倫琴射線問(wèn)題

1、 “ “被扔進(jìn)廢紙簍被扔進(jìn)廢紙簍的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)” 倫琴發(fā)現(xiàn)倫琴發(fā)現(xiàn)X X射線的射線的實(shí)驗(yàn)、意義及反思實(shí)驗(yàn)、意義及反思李李 鳴（鳴（026863 026863 英語(yǔ)語(yǔ)言文學(xué)）英語(yǔ)語(yǔ)言文學(xué)）陳林峰（陳林峰（029011 029011 國(guó)際法學(xué)國(guó)際法學(xué) ）宋樹強(qiáng)（宋樹強(qiáng)（026829 026829 教育技術(shù)學(xué)）教育技術(shù)學(xué)） 內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要：要：q倫琴生平及倫琴生平及X X射線簡(jiǎn)介射線簡(jiǎn)介q倫琴發(fā)現(xiàn)倫琴發(fā)現(xiàn)X X射線的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及意義射線的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及意義q對(duì)倫琴發(fā)現(xiàn)對(duì)倫琴發(fā)現(xiàn)X X射線的反思射線的反思 一、倫琴生平及X射線簡(jiǎn)介（一）倫琴生平（一）倫琴生平q 1845年3月27日出生于德國(guó)的萊

2、因省貝爾吉施的倫內(nèi)普(Lennep)。q 倫琴三歲時(shí)隨父母遷居荷蘭。 q 1862年他進(jìn)入烏得勒支(Utrecht)一所技術(shù)實(shí)科學(xué)校,但被學(xué)校開除,這使他在上大學(xué)的道路上遇到了嚴(yán)重障礙。q 1865年以旁聽生的身份進(jìn)入烏得勒支大學(xué)，同年轉(zhuǎn)到瑞士蘇黎世工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)機(jī)械工程專業(yè),1868年獲得工程學(xué)畢業(yè)證書,1869年獲博士學(xué)位。 q 1870年孔脫(AugustKundt)擔(dān)任維爾茨堡(Wu.rzburg)大學(xué)的物理教授,倫琴作為助手隨同前往。q 1872年隨孔脫轉(zhuǎn)到斯特拉斯堡(Strassburg)新創(chuàng)立的帝國(guó)大學(xué)任講師。q 1875年到霍恩海姆(Hohenheim)農(nóng)業(yè)學(xué)院任數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授

3、,第二年又回到斯特拉斯堡。q 1879年任吉森(Giessen)大學(xué)物理學(xué)教授。q 1888年來(lái)到維爾茨堡大學(xué), 同年倫琴做了玻璃板等電介質(zhì)在帶電的電容器極板間移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磁效應(yīng)的著名實(shí)驗(yàn)。在維爾茨堡工作期間,他繼續(xù)進(jìn)行在壓力作用下固體和液體不同物理性質(zhì)的研究。1895年在這里進(jìn)行了導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)X射線的實(shí)驗(yàn)。q 1900年到慕尼黑大學(xué)任物理研究所所長(zhǎng)。q 1901年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。q 1923年2月10日因患腸癌逝世。 一、倫琴生平及X射線簡(jiǎn)介（一）倫琴生平（一）倫琴生平q 才華橫溢的科學(xué)家才華橫溢的科學(xué)家q 精湛的實(shí)驗(yàn)大師精湛的實(shí)驗(yàn)大師q 遠(yuǎn)見卓實(shí)的教育家遠(yuǎn)見卓實(shí)的教育家q 淡薄名利，熱愛生活的

4、典型學(xué)者淡薄名利，熱愛生活的典型學(xué)者 “他的突出性格是絕對(duì)的正直他的突出性格是絕對(duì)的正直, ,我們可以這樣說(shuō)我們可以這樣說(shuō), ,從從哪種意義上講哪種意義上講, , 他都是他都是1919世紀(jì)理想的化身世紀(jì)理想的化身: :堅(jiān)強(qiáng)、誠(chéng)堅(jiān)強(qiáng)、誠(chéng)實(shí)而有魄力，獻(xiàn)身科學(xué)實(shí)而有魄力，獻(xiàn)身科學(xué), ,從不懷疑科學(xué)的價(jià)值從不懷疑科學(xué)的價(jià)值; ;他對(duì)人他對(duì)人民民, ,對(duì)記憶中的事物以及對(duì)理想具有一種少有的忠誠(chéng)對(duì)記憶中的事物以及對(duì)理想具有一種少有的忠誠(chéng)和犧牲精神和犧牲精神” 鮑維利鮑維利( (）一、倫琴生平及X射線簡(jiǎn)介（二）（二）X X射線簡(jiǎn)介射線簡(jiǎn)介性質(zhì)：性質(zhì)： 射線是一種波長(zhǎng)極短的電磁波。是由高速運(yùn)動(dòng)的帶射線是一種波

5、長(zhǎng)極短的電磁波。是由高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子與物質(zhì)原子中的內(nèi)層電子相作用而產(chǎn)生的電粒子與物質(zhì)原子中的內(nèi)層電子相作用而產(chǎn)生的, ,它的波它的波長(zhǎng)比紫外線更短，與紅外線、紫外線及可見光一樣長(zhǎng)比紫外線更短，與紅外線、紫外線及可見光一樣, ,具有具有波動(dòng)性的一切特點(diǎn)波動(dòng)性的一切特點(diǎn), ,即反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象即反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象, ,且能量更大且能量更大, ,波長(zhǎng)更短波長(zhǎng)更短. .同時(shí)具有粒子性。同時(shí)具有粒子性。應(yīng)用：應(yīng)用： 醫(yī)學(xué)：醫(yī)學(xué)： X X光透視診斷光透視診斷 工業(yè)：工業(yè)： X X光工業(yè)探傷光工業(yè)探傷 天文：天文： X X射線望遠(yuǎn)鏡、射線望遠(yuǎn)鏡、X X射線探測(cè)衛(wèi)星射線探測(cè)衛(wèi)星二、倫琴

6、發(fā)現(xiàn)X射線的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及意義F1895年：年：F一疊未曝過(guò)光的底片放在放電管附近，變成一疊未曝過(guò)光的底片放在放電管附近，變成了灰黑色，有些地方已壞了。了灰黑色，有些地方已壞了。F有射線？有射線？實(shí)驗(yàn)（1895年11月8日）：F用黑色硬紙板把放電管嚴(yán)密封好。F在暗室中接通高壓電流。F現(xiàn)象：位于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的小小的熒光晶體發(fā)出奇異的閃光，距離放電管1米遠(yuǎn)的涂有鉑氰酸鋇的紙屏也閃耀著淺綠色的光，而切斷電源后閃光就立即消失。F把熒光屏一步步移遠(yuǎn)，屏上仍有較強(qiáng)的熒光出現(xiàn)。F帶著這張涂料紙走進(jìn)隔壁房間，熒光屏在放電管工作時(shí)仍繼續(xù)閃光。F倫琴確信，這一新奇的現(xiàn)象是迄今為止尚未觀察過(guò)的。試驗(yàn)試驗(yàn)：F獨(dú)自工作，以便證

7、實(shí)這個(gè)偶然的觀察是確定的事實(shí)。獨(dú)自工作，以便證實(shí)這個(gè)偶然的觀察是確定的事實(shí)。F用木板、紙和書來(lái)試驗(yàn)，這些東西對(duì)那未知的射線來(lái)用木板、紙和書來(lái)試驗(yàn)，這些東西對(duì)那未知的射線來(lái)說(shuō)都是透明的。說(shuō)都是透明的。F希望在提出希望在提出“完美無(wú)暇的結(jié)果完美無(wú)暇的結(jié)果”之后才去享受這突如之后才去享受這突如其來(lái)的幸福其來(lái)的幸福F在七個(gè)星期之內(nèi)，獨(dú)自在自己的實(shí)驗(yàn)室里研究新的射在七個(gè)星期之內(nèi)，獨(dú)自在自己的實(shí)驗(yàn)室里研究新的射線及其特性，線及其特性，F(xiàn)為了排除視力的錯(cuò)覺，利用感光板把他在光屏上觀察為了排除視力的錯(cuò)覺，利用感光板把他在光屏上觀察到的現(xiàn)象記錄下來(lái)，他甚至吩咐給他把飲食帶到研究到的現(xiàn)象記錄下來(lái)，他甚至吩咐給他把

8、飲食帶到研究所去，并在那里安放了一張床鋪，以便無(wú)須中斷利用所去，并在那里安放了一張床鋪，以便無(wú)須中斷利用儀器、特別是利用水銀空氣泵進(jìn)行的研究工作。儀器、特別是利用水銀空氣泵進(jìn)行的研究工作。 1895年12月22日 ，倫琴夫人的手骨照片：倫琴對(duì)X射線的性質(zhì)的概括：FX射線的穿透能力與障礙物的密度和厚度成反比F放電管的真空度越高，所發(fā)出的射線穿透能力越強(qiáng)F1895年12月28日，向維爾茨堡物理學(xué)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)遞交了通訊，題目為一種新的射線，初步報(bào)告。F按代數(shù)上的未知數(shù)符號(hào)將此射線命名為“X射線”。 F1896年年初，倫琴把他的新發(fā)現(xiàn)公之于眾，立即引起了巨大的轟動(dòng) F倫琴的論文3個(gè)月內(nèi)連續(xù)印刷了5次，很快

9、被翻譯為多種文字。1896年亞年內(nèi)，世界各地發(fā)表了關(guān)于X射線的論文1千余篇。 F倫琴將射線的專利權(quán)毫無(wú)保留地公諸于世，讓它為全人類服務(wù)。倫琴發(fā)現(xiàn)倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的意義射線的意義 F為醫(yī)學(xué)診斷提供了新的工具 F揭開了物理學(xué)微觀研究的序幕,標(biāo)志著物理學(xué)的研究進(jìn)入了新的時(shí)代。 19世紀(jì)末另外的三大發(fā)現(xiàn)都是在X射線發(fā)現(xiàn)直接影響下發(fā)生的。 射線的發(fā)現(xiàn)對(duì)量子理論和相對(duì)論的誕生也產(chǎn)生了間接的推動(dòng)作用。F“ 1895年倫琴射線的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著物理學(xué)年倫琴射線的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著物理學(xué)史上一個(gè)偉大時(shí)代的開始，標(biāo)志著新、史上一個(gè)偉大時(shí)代的開始，標(biāo)志著新、舊物理學(xué)自然的分水嶺。舊物理學(xué)自然的分水嶺?！?盧瑟福盧瑟福三、對(duì)倫琴

10、發(fā)現(xiàn)三、對(duì)倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的反思：射線的反思：F（一）倫琴具有個(gè)性鮮明的科研風(fēng)格： 善于思考、勇于創(chuàng)新：與時(shí)俱近的創(chuàng)新機(jī)制與時(shí)俱近的創(chuàng)新機(jī)制 u“雙眼自將秋水洗，一生不受古人欺” u“科學(xué)史告訴我們，在每一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)中，功勞和幸運(yùn)獨(dú)特地結(jié)合在一起，在這種情況下，許多外行人也許認(rèn)為幸運(yùn)是主要的因素。但是，了解您的創(chuàng)造個(gè)性特點(diǎn)的人將會(huì)懂得，正是您，一位擺脫了一切成見，把完善的實(shí)驗(yàn)藝術(shù)與最高的科學(xué)誠(chéng)意和注意力結(jié)合起來(lái)的研究者，應(yīng)該得到作出這一偉大發(fā)現(xiàn)的幸?！?。 F鍥而不舍、精益求精鍥而不舍、精益求精 “告訴你使我達(dá)到目標(biāo)的奧秘吧。我唯一的告訴你使我達(dá)到目標(biāo)的奧秘吧。我唯一的力量就是我的堅(jiān)持精神。力量就是我

11、的堅(jiān)持精神?！?巴斯德巴斯德 倫琴的堅(jiān)持精神倫琴的堅(jiān)持精神 “我不是預(yù)言家，也不喜歡預(yù)言；我繼續(xù)我我不是預(yù)言家，也不喜歡預(yù)言；我繼續(xù)我的實(shí)驗(yàn)研究，我從不發(fā)表沒(méi)有把握的結(jié)果。的實(shí)驗(yàn)研究，我從不發(fā)表沒(méi)有把握的結(jié)果。” 倫琴倫琴奧斯特瓦爾德：奧斯特瓦爾德：F天才的自然科學(xué)家分為兩大類：天才的自然科學(xué)家分為兩大類：“經(jīng)典經(jīng)典派派”和和“浪漫派浪漫派”。 F“浪漫派第一件關(guān)心的事是解決現(xiàn)有的浪漫派第一件關(guān)心的事是解決現(xiàn)有的問(wèn)題，以便為新問(wèn)題騰出位置，經(jīng)典派問(wèn)題，以便為新問(wèn)題騰出位置，經(jīng)典派第一件關(guān)心的事是徹底地研究現(xiàn)有的問(wèn)第一件關(guān)心的事是徹底地研究現(xiàn)有的問(wèn)題，以便無(wú)論是自己還是同代人中的其題，以便無(wú)論是

12、自己還是同代人中的其他任何人，都不可能再去改善所得的結(jié)他任何人，都不可能再去改善所得的結(jié)果。果?！?F倫琴：經(jīng)典派倫琴：經(jīng)典派F一生總共發(fā)表了一生總共發(fā)表了58篇文章篇文章F僅憑其第僅憑其第49篇論文：篇論文：一種新的射線，一種新的射線，初步報(bào)告初步報(bào)告 F“這三篇論文對(duì)事物敘述得如此詳盡無(wú)遺這三篇論文對(duì)事物敘述得如此詳盡無(wú)遺，以致在整整十年之中不可能補(bǔ)充任何，以致在整整十年之中不可能補(bǔ)充任何新的東西。據(jù)我所知，在所有論述發(fā)現(xiàn)新的東西。據(jù)我所知，在所有論述發(fā)現(xiàn)的文章中，疏漏如此之少者寥寥無(wú)幾，的文章中，疏漏如此之少者寥寥無(wú)幾，倫琴的論文寫得何等精心！倫琴的論文寫得何等精心！”F勞厄勞厄倫琴射線

13、發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的倫琴射線發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的機(jī)遇問(wèn)題機(jī)遇問(wèn)題 F被扔進(jìn)廢紙簍的諾貝爾獎(jiǎng)？被扔進(jìn)廢紙簍的諾貝爾獎(jiǎng)？機(jī)遇的作用機(jī)遇的作用F科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史，充滿了到達(dá)意料之外的目的地，以及乘錯(cuò)了船卻抵達(dá)正確的港口這類事例。 凱斯特勒 三種不同的發(fā)現(xiàn)類型 F各種思想的偶然結(jié)合而產(chǎn)生的直覺： 將表面上并無(wú)聯(lián)系的思想或各種信息，突然的結(jié)合在一起，在頭腦中形成了一種新的、富有意義的關(guān)系；F阿基米德式直覺 科學(xué)家看到某種司空見慣的事情，突然發(fā)現(xiàn)這件事與他正在苦思的問(wèn)題在某些地方存在著類同，從而使他已經(jīng)載有大量有關(guān)信息的頭腦豁然開朗；F偶然發(fā)現(xiàn) 科學(xué)家碰到一個(gè)不尋常的事件或者是兩個(gè)并非不常見的事件的奇特的巧合，或者得到一個(gè)

14、意外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。認(rèn)出機(jī)遇的機(jī)會(huì)認(rèn)出機(jī)遇的機(jī)會(huì) F在倫琴之前，X射線進(jìn)入物理學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室已有多年了 X射線伴隨著陰極射線產(chǎn)生 出現(xiàn)在物理學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室大約已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì) 丟進(jìn)廢紙簍 ？ 吸取教訓(xùn)，把底片放到遠(yuǎn)離陰極射線管的安全地方 ？F1876年，英國(guó)科學(xué)家克魯克斯（William Crooks，18321919）： 以底片的質(zhì)量問(wèn)題，去生產(chǎn)廠家退了貨F1890年，美國(guó)費(fèi)城的科學(xué)家古斯比德（AWGoodspeed）， 錯(cuò)誤地將自己發(fā)現(xiàn)的射線當(dāng)作陰極射線F1896年2月22日，（倫琴的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)公布），古斯比德： 把自己發(fā)現(xiàn)的射線當(dāng)作陰極射線沒(méi)有抓住機(jī)遇的原因：沒(méi)有抓住機(jī)遇的原因：F忽視新現(xiàn)象 他們當(dāng)

15、時(shí)正在進(jìn)行著“重要的”研究工作，他們?cè)谶M(jìn)行計(jì)劃中的研究，對(duì)意外現(xiàn)象沒(méi)有足夠的思想準(zhǔn)備F錯(cuò)誤地解釋新現(xiàn)象 把它解釋為已有的現(xiàn)象，他們不認(rèn)識(shí)新現(xiàn)象，也就是說(shuō)他們沒(méi)有真正作出發(fā)現(xiàn) F“在觀察的領(lǐng)域中，機(jī)遇只偏愛那種有準(zhǔn)備的頭腦?！卑退沟?F真正起作用的是對(duì)機(jī)遇觀察的解釋。機(jī)遇只起提供機(jī)會(huì)的作用，必須由科學(xué)家去認(rèn)出機(jī)會(huì)，抓住不放。 一些困難：F機(jī)會(huì)稀少 以重要線索為形式的機(jī)會(huì)并不經(jīng)常出現(xiàn)。唯有在這個(gè)方面，完全是機(jī)遇在起作用。但即使在這一方面，科學(xué)家也并不是純粹起被動(dòng)作用的。F注意線索 需要注意到線索，往往必須具有敏銳地觀察能力，特別是在注意預(yù)期事物的同時(shí)，保持對(duì)意外事物警覺性和敏感性的那種能力。F解釋線索 解釋線索，并抓住其可能具有的重要意義是一切方面中最困難的方面，只有“準(zhǔn)備的頭腦”才能做到。 F“偶然發(fā)現(xiàn)這種類型的發(fā)現(xiàn)是由偶然加上洞察力做出的，把這些發(fā)現(xiàn)純粹歸因于機(jī)遇，或者說(shuō)運(yùn)氣，那就沒(méi)有擊中要害?！?沃波爾F機(jī)會(huì)往往與那些花費(fèi)較多時(shí)間致力于實(shí)驗(yàn)室工作和野外工作的科學(xué)家有緣 F同研究中的現(xiàn)象保持長(zhǎng)期的接觸 F機(jī)會(huì)青睞那些對(duì)所研究的課題具有豐富知識(shí)的人 倫琴的科學(xué)素養(yǎng)倫琴的科學(xué)素養(yǎng)F他始終對(duì)實(shí)驗(yàn)研究有濃厚的興趣F親自動(dòng)手的良好習(xí)慣F學(xué)習(xí)工程技術(shù)