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侖琴誕辰 │ 科學史上的今天:3/27

已經半百的德國物理學家侖琴仍然興致勃勃的也想研究神秘的陰極射線。圖/wikimedia

1895 年 11 月,已經半百的德國物理學家侖琴仍然興致勃勃的也想研究神秘的陰極射線。打從 1869 年希托夫 (Johann Hittorf) 用陰極射線管發現它後,至今二、三十年以來,大家仍不清楚陰極射線究竟是什麼,就連它是粒子還是波都還爭論不休。侖琴打算重做前輩們的各種實驗,看看能否瞧出甚麼端倪。

他先試萊納德 (Philipp Lenard) 的實驗。萊納德在陰極射線管之陽極那端的玻璃開了個小窗,再用鋁箔封住,如此就可以在維持管內於真空狀態下。然後萊納德用一張塗了氰亞鉑酸鋇 (barium platinocyanide) 的紙板靠近鋁箔窗,發現紙板會發出螢光,證明了陰極射線可以穿過鋁箔,因而支持赫茲的主張:陰極射線是波,不是粒子。侖琴如法炮製,證實萊納德所言不虛,接著進行下個實驗。

他將紙板放在一旁,改用希托夫最初的陰極射線管。他接上電,關了燈,卻赫然發現黑暗之中,不只管內的玻璃發出綠色螢光,一、二公尺外也有一小片螢光!他開了燈才發現原來就是他剛剛放在一旁的那塊塗了氰亞鉑酸鋇的紙板。這怎麼可能?!希托夫管是完全密封的,從沒有人在管外測到陰極射線,而萊納德之前也已經證明陰極射線在空氣中頂多行進幾十公分。侖琴索性將希托夫管用黑布整個包住,但紙板仍會發光,這絕對不是陰極射線造成的。

接下來六個星期,侖琴鎮日窩在實驗室中做各種測試。他用紙板、木頭、金屬、⋯⋯等等不同材料來阻隔,發現這神秘的射線仍能穿透,只是在紙板上留下深淺不一的陰影,似乎只有鉛能完全隔絕。最令他震撼的,莫過於當他拿著一小片鉛塊時,紙板上竟出現他的手骨的影像!他在年底對外公布他所發現的 X 射線,並附上他的妻子戴著戒指的左手的 X 光照片,立即震驚全世界。

法國物理學家貝克勒(Henri Becquerel)就是大受震撼之下企圖研究 X 射線,而在兩個月後就無意發現了放射性,同時為居禮夫婦開啟了研究方向。愛迪生在第二年就做出 X 光機賣給醫院使用,居禮夫人也在一次大戰期間打造了 X 光巡迴車,幫忙診斷戰場上受傷的士兵。歷史上沒有其他科學新發現像 X 射線這樣,如此迅速地產生重大影響並且馬上付諸實際應用,也因此 1901 年,侖琴理所當然的成為第一屆諾貝爾物理獎的得主。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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