存在于一切物质之中。

　　1897年4月30日，汤姆孙向英国皇家学会报告自己的研究成果，这篇报告为阴极射线的本质做出了最终的科学论断。后来，汤姆孙用“电子”一词命名他所确认的这种带电微粒。从此，科学史家将人类发现电子的时间定为1897年。

　　就在汤姆孙发现电子的1897年，德国发明家布劳恩(1850—1918年)完成了应用电子技术的第一件发明——利用电子束做成了世界上最轻便灵活的“笔”，这种奇妙的“笔”可以描绘稍纵即逝的电学现象：根据电子留下的踪迹，人们可以从容地观察电信号的变化过程。

　　如果在抽成真空的阴极射线管里装上圆柱形空心电极，然后加上电压，那么，发自阴极的电子在穿过电极时受到静电力的约束，就会聚成细束;如果在电子束通过的路径安装两对相互垂直的金属平行板电极，其中一对电极使电子束跟随加在电极上的电压信号上下垂直运动，另一对电极使其左右水平运动，再在与阴极相对的玻璃管壁上均匀地涂敷一层矿物质细粉(例如硫化锌)，那么，电子束打在上面就会产生黄绿色光斑，这种可以发光的涂层称为荧光屏。如果使电子束在水平方向作等速运动，荧光屏就会显现加在垂直偏转板上的电压随时间变化的过程，电子的这种工作方式被称为“扫描”。这项发明为科学家提供了其梦寐以求的对仪器观测的手段，使人们不必再凭想象研究电的变化过程而能够超越感觉器官的局

　　限，直观地看到它们，这为后来电视、雷达和电子显微镜的发明，奠定了重要基础。

　　布劳恩是一位具有深厚科学功底的发明家，他在德国柏林大学获博士学位后，同时从事德国3所大学的学术研究工作。1874年，他发现某些金属硫化物具有使电流单方向通过的特性。他利用它们做成了无线通信不可或缺的检波器，开创了人类研究半导体的先例。19世纪90年代，当他得知人们正在研究阴极射线时，又立即转向这一新领域，产生了使这种射线聚焦、扫描的构想。