1901年诺贝尔物理学奖.DOC

1901年諾貝爾物理學獎 (( X射線的發現 1901年，首屆諾貝爾物理學獎授予德國物理學家倫琴(Wilhelm Konrad Reontgen，1845—1923)，以表彰他在1895年發現了X射線。 1895年，物理學已經有了相當的發展，它的幾個主要部門——牛頓力學、熱力學和分子運動論、電磁學和光學，都已經建立了完整的理論，在應用上也取得了巨大成果。這時物理學家普遍認為，物理學已經發展到頂了，以後的任務無非是在細節上作些補充和修正而已，沒有太多的事好做了。 正是由於X射線的發現喚醒了沉睡的物理學界。它像一聲春雷，引發了一系列重大發現， 把人們的注意力引向更深入、更廣闊的天地，從而揭開了現代物理學革命的序幕。 倫琴在發現X射線時，已經是五十歲的人了。當時他已擔任維爾茨堡(Wurzburg)大學校長和該校物理研究所所長，是一位造詣很深，有豐碩研究成果的物理學教授。在這之前，他已經發表了幾篇科學論文，其中包括熱電、壓電、電解質的電磁現象、介電常數、物性學以及晶體方面的研究。他治學嚴謹、觀察細緻。他有熟練的實驗技巧，儀器裝置多為自製，實驗工作很少靠助手。他對待實驗結果毫無偏見，作結論時謹慎周密。特別是他的正直、謙遜的態度，專心致志於科學工作的精神，深受同行和學生們的敬佩。 十九世紀末，陰極射線研究是物理學的熱門課題。許多物理實驗室都致力於這方面的研究，倫琴也對這個問題感興趣。1895年11月8日，正當倫琴繼續在實驗室裏從事陰極射線的實驗工作，一個偶然事件吸引了他的注意。當時，房間一片漆黑，放電管用黑紙包嚴。他突然發現在不超過一米遠的小桌上有一塊亞鉑氰化鋇做成的螢光屏發出閃光。他很奇怪，就移遠螢光屏繼續試驗。只見螢光屏的閃光，仍隨放電過程的節拍斷續出現。他取來各種不同的物品，包括書本、木板、鋁片等等，放在放電管和螢光屏之間，發現不同的物品效果很不一樣。有的擋不住，有的起到一定的阻擋作用。倫琴意識到這可能是某種特殊的射線，它具有特別強的穿透力，從來沒有觀察到過。於是立刻集中全部精力進行徹底的研究。他一連許多天把自己關在實驗室裏，連自己的助手和家人都不告知。他把密封在木盒中的砝碼放在這一射線的照射下拍照，得到了模糊的砝碼照片；他把指南針拿來拍照，得到金屬邊框的深跡；他把金屬片拿來拍照，拍出了金屬片內部不均勻的情況。他深深地沉浸在這一新奇現象的探討中，達到了廢寢忘食的地步。平時一直幫他工作的倫琴夫人感到他舉止反常，以為他有什麼事情瞞著自己，甚至產生了懷疑。六個星期過去了，倫琴已經確認這是一種新的射線，才告訴自己的親人。1895年12月22日，他邀請夫人來到實驗室，用他夫人的手拍下了第一張人手X射線照片（圖1-1）。 1895年年底，他以通信方式將這一發現公之於眾。題為《一種新射線(初步通信)》。 倫琴在他的通信中把這一新射線稱為X射線，因為他當時確實無法確定這一新射線的本質。 對於倫琴來說，他當然沒有料到在重複陰極射線實驗時，會發現一種新的性質特殊的射線，但是他的發現並不是因為交上了好運，而是由於幾十年的精心實踐培養了良好的觀察和判斷能力。他發現了這一偶然現象，就絕不輕易放過，務必研究得水落石出，所以，發現X射線對於他來說是偶然的，也是必然的。 發現X射線的訊息很快傳遍全球。由於這一射線有強大的穿透力，能夠穿透過人體顯示骨骼和用來檢測薄金屬中的缺陷，在醫療上和金屬偵測上有重大的應用價值，因此引起了人們的極大興趣。一個月內許多國家都競相開展類似的試驗。一股熱潮席卷歐美，盛況空前。X射線迅速被醫學界廣泛利用，成為透視人體、檢查傷病的有力工具，後來又發展到用於金屬探測，對工業技術也有一定的促進作用。 X射線的發現對自然科學的發展更有極為重要的意義，它像一根導火線，引起了一連串的反應。許多科學家投身於X射線和陰極射線的研究，從而導致了放射性、電子以及α、β射線的發現，為原子科學的發展奠定了基礎。同時，由於科學家探索X射線的本質，發現了X射線的繞射（衍射）現象，並由此打開了研究晶體結構的大門；根據晶體繞射（衍射）的數據，可以精確地求出亞佛加厥常數（Avogadro’s number）。在研究X射線的性質時，還發現X射線具有特徵譜線(characteristic spectrum)，其波長有特定值，和X射線管陽極元素的原子內層電子的狀態有關， 由此可以確定原子序，並瞭解原子內層電子的分布情況。此外，X射線的性質也為波粒二象性提供了重要證據。 對倫琴發現X射線的偉大貢獻，科學界作出了正確的評價。普魯士科學院在祝賀倫琴獲得博士學位50週年的賀信中寫道： “科學史表明，在每一個發現中通常都在成就和機遇中間存在一種特殊的聯繫，而許多不完