Информация

Карта сайта

Эволюция arrow История вещей arrow Наука arrow Волновая природа рентгеновских лучей
2014-02-12 10:00:07
Волновая природа рентгеновских лучей
Печать E-mail
(0 голосов)

Лучший на свете оптик — Природа

Вскоре после открытия Рентгена физики начали склоняться к мысли, что рентгеновские лучи очень похожи по своим свойствам на обычные оптические лучи, только у них длина волны меньше. Если длина волны зеленого света составляет 0,55 микрона, то длина волны рентгеновских лучей, видимо, в несколько тысяч раз меньше!

Чтобы доказать эти теоретические прогнозы, необходимо подтвердить, что лучи Рентгена могут преломляться, огибать препятствия, взаимодействовать друг с другом, как это делают обычные оптические лучи. Вот если бы удалось с помощью каких-либо удивительных крошечных призм или дифракционных решеток получить спектр рентгеновских лучей!

В 1912 году ученика Рентгена Макса Лауэ озарила идея: дифракционной решеткой для рентгеновских лучей могла бы стать пластина кристаллов. Промежутки между атомами, образующими кристалл, сравнимы с предполагаемой длиной волны рентгеновских лучей. Атомы в кристалле расположены упорядоченно, образуя стройные шеренги и колонны. Ряды атомов чередуются с той же регулярностью, что и штрихи на стекле в дифракционной решетке. Сама Природа создала оптические приборы для рентгеновских лучей!

В экспериментальной проверке этой удачной идеи Максу Лауэ помогали Вальтер Фридрих и Пауль Книппинг. Используя разрядную трубку и несколько свинцовых экранов с маленькими отверстиями, ученые получили узкий пучок рентгеновских лучей и направили его по очереди на кристаллы различных материалов: сульфида цинка, поваренной соли, сульфата никеля. Фотопластинку сначала расположили перед кристаллами, но отраженного потока рентгеновских лучей не обнаружили. Затем поставили фотопластинку за кристаллами, проявили ее и увидели симметричный узор из мелких темных пятен, расположенных вокруг сравнительно большого центрального пятна. По расчетам, сделанным Лауэ, именно такой должна быть картина дифракции, огибания рентгеновскими лучами сложной пространственной решетки, состоящей из многих атомов!

Прошел еще один год, ив 1913 году Г. В. Вульф в России, отец и сын Брэгги в Англии повторили опыты Лауэ и его друзей с одним существенным изменением: они направили рентгеновские лучи на кристаллы под разными углами к их поверхности. Сравнение рентгеновских изображений, полученных при этом на фотопластинках, позволило исследователям точно определить расстояния между атомами в кристаллах.

Так в физику пришли два фундаментальных научных факта: рентгеновские лучи обладают такими же волновыми свойствами, как и световые лучи; с помощью рентгеновских лучей можно исследовать не только внутреннее строение человеческого тела, но и заглянуть в глубь кристаллов.

По рентгеновским снимкам ученые теперь могли легко отличить кристаллы от аморфных тел, обнаружить сдвиги цепочек атомов в глубине непрозрачных для света металлов и полупроводников, определить, какие изменения в структуре кристаллов происходят при сильном нагревании и глубоком охлаждении, при сжатии и растяжении.

Техника XX века не могла бы без рентгеновского анализа получить в свое распоряжение то великолепное созвездие разнообразных материалов, которыми она располагает сегодня.

Благодаря возможности разглядеть то, что происходит внутри твердого тела, исследователи поняли причины многих «странностей» в поведении материалов, которые до тех пор казались необъяснимыми. Пузырьки воздуха в сварном шве, глубинная трещинка в уставшем металле, следы быстрой заряженной частицы в полупроводниковом кристалле стали видны как на ладони.

Здесь, вероятно, уместнее всего вспомнить слова римского поэта Вергилия, которые любил повторять Томас Юнг: «Счастлив тот, кто сумел вещей постигнуть причины…»

 

http://www.thingshistory.com/

 
Этот день в истории
21 апреля
753 до н.э.Считается датой основания Рима Ромулом (со времён римского учёного Марка Теренция Варрона (Marcus Terentius Varro)
1944Женщины во Франции получили избирательное право
1951Создан Национальный Олимпийский комитет СССР
Поиск
 

 
Случайные
Рейтинг
Популярные
Статьи