X光机 今天人们离不开的医疗设备,X光机缘何诞生?

发布时间:2020-09-05 17:03:13   来源:网络 关键词:X光机
今天人们离不开的医疗设备,X光机缘何诞生?

直到今天,科学研究的成果,最让每个普通人感受到其中意义的时候,无异于在自己的生活中,但体悟最深刻的仍然是生病时,才感到医疗技术手段进步的伟大。人的最直观感官毫无疑问是自己的眼睛,然而我们的眼睛能接收到的信息终究是有限的,只可看到可见光,可见光只占到电磁波其中很小的一段,虽然大多数波段肉眼无法感知,但是人们可以借助其他手段观测到它们,例如电离效应的盖革计数器和云室等,还有一种办法,这就是用射线的化学效应使底片曝光;这就是X射线成像的原理了,X射线也是当今医疗十分重要的诊疗手段,发现X射线的科学家很多人听过他的名字,不是通过X射线,而是放射计量单位——德国物理学家威廉·伦琴。

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现代医疗的X光设备

伦琴出生在德国伦内普的一个纺织商人家庭. 在他三岁的时候全家搬到了荷兰的阿帕尔多伦 。他在马尔廷尼斯·赫尔曼·凡·多伦学院接受早期教育,后来就读于乌得勒支技术学校,但是因为给一位老师画讽刺漫画被学校开除,尽管他一直坚持他并没有画。1865年,伦琴进入乌得勒支大学读书,随后在苏黎世联邦理工学院学习机械工程,1869年获苏黎世大学物理学博士学位,在这期间,他选修了著名物理学家克劳修斯的课程,同时担任孔脱教授的助手;克劳修斯诚实的为人与丰厚的学识和修养、孔脱严谨的实验作风与科学的实验方法对伦琴都有着深刻的影响。

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威廉·伦琴

获得博士学位后,他正式成为孔脱的助手,次年,跟随这位导师回到德国斯特拉斯堡大学工作当大学讲师。1875年成为霍恩海姆农业学院教授。1876年他返回斯特拉斯堡大学做物理学教授,1879年任吉森大学物理系主任。1888年他就任维尔茨堡大学物理系主任;1900年,在巴伐利亚政府一再请求下担任慕尼黑大学物理系主任。1894年伦琴担任维尔茨堡大学校长。伦琴的一生主要从事物理实验研究,在很多方面取得重要成果,如充电电介质运动的磁效应、气体的比热容、旋光现象、物质的弹性、毛细现象等,但这些实验成果因为后来的另一项震惊世界的重要发现而没有引起世人注意。事后证明,伦琴的发现对物理学,乃至世界科学技术发展都起到了至关重要的作用。

1895年间伦琴使用他的同行赫兹、希托夫、克鲁克斯、特斯拉和莱纳德设计的设备研究真空管中的高压放电效应。11月初伦琴重复着莱纳德管试验,这个莱纳德管加入了一个很窄的金属铝做的窗口,允许阴极射线从管子射出来,另外有块纸板覆盖住铝窗口保护它不被产生阴极射线的强电场区破坏。他知道纸屏能够防止光线逃逸,但是观察到当他用涂了氰亚铂酸钡的小纸屏靠近铝窗,看不到的阴极射线能够在纸屏上产生荧光效应;这让伦琴想到,比莱纳德管的管壁更厚的克鲁克斯管可能也会导致荧光效应。

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1895年11月8日下午晚些时候,他决定试验他的想法。伦琴在做阴极射线管试验时,无意间发现了两件奇怪的事:一是在阴极射线管对面放着的一块荧光屏发出了荧光;另一个发现就更让他惊奇了,附近一块感光底版居然变黑了。这块底版用锡纸和硬纸板包裹得严严实实,光是不可能透进去的,他查来查去也找不出使它变黑的理由。伦琴猜想,这两个奇特的现象必定有其内在原因,最后推断,一定是阴极射线管发射出了一种未知的射线。为了探查究竟,他设法把阴极射线管和荧光屏隔开,先后插入了硬纸板、书本、橡胶板、木板,结果还是不能把这种奇怪的射线挡住。在回忆当时的情况时,伦琴说,这种什么都不能阻挡的射线让他感到了"毛骨悚然"!直到最后,他在实验室的一角翻出来一块铅板,总算挡住了这种射线。因为实在不知道这是一种什么东西,伦琴就把它叫做"X射线"。

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是伦琴在实验室里工作的情景。伦琴被X射线彻底迷住了,最初那段时间里,一连很多天,他吃住都在实验室而没有回家。由于对未知射线心生疑虑,他对同事甚至家人都秘而不宣。妻子不知道发生了什么事,到实验室里来看望他,结果一件更奇怪的事发生了。妻子来到实验室以后,伦琴并没有多想,让她把手放在照相底版的包裹上,底版上居然现出了妻子的手骨和结婚戒指的影像。

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妻子吓得惊叫:"我看到自己死了的模样!"伦琴也被这个影像惊呆了。就这样,在无意中,伦琴的妻子成为人类第一位拍摄X射线影像的人;这件事让伦琴感到莫名的恐惧,他很担心这种"鬼魅般的射线"引起非议,但同时又意识到,能透过肌肤看到人的身体里,将是件多么有价值的事,思来想去,最后伦琴决定把它公之于众。

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伦琴的原始论文《一种新的X射线》在1895年12月28日被出版。1896年1月5下载
日,奥地利一家报纸报道了伦琴的发现。伦琴发现X射线以后,维尔兹堡大学授予他荣誉医学博士学位,引起了科学界的轰动。消息迅速传到法国,哲学家彭加勒在巴黎科学院的例会上报告了伦琴的发现和影像照片。这件事被法国物理学家亨利·贝克勒尔得知,以这种未知射线为线索,仅仅用了一年,就发现了元素的放射性,由此引发核物理与核技术的研究,成为人类核科学领域的开端。伦琴发现了一副能穿透人体皮肤的"眼镜"。人们利用这一原理发明了X射线机。X射线机已成为现代医学必不可少的检查仪器。在引领医学的大规模发展的同时,也成为放射性安全监控的必要工具;在放射学的开创性研究中,X射线机已成为疾病预防和医疗领域人类健康的保证,在安检中,X光机还确保了人民生命安全和社会稳定。此外,近几十年来,X射线技术取得了重大突破和发展,在X射线成像,X射线望远镜,X射线基因突破技术和X射线晶体学研究和应用方面取得了重大进展。进步以及所有这些的全部起源是一百年前伦琴的奇怪发现。

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1901年,被誉为放射医学之父的伦琴因发现X射线而获得了第一届诺贝尔物理学奖,成为世界上第一个获得这一荣誉的人。为了使这项发现更加有益,伦琴没有为该发现申请专利;像居里一样,他也捐赠了所有奖金给维尔茨堡大学。伦琴于1923年2月10日因病去世,根据他的遗嘱,他的个人物品,包括笔记,日记和来自个人实验研究的文物,都被毁了。亲戚和朋友为他举行了简单的告别仪式,他被安葬在德国吉森的老墓地。


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