Главная страница
Кто на сайте
Сейчас 28 гостей онлайн
Объявления
Голосования
В статьях, опубликованных на сайте, для обозначения температуры используется градус Реомюра. Следует ли перевести величины в градусы Цельсия?
 
Посещаемость

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика

Рентгеновские X—лучи. Ни одно открытие не держало весь свет в таком лихорадочном волнении как открытие Вюрцбургским проф. Рентгеном так-называемых X—лучей. Как простые смертные, так и ученые возлагают на них величайшие надежды и будущее должно показать насколько таковые оправдаются. Дело идет не более и не менее как о возможности видеть насквозь через твердые тела, так что и внутреннее содержимое их, напр., внутренние органы человеческого организма становятся видны на особенно приготовленном экране, вследствие чего становится возможным судить об их положении и видоизменениях. Так как публике никогда не сообщалось ничего подобного, то большинство думает, будто это открытие есть продукт умственной деятельности одного лица. Это совершенно не верно. Вюрцбургскому ученому принадлежит лишь та заслуга, что он чисто случайно, во время опытов, открыл новый сорт электрических лучей, которые отличаются от всех светлых лучей известных до сего времени.

Характер этих новых лучей определяется следующим образом: При помощи воздушного насоса выкачивают воздух из стеклянной трубки и затем запаивают ее. С обоих концов в трубку вплавлены платиновые проволоки, вдающиеся внутрь трубки на 1—2 сант. и на столько же выступающие снаружи. Эти платиновые проволоки соединяют с полюсами индукционной катушки Румкорфа, приведенной в действие аккумулятором или гальванической батареей, или же с электрофорной машиной; благодаря этому в трубке получаются известного рода световые эффекты, которым и приписывают возникновение так называемых X—лучей.

Устройство спирали Румкорфа, а равно и история X—лучей описаны Иохимом Морвиц в маленькой книжке, заслуживающей горячей рекомендации; она озаглавлена: Die Photographie mit Rontgenschen
X—Strahlen, издание Дресселя в Берлине, цена 60 пфенигов. Он, между прочим, пишет следующее:

«Индукционную катушку делают следующим образом: Ток от элементов идет по катушке толстой проволоки, образующей много оборотов вокруг центральной железной части. Вокруг этой катушки делается другая, состоящая из очень большого числа оборотов весьма тонкой проволоки; концы этой проволоки оканчиваются в двух шариках, стоящих на изолирующих столбиках. Как самые проволоки, так и все слои оборотов хорошо изолированы, чтобы ток не мог перескакивать. Перед железной сердцевиной внутренней катушки находится прерыватель тока системы Вагнера, конструкция которого общеизвестна. Если теперь ток пойдет по внутренней катушке, то железо намагничивается, молоточек прерывается начинает действовать и безостановочно автоматически прерывать ток. Вследствие этого в наружной катушке развивается индуктивный ток, который имеет тем большую силу, чем более число оборотов проволоки в наружной катушке по сравнению со внутренней. Этот индуктивный ток высокого напряжения дает искры значительной длины между концами проволоки наружной катушки. Этот аппарат носит название индукционной спирали Румкорфа, Рис. 855, потому что его впервые сделал в больших размерах в 1848 году в Париже немецкий механик Румкорф. В сравнительно небольшой спирали в наружной катушке бывает 33000 оборотов медной проволоки толщиною 1/3 миллиметра; проволока эта обмотана шелком, а каждый слой оборотов покрыт слоем шеллака. В более крупных аппаратах проволоки бывает в 1/5 миллиметра, и длина проволоки во всей катушке достигает до 100000 метров.

Если соединить концы проволоки наружной катушки с платиновыми проволоками вышеупомянутой трубки, то искры должны будут проходить через трубку; при этом наблюдаются своеобразные явления. Электрический ток, проходя по разряженному пространству внутри трубки, образует большое число параллельных светящихся полос, направляющихся вертикально к платиновым проволокам и разделенных между собой темными промежутками; слои этих полос заполняют всю полость трубки. Это явление наблюдал еще в 1838 г. английский ученый Фарадей. Он сам делал себе для каждого раза трубки, соединяя их стеклянными трубочками с воздушным насосом. Когда воздух будет настолько выкачан из трубки, что барометр находящиеся в ней упадет на высоту 1—2 миллиметров, появятся и вышеупомянутые явления. Приблизительно через 10 лет выдувальщику на стеклянном заводе, Гейслеру, в Бонне, удалось запаять трубку с сохранением внутри желаемого разрежения, вследствие чего она могла служить на долго для получения вышеописанных эффектов. Так возникли общеизвестные Гейслеровские трубки, имеющиеся теперь в каждом физическом кабинете.

Трубки эти обыкновенно наполнены различными разреженными газами, и смотря по характеру газа и содержимого дают чудеснейшие световые эффекты. Если принять один полюс за место вхождения тока, или за положительный, а другой—за место выхождения или отрицательный полюс то наблюдается следующее явление: от положительного полюса, смотря по силе разрежения воздуха или газа, тянется почти до противоположного полюса полоса блестящего пурпурно-красного, красного-желтого или желто-зеленого цвета, тогда как отрицательный полюс окутывается светом различного оттенка от темно-синего до фиолетового. Оба эти цвета, красный — положительный и синий — отрицательный всегда разделены между собой пространством, кажущимся темным. Такие яркие явления получаются только при применении довольно сильного тока. Однако хорошие результаты получаются и при применении маленькой спирали Румкорфа или электрофорной машины. Свет в трубочках кажется непрерывным; это, однако, не имеет места, и каждому прерыванию тока молоточком, соответствует перерыв световых эффектов исходящих, как кажется, из положительного полюса. Что это действительно так, можно убедиться, рассматривая какой-либо предмет вблизи трубки и при этом быстро двигая его. В таком случае прерывающиеся световые волны будут освещать предмет с короткими промежутками, и будет казаться, что мы видим его одновременно в различных местах данного пространства. Совершенно такие же трубки и приблизительно в тоже время сделал в Париже Гассио. Если пропускать ток продолжительное время через трубку в одном направлении, то отрицательный электрод скоро сделается шершавым и вокруг него появится осадок из металла электродов, в данном случае платины. До сих пор еще сомневаются, воздействует ли электрический разряд непосредственно на световой эфир и таким образом вызывает свечение. Прежде допускали, что раскаленные молекулы электродов и газов переносятся по трубке; однако калориметрические измерения К. Видемана доказали, что газы могут раскаляться уже при температуре от 60 до 100 градусов.

Если разрежение воздуха производить сильнее, так чтобы получилось почти безвоздушное пространство (совершенно безвоздушного пространства, к сожалению, не удалось получить) то явление существенно изменится. Интенсивная полоса света, исходящая из положительного полюса «анода» постепенно сокращается, тогда как синеватый свет вокруг отрицательного полюса «катода» начнет все более и более распространяться и, в конце концов, заполняет всю трубку. Это так называемое, «катодное свечение».

Многие физики трудились над исследованием этих лучей, так называемых «катодных лучей» и именно, прежде всего, в 1869 году Гитторф в Мюнстере и проф. Крукс, английский физик, независимо друг от друга исследовали различные явления происходящие при электрическом разряде в разреженных газах. Гитторф прикрепил к каждому электроду внутри трубки по платиновому кружечку. Если после этого воздух выкачивался на столько, что барометрическое давление падало ниже одного миллиметра, то синеватое катодное свечение исходило от отрицательного платинового кружка в виде кистей и наполняло трубку. В данном случае было наблюдено одно явление, имеющее большое значение и признание которого имеет важные последствия. Катод опять оказывается окруженным тенью,

затем по направлению к аноду следует резко ограниченный яркий свет, затем опять темное пространство и, наконец, вышеупомянутые светящиеся слои. Все пронизано идущими от отрицательного полюса, катодными лучами. Эти лучи имеют замечательные качества; в то время как в Гейслеровых трубках светящиеся лучи следуют за всяким искривлением трубки, катодные лучи этого не делают, но могут отходить от катода лишь в прямом направлении, нока не столкнутся с прибом трубки; в тоже время на месте падения лучей обнаруживается новое явление. Стекло в этом месте испускает сильный флуоресцирующий свет, обыкновенно светло-зеленого цвета. Прилагаемые рисунки прямой и изолярной трубки Гитторфа поясняют сказанное (см. рис. 356 и 357).

В настоящее время особенно старательно изучит явления флуоресценции. Крукс создал особую теорию катодных лучей, назвал их «лучеиспускающей материей», так как они по действию напоминают световые и тепловые лучи, но не являются таковыми. Это материя якобы находится в особом четвертом состоянии вещества, и потому вызывает своеобразные явления; однако большинство физиков не разделяет этих воззрений. (См. книжку: «лучеиспускающая материя или четвертое состояние вещества» соч. Вильяма Крукса; немецкий перевод Д-ра Генриха Греттель, издание Квандта и Генделя в Лейпциге 1882; цена 1,50 мар.).

Если поместить Катод в середине трубки, а по обоим концам аноды, то еще яснее видно темное пространство вокруг катода, которое все увеличивается по мере увеличения разрежения воздуха (см. рис. 362).

Явлений флуоресценции в данном случае не наблюдается, так как катодные лучи нигде не падают на стекло, но прямо попадают на анод.

Крукс изобрел целый ряд аппаратов, ясно показывающих действие катодных лучей. Особенно важны вышеупомянутые явления флуоресценции и способность лучей распространяться только по прямому направлению. Для доказательства этого своеобразного качества Крукс взял стеклянные трубки, изображенные на рис. 359; катодом служит это явление соответствует тому, что происходит в Гейслеровых трубках. Если же воздух будет разрежаться сильнее, то появляются катодные лучи, направляются прямо к противоположной стене и вызывают там явления флуоресценции; это изображено на правой стороне рисунка.

Следующий рисунок 360 также изображает прямое распространение катодных лучей. В данном случае анодом служит алюминиевый крест, поставленный на некотором расстоянии от конца трубки. Лучи идущие от катода попадают отчасти на крест отчасти на противоположную стеклянную стенку, где они и вызывают флуоресценцию. Крест бросает явственную тень, что опять таки доказывает прямое распространение катодных лучей. Если через несколько времени устранить крест, то на замеченном ранее месте появляется более сильная флуоресценция, чем на окружающих; это замечательное свойство стекла сходно с таковым же человеческого глаза.

платиновая или алюминиевая пластинка; в различных местах находятся аноды, которые по очереди можно соединять с индукционной катушкой. Если трубки содержат не слишком разреженный воздух, то получается явление, изображенное с левой стороны. Кисти лучей, выходя из катода, склоняются к аноду, соединенному с индуктором;

Далее Крукс показал и механическое действие катодных лучей, которые двигают легкие тела, находящиеся на их пути. Он поместил в трубке колесико с лопатками, лежащее осью па двух стеклянных палочках. Как только лучи начинали действовать, колесико катилось по своим стеклянным рельсам. (Рис. 361). Наконец Крукс доказал, что катодные лучи развивают теплоту. В доказательство он соединил большое число таких лучей в одной точке и ему удалось довести металл до белого каления и даже плавления. Если придать катоду форму вогнутого зеркала, так чтобы лучи концентрировались и скрещиваясь направлялись к аноду, и в точке скрещивания поместить металлическую пластинку напр. из иридиевой платины, то таковая накалиться до бела и даже до плавления (Рис. 362).

Чрезвычайно красивые явления флуоресценции, блестящим образом доказывающие прямое распространение катодных лучей, получаются при следующем опыте. Анод и Катод находятся в верхней части почти шаровидного баллона, из которого выкачан воздух;

на дне его находятся флуоресцирующие благородные камни или минералы, содержащие кальций, барий или стронций. Лучи, выходя сверху, надают на флуоресцирующие предметы и вызывают замечательные световые эффекты, особенно если в баллоне лежат рубины. (Рис. 363).

Еще характерным качеством катодных лучей является отклоняемость их действием магнита. Анодные лучи поддаются действию магнитных сил постольку, поскольку находящиеся в Гейслеровой трубке красные световые волны притягиваются к магнитному полюсу, но вообще вполне сохраняют свою связь с катодом, т. е. иначе говоря, только выгибаются в сторону магнита. Отрицательные, полярные лучи в Гейслеровых трубках настолько слабы, что их нельзя удобно наблюдать. Наоборот в трубках Гитторфа можно точно наблюдать действие магнита на катодные лучи. Здесь анодные лучи имеют стремление сохранять связь с катодом или по меньшей мере с катоднымн лучами, но эти последние вполне отклоняются. В то время как они всегда распространяются только по прямому направлению, благодаря действию магнита они могут быть отклонены в любое направление. Если поместить перед катодом смоляную пластинку, которая будет несколько заменять катодные лучи и только через узкую щель пропускать широкую ленту таковых, то можно с помощью простого подковообразного магнита или еще лучше электромагнита отклонить полосу света от прямого направления. Если начать двигать магнитом внизу под трубкой, то флуоресцирующее пятно, вызванное падением катодных лучей, будет точно следовать за магнитом. (Рис. 364).

Успехи Крукса и Гитторфа и особенно гипотеза первого о лучеиспускающей материи, побудили многих ученых заняться изучением сущности катодных лучей. Эти ученые сделали очень многое в области изучения электрического разряда и лучеиспускания, но не дали достаточного объяснения данного явления. Первый, взявшийся с особым рвением за изучение катодных лучей, был Боннский физик Генрих Гёрц, с успехом работавший и в других областях физики. Этот исследователь, безвременно отнятый от науки, нашел такое качество катодных лучей, которое стоит в прямой связи с открытием Рентгена. А именно он заметил, что катодные лучи в состоянии проникать через тонкие металлические пластинки и позади препятствия вызывать явления флуоресценции. Их другие качества, как то прямое распространение и отклонение магнитом при этом не изменяются. Гёрц опубликовал в 1892 году в Wiedemanns Annalen der Physik und Chemie статью об этом новом свойстве катодных лучей.

Гёрц указал также на химическое действие катодных лучей. Если вместо вышеописанного золотого листочка взять слой серебра, то таковое претерпевает своеобразное изменение от действия лучей. В исследовании химического свойства катодных лучей принимал также участие другой физик проф. К. Гольдштейн, в настоящее время физик при Берлинской обсерватории; в этой области исследования его заслуги весьма велики. Уже в 1880 году он доказал опытами, что катодные лучи имеют химическое действие т. е. оставляют неизгладимый след на чувствительных фотографических пластинках и бумагах.

Герц, подтвердивший в свое время открытие Гольдштейна, попытался обнаружить и вне трубки фотографическое действие катодных лучей. К сожалению смерть похитила его посреди его опытов. Еще незадолго до своей смерти он занимался с своим учеником, тогдашним ассистентом, проф. Ленардом, различными опытами, которые этот последний продолжал уже один.

Рентген заметил, производя опыты с катодными лучами, что экран, обработанный двойным соединением синеродистого бария и синеродистой платины, начал светиться. Он проследил точнее это явление, заметил уже упомянутое влияние затенения и заключил из этого, что свечение вызвано выходящими лучами.

Следовало только определить точку происхождения этих лучей. Катодные лучи сами не могли вызывать свечения, так как они не могли выйти из трубки, но так как свечение начиналось лишь при наличности катодных лучей, то следовало предположить, что то место, где катодные лучи вызывают зеленую флуоресценцию стекла, является исходным пунктом лучей. Катодные лучи, как доказал Ленард, могут отклоняться магнитом даже в воздухе, а опыты с лучами, отходящими от стеклянной стенки, показали, что новые лучи нельзя ни собрать линзой, ни отражать, т. е. нельзя отклонить лучей, подобно световым ни с помощью зеркала, ни с помощью призмы. Это такие свойства, которые совершенно отличны от свойств катодных лучей, с которыми они имеют лишь то общее свойство, что распространяются по прямой линии. Таким образом, эти лучи совершенно отличны от катодных. Вследствие неизвестности того, как возникают эти лучи, а равно и их сущности, Рентген назвал их Х-лучами. Это имя однако ни коим образом не избрано вследствие того, что свойства их неизвестны, так как свойства этих невидимых лучей ясно можно определить.

Словом «лучеиспускание» в физике называют всякое движение, распространяющееся по прямой линии; так как оно имеет место и в данном случае, то название «лучи» вполне уместно в данном случае. Далее, это световые лучи. Как известно, таковые оказывают на фотографическую пластинку химическое воздействие, состоящее в том, что они более или менее сильно (в зависимости от силы) разлагают находящиеся на пластинках соединения, обыкновенно бромисто-серебряные соли; это сказывается в более или менее сильном потемнении пластинок. Совершенно такое же свойство имеют и Х-лучи, так что с полным правом можно говорить о световых лучах. Являются ли Х-лучи тем не менее катодными лучами, приобретшими при прохождении через стенки сосуда, в котором они возникли, особые свойства, остается во всяком случае под сомнением, хотя то обстоятельство, что эти лучи не отклоняются магнитом еще не является признаком полного различия этих лучей и катодных лучей, так как еще Гольдштейн показал, что в катодных лучах есть и такие, которые не поддаются действию самых сильных магнитов.

Рентген стал далее изучать открытые им лучи в отношении способности их проникать через другие вещества, как это бывает с катодными лучами, когда они падают на достаточно тонкие металлические пластинки. Вышеупомянутый экран был поставлен за дверь и все-таки он начал светиться. Стало ясно, что эти лучи способны проходить через дерево. После этого были испробованы различные вещества по отношению пропускания через себя новых лучей, причем оказалось, что органические вещества, как-то дерево, бумага, твердый каучук и пр. мало абсорбируют лучи. Иначе относятся к лучам металлы, из которых алюминий пропускает более всего лучей, а платина, цинк и свинец почти непроницаемый для них. Толщина слоя металла играет важную роль в отношении абсорбирования лучей при применении металлов. Это весьма легко доказать, взяв тонкие металлические полоски, накладывая их лестницеобразно друг на друга и пуская на них лучи. Если полоску положить на фотографическую пластинку, находящуюся в деревянном или картонном закрытом касете, то лучи беспрепятственно с полной силой пройдут через дерево или картон, а на месте металлической полоски, смотря по ее толщине, получится различного рода впечатление и можно будет точно определить то место, где металл находится слоем такой толщины, что лучи уже не могут проникнуть до пластинки.

Рентген наблюдал как проходят лучи через различные предметы. Через переплетенную книгу в 1.000 страниц лучи проходят с полной силой, также и через доски в 2—3 сант. Толщиной точно также относятся к лучам пластинки из твердого каучука!

Стеклянные пластинки, пропускающие почти беспрепятственно все до сих пор известные лучи, оказывают довольно значительное сопротивление Х-лучам. После этого стали помещать между трубкой испускающей лучи и пластинкой запертой в касетку различные предметы. Так, например, карандаш является прекрасным примером для объяснения вызываемых световых эффектов. В то время как лучи свободно проходят через дерево и на этом месте вызывают потемнение пластинки, металлический графит абсорбирует их и пластинка ясно покажет изображение середины карандаша. Подобно этому фотографируют ящички с набором разновесок, готовальни с циркулями и пр.

После того как Рентген доказал проницаемость почти всех тел вновь открытыми лучами, он поместил свою руку между светочувствительной пластинкой и источником лучей. Результаты полученные при этом более всего поразили весь свет. Лучи проникали через мягкие части почти беспрепятственно, а костями в значительной степени поглощались так, что переведя негатив на светочувствительную бумагу, он получил темное изображение скелета руки окруженного нежными контурами мягких частей. В Вюрцбурге и в других городах начали тогда делать снимки с неправильно образованных костей и посторонних тел, попавших в мягкие части, револьверных пуль, иголок и т. п. (Рис. 365 и 366), а также переломов и болезней костей, причем все эти вещи выходили по большей части недурно, тогда как ранее при оперативном определении место их нахождения врачам приходилось тратить много труда, а больным терпеть долгие мучения. (До сих пор я приводил слова Иоакима Морвица).

Из этого видно, что открытие так называемых Х-лучей имеет длинную предварительную историю, лишь после которой оно стало общеизвестным. Едва ли бы оно обратило на себя внимание массы, если бы проф. Рентген не избрал свое собственное тело объектом при исследовании действия Х-лучей.

В настоящее время после многочисленных усовершенствований аппаратов для получения Х-лучей, мы можем пропускать лучи не только через одну часть человеческого тела, но и через весь организм (см. рис. 365 и 366), так что возможно получить полную картину внутреннего строения человека.

Как и всякая вещь и этот способ пропускания лучей через человеческое тело имеет вредные последствия.

Если лучи проходят через тело лишь непродолжительное время, то вообще они мало вредят ему, и это всегда должно иметь место, если освещение организма или части его производится таким образом, что светотеневое изображение, даваемое Х-лучами, получается временно, на несколько минут на особо приготовленном экране, поставленном позади освещаемого организма (этот экран приготовляется с двойным соединением синеродистого бария и синеродистой платины). Иначе обстоит дело если действие лучей должно продолжаться долго, для получения, напр., фотографических снимков.

Тогда не редко последствием действия лучей являются тяжелые кожные болезни. Вот что сообщает например проф. П. Фукс в Шарлоттенбурге о действии катодных лучей (в Deutseh. Medic. Wochenschrift):

Исследуя присланные из различных мест трубки для получения X — лучей и производя с ними различные исследования, я заметил существенные и замечательные изменения в структуре кожи, вызываемые действием Х-лучей; это явление тем более интересно, что реакция, вызванная лучами, сказывается лишь после значительного промежутка времени, но за то с тем большей интенсивностью. Для опытов применяется индуктивный ток, определяемый длиной искры в 16 сант. а во внутренней катушке сила тока была в 20 ампер при электровозбудительной силе в 12 вольт. При этих условиях в данной трубке оставалось много свободных Х-лучей. Объектом для опытов служила левая рука, кожа которой относилась к известным напр. химическим реакциям, довольно индифферентно и была вообще вполне нормальна.

Ладонь была обращена к флуоресцирующему экрану. После пропускания лучей, длившегося с перерывами час, ощущалась колющая боль, и именно в сочленениях пальцев, которая позднее стала невыносимой, так что объект опыта пришлось взять из сферы влияния лучей. При этом замечены следующие изменения:

Кожа, обращенная к катоду, была сильно окрашена в коричневый цвет.

Кисть сильно опухла, и на коже образовались большие складки у суставов первой и второй фаланги пальцев, по соседству с которыми наблюдался голубоватый оттенок.

При захватывании кожи между двумя пальцами и при растягивании ее, она трескалась с большей легкостью; поперечный разрез отставшей кожи был довольно значителен.

Исследование кожи под лупой показало, что вся кожа, подвергшаяся действию лучей, была покрыта тончайшими трещинками; вообще общий вид руки имел большое сходство с отмороженной конечностью.

Через четверть часа на различных местах появились пузыри при чем некоторые были довольно значительных размеров, содержимое их будет по-видимому аналогично содержимому пузырей при ожогах. Из всего этого видно как сильна реакция на местах подвергшихся действию лучей; правда продолжительность действия была велика, а количество Х-лучей необыкновенно велико.

Комментарии

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить