• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wilhelm Conrad Roentgen

    18.09.2009. 21:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Wilhelm Conrad Roentgen, odkrywca promieni X, urodził się w 1845 r. w Lennep w Niemczech. W 1869 r. uzyskał doktorat na uniwersytecie w Zurychu. Przez następne dziewiętnaście lat pracował na paru uniwersytetach, zyskując sobie stopniowo opinię doskonałego naukowca. W 1888 r. został profesorem fizyki i dyrektorem Instytutu Fizyki uniwersytetu w Wiirzburgu. Właśnie tam w 1895 r. Roentgen dokonał odkrycia, które przyniosło mu sławę. 8 listopada 1895 r. Roentgen prowadził doświadczenia nad promieniami katodowymi. Promienie katodowe to w istocie strumień elektronów powstający wtedy, gdy utrzymujemy wysokie napięcie między dwoma elektrodami umieszczonymi w przeciwległych końcach zamkniętej rury szklanej, z której usunięto powietrze. Promienie katodowe są raczej mało przenikliwe i nie przechodzą przez parocentymet-rową warstwę powietrza.

    W przeprowadzanym doświadczeniu Roentgen owinął szklaną rurę grubym, czarnym papierem, tak że nawet po włączeniu prądu elektrycznego światło z rury nie przedostawało się na zewnątrz. Kiedy Roentgen doprowadził prąd do elektrod, zobaczył, ku swemu zdziwieniu, że ekran fluorescencyjny leżący obok na stole zaczyna świecić, tak jakby padało nań światło. Wyłączył prąd, a wówczas ekran (pokryty platynocyjankiem barowym, związkiem fluorescencyjnym) przestał świecić. Roentgen bardzo szybko zdał sobie sprawę, że podczas przepływu prądu powstaje w rurze jakieś niewidzialne promieniowanie. Ze względu na tajemniczą naturę niewidzialnego promieniowania Roentgen nazwał je "promieniami X" ("X" jest zwykle stosowanym matematycznym symbolem na oznaczenie nieznanej wielkości).

    Roentgen był tak podniecony swoim przypadkowym odkryciem, że odstawił wszystkie inne badania i skupił się na badaniu własności promieni X. Po paru miesiącach wytężonej pracy wykrył następujące fakty. (1) Promienie X powodują fluorescencję nie tylko platynocyjanku barowego, ale także innych związków. (2) Promienie X przechodzą przez wiele materiałów nieprzenikliwych dla zwykłego światła. Uwagę Roentgena zwrócił zwłaszcza fakt, że promienie X przechodzą przez ludzkie ciało, a są pochłaniane przez kości. Gdy Roentgen wsunął rękę między rurę wyładowczą a ekran fluorescencyjny, zobaczył na ekranie kości swojej dłoni. (3) Promienie X rozchodzą się po liniach prostych; pole magnetyczne nie powoduje odchylenia ich biegu, co odróżnia je od strumienia cząstek z ładunkiem elektrycznym. W grudniu 1895 r. Roentgen napisał pierwszy artykuł na temat promieni X. Sprawozdanie wzbudziło ogromne zaciekawienie i podniecenie.

    W ciągu paru miesięcy setki uczonych badało promienie X, a w ciągu roku na ich temat opublikowano około tysiąca artykułów! Jednym z uczonych, dla których odkrycie Roentgena stało się bezpośrednim bodźcem do własnych badań, był Antoine Henri Becąuerel. Becąuerel zamierzał badać promienie X i przy tej okazji odkrył jeszcze ważniejsze zjawisko, a mianowicie promieniotwórczość. Ogólnie biorąc, promienie X powstają w wyniku bombardowania jakiegoś ciała szybkimi elektronami. Same promienie X nie są strumieniem elektronów, są to fale elektromagnetyczne. Jest to zatem promieniowanie podobne do promieniowania widzialnego (to znaczy do fal świetlnych), różnią się one jedynie długością fali - fala promieni X jest znacznie krótsza. Najbardziej znanym zastosowaniem promieni X jest rentgenoskopia, czyli prześwietlenia, wykorzystywana w diagnostyce lekarskiej i dentystycznej. Promienie X wykorzystywane są również w radioterapii - do niszczenia nowotworów złośliwych lub do hamowania ich rozwoju. Znajdują także zastosowanie w przemyśle, na przykład do pomiaru grubości ścianek lub do wykrywania wewnętrznych wad. Wykorzystywane są w badaniach naukowych, w tak rozmaitych dziedzinach, jak np. biologia i astronomia. Promienie X dostarczyły uczonym wiele informacji o budowie atomów i cząsteczek chemicznych.

    Cała zasługa w odkryciu promieni X należy do Roentgena. Pracował sam, odkrycie było nieoczekiwane, a sposób prowadzenia badań i wykorzystanie odkrycia - znakomite. Ponadto odkrycie to było poważnym bodźcem dla badań Becquerela i innych uczonych. Nie należy jednak przeceniać znaczenia tego dokonania. Wykorzystanie promieni X przynosi z pewnością duże korzyści, ale nie można powiedzieć, że zmieniło ono całą naszą technikę, tak jak to się stało po odkryciu indukcji elektromagnetycznej przez Faradaya. Nie można również twierdzić, że odkrycie promieni X miało podstawowe znaczenie teoretyczne. Promieniowanie nadfioletowe (o krótszej fali niż fale światła widzialnego) znane już było od prawie stu lat. Istnienie promieni X, podobnych do promieni nadfioletowych, tylko o jeszcze krótszej fali, mieści się zatem doskonale w ramach klasycznej fizyki. Biorąc to wszystko pod uwagę, sądzę, że należy umieścić Rentgena znacznie niżej od Rutherforda, który dokonał odkryć o fundamentalnym znaczeniu.

    Roentgen nie miał własnych dzieci; wraz z żoną adoptowali dziewczynkę. W 1901 r. Roentgen stał się pierwszym w historii laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Zmarł w 1923 r. w Monachium w Niemczech.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    W optyce geometrycznej obraz to reprezentacja rzeczywistego przedmiotu (źródła promieni świetlnych). Obraz danego punktu powstaje w miejscu, gdzie promienie świetlne, które wychodzą z tego punktu i przechodzą przez soczewkę, przecinają się (obraz rzeczywisty). Jeżeli promienie te po przejściu przez soczewkę tworzą wiązkę rozbieżną, wówczas w miejscu przecięcia się przedłużeń tych promieni powstaje obraz pozorny. Śledzenie promieni (ang. ray tracing) – technika generowania fotorealistycznych obrazów scen trójwymiarowych. Opiera się na analizowaniu tylko tych promieni światła, które trafiają bezpośrednio do obserwatora. W rekursywnym śledzeniu promieni bada się dodatkowo promienie odbite zwierciadlane oraz załamane. Obraz pozorny – obraz przedmiotu, który powstaje w wyniku przecięcia się przedłużeń promieni rzeczywistych po ich przejściu przez układ optyczny. Obraz pozorny nie jest widoczny na ekranie. Obraz ten jest widoczny dla obserwatora rejestrującego rozbieżną wiązkę promieni opuszczających układ optyczny. Nasze zmysły, przyzwyczajone do prostoliniowego rozchodzenia się światła, lokują obraz w miejscu, w którym w rzeczywistości nie biegną żadne promienie - stąd nazwa obrazu pozornego. Efekt ten bywa wykorzystywany w pokazach iluzjonistycznych.

    Interferometr Macha-Zehndera: W interferometrze Macha-Zehndera promień świetlny padający na wejście układu rozdzielany jest układem luster na dwa promienie, z których każdy przechodzi przez interferometr inną drogą. Następnie oba promienie ponownie spotkają się na wyjściu układu. Obraz interferencyjny, oglądany na ekranie, zależy od różnicy faz obu promieni; a zatem jest on czuły na najdrobniejsze detale, które mogą wpływać na różnicę dróg optycznych pomiędzy ramionami interferometru. Jeśli w jednym z ramion interferometru (nazywanym ramieniem sygnałowym) umieścimy tak zwany obiekt fazowy (dowolny obiekt przezroczysty o nieznacznie zmieniającym się w czasie lub przestrzeni współczynniku załamania) to efekty tych zmian widoczne będą na obrazie interferencyjnym w postaci układu prążków. Można to wykorzystać do badania subtelnych niejednorodności obiektów przezroczystych - np. przestrzennego rozkładu naprężeń w przezroczystym ośrodku stałym, lub rozkładu temperatury (i zarazem gęstości) gazu. Melaniny – grupa pigmentów odpowiadających za pigmentację organizmów. U ludzi występują głównie w skórze właściwej i naskórku, we włosach, a także w naczyniówce, powodując, że promienie świetlne mogą padać do wnętrza oka tylko przez źrenicę. Melaniny skóry i włosów powstają pod wpływem enzymu tyrozynazy w procesie enzymatycznym melanogenezy, do której silnie pobudza promieniowanie UV. Melaniny w skórze chronią jej głębsze warstwy przed szkodliwym działaniem promieni ultrafioletowych, które wchodzą w skład promieniowania słonecznego. Pod wpływem tych promieni ilość melaniny się zwiększa, powodując przejściową zmianę zabarwienia skóry (opaleniznę).

    RTG klatki piersiowej – badanie radiologiczne polegające na przechodzeniu przez klatkę piersiową kontrolowanych dawek promieni rentgenowskich (promieni X), rzutowanych na prostopadłą płaszczyznę z detektorem tych promieni. Forward raytracing to metoda śledzenia promieni, która w przeciwieństwie do normalnego (czyli wstecznego - backward) raytracingu zaczyna się nie od kamery, lecz od źródeł światła. Określenie forward oznacza, że symulowane promienie poruszają się w tym samym kierunku co rzeczywistym świecie.

    Soczewka cienka – modelowa soczewka sferyczna o zaniedbywalnie małej grubości. Pojęcie soczewki cienkiej zostało wprowadzone w celu uproszczania wzorów opisujących bieg promieni w układach optycznych (np. w równaniu soczewki) w optyce geometrycznej. Dobrym przybliżeniem soczewki cienkiej jest soczewka, której grubość jest znacznie mniejsza od jej ogniskowej, a średnica jest znacznie mniejsza od promieni krzywizn soczewki, i dla której rozpatrywane są tylko promienie przyosiowe, tzn. biegnące blisko osi optycznej. Krótkowzroczność (miopia, z gr. → myopia) - jedna z najczęściej spotykanych wad refrakcyjnych wzroku polegająca na tym, że tor optyczny oka nieprawidłowo skupia promienie świetlne. Oko miarowe to takie, które bez żadnego napięcia mięśni, a więc bez akomodacji, skupia równoległe promienie światła dokładnie na siatkówce, czyli dla obiektu nieskończenie odległego na siatkówce pojawi się jego ostry obraz. W oku krótkowzrocznym równoległe promienie ogniskowane są przed siatkówką. Przy akomodacji promienie te ogniskowane są jeszcze bliżej, więc - przeciwnie do dalekowidza - krótkowidz nie może sobie pomóc napięciem mięśni ocznych. Jeśli jednak jest wystarczająco jasno to pomaga sobie mrużąc oczy, zmniejszając rozproszenie obrazu na siatkówce poprzez zwiększenie głębi ostrości. Nazwa krótkowzroczności "miopia" pochodzi z języka greckiego (myopia = mrużyć). Przy patrzeniu na bliskie odległości, krótkowidz stara się zmniejszyć odległość między oczami, a oglądanym przedmiotem, aby ten znalazł się w zakresie ostrego widzenia.

    Płytka półfalowa (półfalówka) – przezroczysta płytka wykonana z anizotropowego kryształu (zazwyczaj kwarcu), po przejściu przez którą światło zmienia swoją polaryzację. Działanie płytki wynika z tego, że światło padając prostopadle na taki kryształ rozdziela się na dwa promienie. Mają one ten sam kierunek, ale prostopadłe do siebie polaryzacje. Różnią się także prędkością rozchodzenia w krysztale, co powoduje, że mają do pokonania różne drogi optyczne. Jeśli odpowiednio dobrać długość płytki to po wyjściu z niej fazy obu promieni będą przesunięte względem siebie o π, co odpowiada różnicy dróg optycznych równej połowie długości fali.

    Miedziowce - to pierwiastki chemiczne znajdujące się w 11 (dawn. IB lub I pobocznej) grupie układu okresowego. Należą one do grupy metali przejściowych. Są to: miedź (Cu), srebro (Ag), złoto (Au) i roentgen (Rg).

    Promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie rtg, promieniowanie X, promienie X) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, które jest generowane podczas wyhamowywania elektronów. Długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy nadfioletem i promieniowaniem gamma.

    Dodano: 18.09.2009. 21:12  


    Najnowsze