Кто открыл рентгеновские лучи в 1895. Открытие рентгеновских лучей – одно из величайших медицинских достижений современности. В Советском Союзе подпольно записывали музыку на рентгеновские снимки

118 лет назад физик Вильгельм Рентген открыл «рентгеновские лучи» Физик Вильгельм Рентген открыл «рентгеновские лучи» Рентгеновские лучи видят насквозь...

Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген, профессор и ректор Вюрцбургского университета (Бавария), экспериментируя в одиночестве в университетской лаборатории, неожиданно открыл «всепроникающие» лучи, которые во всем мире вслед за ним теперь называют «Х-лучами» («Икс-лучами»), а в России - «рентгеновыми» или «рентгеновскими».

А дело было так. 8 ноября 1895 года, когда его ассистенты уже ушли домой, Рентген продолжал работать. Он снова включил ток в катодной трубке, закрытой со всех сторон плотной чёрной бумагой. Кристаллы платиноцианистого бария, лежавшие неподалёку, начали светиться зеленоватым цветом. Учёный выключил ток - свечение кристаллов прекратилось. При повторной подаче напряжения на катодную трубку, свечение в кристаллах, никак не связанных с прибором, возобновилось.

В результате дальнейших исследований учёный пришёл к выводу, что из трубки исходит неизвестное излучение, названное им впоследствии икс-лучами.

Эксперименты Рентгена показали, что икс-лучи возникают в месте столкновения катодных лучей с преградой внутри катодной трубки. Учёный сделал трубку специальной конструкции - антикатод был плоским, что обеспечивало интенсивный поток икс-лучей. Благодаря этой трубке (она впоследствии будет названа рентгеновской) он изучил и описал основные свойства ранее неизвестного излучения, которое получило название - рентгеновское.

Как оказалось, икс-излучение способно проникать сквозь многие непрозрачные материалы; при этом оно не отражается и не преломляется. Рентгеновское излучение ионизирует окружающий воздух и засвечивает фотопластины. Также Рентгеном были сделаны первые снимки с помощью рентгеновского излучения.

Открытие немецкого учёного очень сильно повлияло на развитие науки. Эксперименты и исследования с использованием рентгеновских лучей помогли получить новые сведения о строении вещества, которые вместе с другими открытиями того времени заставили пересмотреть целый ряд положений классической физики.

Через короткий промежуток времени рентгеновские трубки нашли применение в медицине и различных областях техники. За это эпохальное открытие, положившее начало атомно-ядерной науке, Рентгену в 1901 году была присуждена первая в истории Нобелевская премия по физике.

Огромную роль в современной медицине играет рентгеновское излучение, история открытия рентгена берет свое начало еще в 19 веке.

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны, которые образуются при участии электронов. При сильном ускорении заряженных частиц создается искусственное рентгеновское излучение. Оно проходит через специальное оборудование:

• ускорители заряженных частиц.

История открытия

Изобрел данные лучи 1895 году немецкий ученый Рентген: во время работы с катодолучевой трубкой он обнаружил эффект флуоресценции платино-цианистого бария. Тогда и произошло описание таких лучей и их удивительной способности проникать сквозь ткани организма. Лучи стали называться икс-лучами (х-лучи). Позже в России их стали именовать рентгеновскими.

Х-лучи способны проникать даже сквозь стены. Так Рентген осознал, что сделал величайшее открытие в области медицины. Именно с этого времени стали формироваться отдельные разделы в науке, такие как рентгенология и радиология.

Лучи способны проникать сквозь мягкие ткани, но задерживаются, длина их определяется препятствием твердой поверхности. Мягкие ткани в человеческом организме — это кожа, а твердые — это кости. В 1901 году ученому присудили Нобелевскую премию.

Однако еще до открытия Вильгельма Конрада Рентгена подобной темой были заинтересованы и другие ученые. В 1853 году французский физик Антуан-Филибер Масон изучал высоковольтный разряд между электродами в стеклянной трубке. Содержащийся в ней газ при низком давлении начал выпускать красноватое свечение. Откачивание лишнего газа из трубки привело к распаду свечения на сложную последовательность отдельных светящихся слоев, оттенок которых зависел от количества газа.

В 1878 году Уильям Крукс (английский физик) высказал предположение о том, что флуоресценция возникает вследствие ударения лучей о стеклянную поверхность трубки. Но все эти исследования не были нигде опубликованы, поэтому Рентген не догадывался о подобных открытиях. После опубликования своих открытий в 1895 году в научном журнале, где ученый писал о том, что все тела прозрачны для этих лучей, хотя и в весьма различной степени, подобными экспериментами заинтересовались и другие ученые. Они подтвердили изобретение Рентгена, и в дальнейшем начались разработки и усовершенствование икс-лучей.

Сам Вильгельм Рентген опубликовал еще две научные работы по теме икс-лучей в 1896 и 1897 годах, после чего занялся другой деятельностью. Таким образом, изобрели несколько ученых, но именно Рентген опубликовал научные труды по этому поводу.

Принципы получения изображения

Особенности этого излучения определены самой природой их появления. Излучение происходит за счет электромагнитной волны. К основным ее свойствам относятся:

1. Отражение. Если волна попадет на поверхность перпендикулярно, то она не отразится. В некоторых ситуациях свойством отражения обладает алмаз.
2. Способность проникать в ткани. Помимо этого, лучи могут проходить сквозь непрозрачные поверхности таких материалов, как дерево, бумага и т.п.
3. Поглощаемость. Поглощаемость зависит от плотности материала: чем он плотнее, тем икс-лучи больше его поглощают.
4. У некоторых веществ происходит флуоресценция, то есть свечение. Как только излучение прекращается, свечение тоже проходит. Если оно продолжается и после прекращения действия лучей, то этот эффект имеет название фосфоресценция.
5. Рентгеновские лучи могут засветить фотопленку, так же как и видимый свет.
6. Если луч прошел сквозь воздух, то происходит ионизация в атмосфере. Такое состояние называют электропроводным, и определяется оно с помощью дозиметра, которым устанавливается норма дозировки облучения.

Излучение — вред и польза

Когда было сделано открытие, ученый-физик Рентген не мог и представить, насколько опасно его изобретение. В былые времена все устройства, которые продуцировали излучение, были далеки от совершенства и в итоге получались большие дозы выпущенных лучей. Люди не понимали опасности такого излучения. Хотя некоторые ученые уже тогда выдвигали версии о вреде рентгеновских лучей.

Х-лучи, проникая в ткани, оказывают на них действие биологического характера. Единица измерения дозы радиации — рентген в час. Основное влияние оказывается на ионизирующие атомы, которые находятся внутри тканей. Действуют эти лучи непосредственно на структуру ДНК живой клетки. К последствиям неконтролируемого излучения можно отнести:

• мутация клеток;
• появление опухолей;
• лучевые ожоги;
• лучевая болезнь.

Противопоказания к проведению рентгенологических исследований:

1. Больные в тяжелом состоянии.
2. Период беременности из-за негативного влияния на плод.
3. Больные с кровотечением или открытым пневмотораксом.

Как работает рентген и где применяется

1. В медицине. Рентгенодиагностика применяется для просвечивания живых тканей с целью выявления некоторых нарушений внутри организма. Рентгенотерапия проводится для устранения опухолевых образований.
2. В науке. Выявляется строение веществ и природа рентгеновских лучей. Этими вопросами занимаются такие науки, как химия, биохимия, кристаллография.
3. В промышленности. Для выявления нарушений в металлических изделиях.
4. Для безопасности населения. Рентгенологические лучи установлены в аэропортах и других общественных местах с целью просвечивания багажа.

Медицинское использование рентгенологического излучения. В медицине и стоматологии широко применяются рентгеновские лучи в следующих целях:

1. Для диагностирования болезней.
2. Для мониторинга метаболических процессов.
3. Для лечения многих заболеваний.

Применение рентген-лучей в лечебных целях

Помимо выявления переломов костей, рентгеновские лучи широко применяются и в лечебных целях. Специализированное применение х-лучей заключается в достижении следующих целей:

1. Для уничтожения раковых клеток.
2. Для уменьшения размера опухоли.
3. Для снижения болевых ощущений.

Например, радиоактивный йод, применяемый при эндокринологических заболеваниях, активно используется при раке щитовидной железы, тем самым помогая многим людям избавиться от этой страшной болезни. В настоящее время для диагностики сложных заболеваний рентгеновские лучи подключаются к компьютерам, в итоге появляются новейшие методы исследования, такие как и компьютерная осевая томография.

Такое сканирование предоставляет врачам цветные снимки, на которых можно увидеть внутренние органы человека. Для выявления работы внутренних органов достаточно небольшой дозы излучения. Также широкое применение рентгеновские лучи нашли и в физиопроцедурах.

Основные свойства рентгеновских лучей

1. Проникающая способность. Все тела для рентгеновского луча прозрачны, и степень прозрачности зависит от толщины тела. Именно благодаря этому свойству луч стал применяться в медицине для выявления работы органов, наличия переломов и инородных тел в организме.
2. Они способны вызывать свечение некоторых предметов. Например, если на картон нанести барий и платину, то, пройдя через сканирование лучами, он будет светиться зеленовато-желтым. Если поместить руку между трубкой рентгена и экраном, то свет проникнет больше в кость, чем в ткани, поэтому на экране высветится ярче всего костная ткань, а мышечная менее ярко.
3. Действие на фотопленку. Х-лучи могут подобно свету делать пленку темной, это позволяет фотографировать ту теневую сторону, которая получается при исследовании рентгеновскими лучами тел.
4. Рентгеновские лучи могут ионизировать газы. Это позволяет не только находить лучи, но и выявлять их интенсивность, измеряя ток ионизации в газе.
5. Оказывают биохимическое воздействие на организм живых существ. Благодаря этому свойству рентгеновские лучи нашли свое широкое применение в медицине: они могут лечить как кожные заболевания, так и болезни внутренних органов. В этом случае выбирается нужная дозировка излучения и срок действия лучей. Длительное и чрезмерное применение такого лечения весьма вредно и губительно для организма.

Следствием использования рентгеновских лучей стало спасение множества человеческих жизней. Рентген помогает не только своевременно диагностировать заболевание, методики лечения с применением лучевой терапии избавляют больных от различных патологий, начиная с гиперфункции щитовидной железы и заканчивая злокачественными опухолями костных тканей.

Несмотря на то, что с момента открытия рентгеновских лучей прошло уже больше сотни лет, этот научный прорыв до сих пор считается одним из самых серьезных событий в области медицины, позволивший перевести процесс диагностики множества разнообразных заболеваний на принципиально новый уровень. Сложно себе представить, но до 1895 года у врачей не было никакой другой возможности заглянуть внутрь живого человеческого тела безоперационным путем.

Разумеется, это серьезно осложняло процесс лечения, да и определить наличие многих заболеваний было практически невозможно. Именно по этой причине медицина того времени достаточно ненадежна, а врачи очень часто не могли дать никаких гарантий своим пациентам. Но все это изменилось 8 ноября 1895 года благодаря работе одного из самых трудолюбивых и талантливых физиков 19 века - Вильгельма Конрада Рентгена. Но обо всем по порядку, ведь сама личность ученого заслуживает не меньше внимания, чем его главное открытие.

Долгий путь Вильгельма Конрада Рентгена

Стоит отметить, что это помогло ему получить в свое распоряжение самое современное оборудование для исследований, а также достаточно времени для работы, которое он не стал тратить впустую.

Уникальное открытие, которое перевернуло мир

Ученый продолжал эксперименты в течение нескольких часов, и в процессе его рука также попала в зону действия луча. То, что увидел ученый, шокировало его - он видел свою руку насквозь, а непрозрачными остались только кости.

Спустя несколько дней напряженных исследований он сделал первый в мире рентгеновский снимок, сфотографировав X-лучами руку своей жены Берты. За этим последовало еще множество разнообразных экспериментов, суть которых он раскрыл в своей научной работе, получившей большую популярность в физико-медицинском научном сообществе.

Это открытие произвело настоящий фурор, и новые лучи назвали рентгеновскими в честь их первооткрывателя. Сама ученый отнесся к своему открытию достаточно спокойно, и будучи человеком обстоятельным и последовательным, начал активно исследовать особенности и потенциальные сферы применения своего открытия. Уже через год он узнал о большинстве особенностей данных лучей. За свою работу в 1901 году Рентген получил Нобелевскую премию в области физики.

Значение открытия рентгеновских лучей

Стоит также отметить, что открытие Рентгена оказалось настолько значимым и важным, что и по сей день, данные лучи используют во многих сферах жизни. Их активно применяют в ювелирном деле для определения подлинности драгоценных камней, в искусстве с их помощью можно быстро отличить подлинник от подделки. Важнейшую роль рентгеновские лучи играют в вопросах безопасности, ведь с их помощью на таможенных зонах и в аэропортах стало намного проще анализировать содержимое большого количества багажа на предмет оружия или взрывчатки. Также эти лучи применяются во многих сферах промышленности и науки, благодаря чему открытие Вильгельма Рентгена заслуженно можно считать одним из самых значимых достижений всех времен в области физики.

ЕРЕВАН, 8 ноя — Sputnik. Изобретение Вильгельма Рентгена является одним из самых великих достижений в истории человечества. Представляем несколько интересных фактов, связанных с X-лучами.

Открытие рентгена — случайность

Открытие рентгеновских лучей произошло 8 ноября 1895 года. В тот день Рентген допоздна работал в своей лаборатории. Уже собираясь уходить, он затушил лампу и вдруг в темноте увидел легкое зеленоватое свечение. Светилось вещество в баночке, стоящей на столе. Рентген увидел, что забыл отключить один прибор — электронную вакуумную трубку. Он отключил трубку — свечение исчезло, снова включил — появилось. Самым удивительным было то, что прибор стоял в одном углу лаборатории, а баночка со светящимся веществом — в другом. Значит, решил ученый, от прибора исходит какое-то неизвестное излучение.

Понимая, что столкнулся с новым явлением, Рентген начал внимательно исследовать загадочные лучи. Напротив трубки он установил экран и, чтобы определить силу излучения, помещал между ними разные предметы. Книга, доска, листы бумаги — все они оказались прозрачными для лучей. Рентген подставил под лучи коробку с набором гирь. На экране стали хорошо видны их тени. Под пучок лучей случайно попала рука ученого. Рентген замер на месте. Он увидел собственные двигающиеся кости руки. Костная ткань подобно металлу оказалась непроницаема для лучей. Первой о выдающемся открытии рентгеновских лучей узнала жена ученого. Рентген с помощью Х-лучей сфотографировал руку фрау Берты. Это был первый в истории рентгеновский снимок.

Скотч излучает рентгеновские лучи

При разматывании рулона скотча в вакууме возникает как видимое свечение, так и рентгеновское излучение. Учёные полагают, что причиной этому служит эффект, аналогичный триболюминесценции — возникновению электромагнитного излучения при разрушении асимметричных связей в кристалле. Однако клейкая масса не имеет кристаллической структуры, поэтому для объяснения создаваемого скотчем свечения требуется другая теоретическая модель. Мощность появляющегося рентгеновского излучения достаточна для получения снимков частей тела, но это только в вакууме, а разматывание скотча в воздухе абсолютно безопасно.

Конструкторы "Лего" хорошо различимы рентгеном

В состав пластмассы для деталей конструктора "Лего" входит сульфат бария. Эта соль не растворяется в воде, что делает её нетоксичной для организма, и хорошо видна на рентгеновских снимках. Таким образом, если ребёнок проглотит деталь, её будет легко найти по этим снимкам.

В Советском Союзе подпольно записывали музыку на рентгеновские снимки

В СССР для изготовления кустарных пластинок, на которые записывалась нелегальная музыка, широко использовали старые рентгеновские снимки. Их называли "пластинки на костях" или "пластинки на рёбрах". Этот материал обходился бесплатно, медперсонал даже благодарил тех, кто помогал разгружать архивы.

Не очень удачное использование рентгена

В 1927 году был запатентован флюороскоп для обувных магазинов, поступивший в американские и европейские салоны. Покупателю делали рентгеновский снимок ног, по которому было очень удобно подбирать обувь. Однако после многочисленных жалоб на ущерб здоровью от ударной дозы радиации (одной женщине даже ампутировали ноги), все аппараты были отозваны и уничтожены.

Курьезы науки: Рентген посрамил молодых

Зря говорят, будто бы пожилой человек не способен сделать выдающееся открытие. Знаменитый немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген обнаружил загадочные лучи, после названные по его фамилии, тогда, когда ему было уже за 50. Преклонный возраст совсем не сказался на внимательности ученого, а также на его трудолюбии и стремлении установить истину.

В современном мире, охваченном геронтофобией, часто приходиться слышать о том, что если человек в молодости не совершил ничего выдающегося, то в старости он этого сделать уже не сможет. Увы, это абсолютно некорректное утверждение становится популярным и в научной среде. Часто в институты на работу предпочитают брать неопытных младших научных сотрудников, отказывая при этом пожилым профессорам - мол, они пользу учреждению принести не способны, поскольку уже на ладан дышат.

Однако те, кто так рассуждает, почему-то забывают множество примеров выдающихся открытий, которые были сделаны знаменитыми учеными уже в пожилом возрасте. И самый показательный пример - так называемые Х-лучи, которые сейчас во многих странах называют по имени их первооткрывателя рентгеновскими. Знаменитый немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген обнаружил это интересное явление природы в 1895 году, когда ему было уже за 50. И не только обнаружил, но и досконально исследовал открытые им лучи, не доверяя столь важную работу своим аспирантам.

Следует заметить, что это явление было обнаружено совершенно случайно (как это часто бывает в науке). Вообще-то профессор Рентген, на тот момент уже несколько лет возглавлявший кафедру физики в Университете Вюрцбурга, исследовал совсем другой феномен - так называемые катодные лучи. Сейчас всем известно, что они представляют собой поток электронов, излучаемых катодом при подаче на него тока, однако в те времена еще даже слова "электрон" не знали. Поэтому физиков весьма интересовало, почему при пропускании тока через катодную трубку наблюдается странное свечение, то есть каким образом электричество может рождать свет.

И вот 8 ноября 1895 года профессор Рентген как обычно засиделся допоздна в своей лаборатории. Все его ассистенты уже ушли, а он продолжал работать - включал и выключал ток в катодной трубке, делая при этом измерения различных характеристик и ведя запись результатов. Однако годы брали свое - в районе полуночи Рентген почувствовал усталость и понял, что надо идти домой. Профессор окинул взглядом лабораторию и, убедившись, что все на месте, погасил свет. Именно это действие и привело профессора к его выдающемуся открытию - Рентген вдруг заметил в темноте светящееся пятно.

Ученый подошел к источнику света и обнаружил, что это был используемый им в опытах экран из синеродистого бария (который всегда реагирует на электромагнитные волны, в том числе и на видимый свет). Но почему он светился? Ведь на улице давно было темно, катодная трубка выключена, да и к тому же закрыта черным чехлом из картона (аккуратный профессор всегда поступал так, когда заканчивал работу). И тут Рентген понял, что он, видимо, все же забыл отключить катодную трубку.

Упрекнув себя за забывчивость, ученый нащупал в темноте рубильник и прекратил подачу тока. Но вместе с ним моментально погас и экран. Рентгена заинтересовало данное явление - он еще несколько раз включал и выключал трубку, и таинственное свечение вновь то появлялось, то исчезало. Сомнений не было - именно катодная трубка была его причиной.

Но каким образом такое могло произойти? Ведь катодные лучи должны были задерживаться чехлом из бумаги, и кроме того, воздушный метровый промежуток между трубкой и экраном был для них совершенно непроницаем. Желая разобраться в ситуации, Рентген решил не уходить домой, а продолжить эксперименты. Напрасно в эту ночь фрау Рентген ждала своего мужа - он, захваченный своим случайным открытием, продолжал эксперименты под покровом ненастной вюртембергской ночи.

Итак, оставив футляр на трубке (для того, чтобы катодные лучи были закрыты), профессор с экраном в руках начал двигаться по лаборатории. Оказалось, что даже расстояние в два метра для этих неизвестных лучей не является преградой. В процессе исследования Рентген обнаружил, что они легко проникали через книгу, стекло и другие предметы. Когда же рука ученого оказалась на пути этих неизвестных лучей, то он с ужасом увидел на экране силуэт ее костей! То есть, они беспрепятственно прошли и через живую плоть.

Однако удивляться было некогда - как опытный экспериментатор, Рентген понимал, что ему потребуются неопровержимые доказательства своего открытия. И вот он достал лежавшие в шкафу фотопластинки для того, чтобы сделать первый в мире рентгеновский снимок. После этого началась новая серия экспериментов, в процессе которых исследователь выяснил интересную вещь - мало того, что лучи засвечивают пластинку, так они еще и не расходятся сферически вокруг трубки (как это сделал бы свет), а имеют определенное направление.

Только под утро утомленный, но весьма довольный Рентген заявился домой. Однако, немного отдохнув, он вновь поспешил в университет - его манила приоткрытая им тайна. Понимая, что в его возрасте время не просто дорого - оно фактически бесценно, он семь недель безвыходно провел за опытами, приказав приносить ему в лабораторию еду и поставить там кровать. Было забыто все: и ученики, и друзья, и семья, и даже здоровье. Лишь через 50 дней ученый наконец-то разобрался в том, что же все-таки он открыл.

Любопытно, что первым человеком, кому Рентген продемонстрировал свое открытие, была его жена Берта. Снимок именно ее кисти с обручальным кольцом на пальце был приложен к статье Рентгена "О новом роде лучей", которую он 28 декабря 1895 года направил председателю Физико-медицинского общества университета. После статья была быстро выпущена в виде отдельной брошюры, и Вильгельм Рентген разослал ее ведущим физикам Европы. Так началась новая эра в истории медицины и других отраслей науки и техники - эпоха исследования внутренней структуры объекта при помощи рентгеновских лучей.

Кстати, сам выдающийся физик, который был просто фантастически скромным человеком, был против того, чтобы открытое им излучение называли рентгеновским. Позже к Рентгену не раз обращались представители промышленных фирм с предложениями о выгодной покупке прав на использование изобретения. Но профессор каждый отказывался запатентовать свое открытие, так как не считал свои исследования источником дохода. И даже когда в 1901 году ученый стал первым нобелевским лауреатом по физике, то он, приняв награду, отказался присутствовать на церемонии (ибо терпеть не мог поздравлений, оваций и прочих атрибутов признания, считая все это чепухой). Премию выслали ему по почте, но он сам не ей так и воспользовался - когда правительство Германии во время Первой мировой войны обратилось к населению с просьбой помочь государству деньгами и ценностями, то скромный и отзывчивый ученый Вильгельм Рентген отдал все свои сбережения, включая Нобелевскую премию.

Кстати, тот факт, что величайшее открытие в области медицины было сделано именно в Вюрцбурге, следует считать неким историческим курьезом. Дело в том, что этот старинный баварский город заслужил в Средневековье репутацию столицы германской "охоты на ведьм". Его правитель, князь и по совместительству епископ Вюрцбурга Юлиус Эхтер основал в 1582 году университет для подготовки католических богословов с целью "уничтожить всякую мразь и заразу в городе". Это был тот самый университет, в котором позже были открыты вышеупомянутые Х-лучи.

Впрочем, в те мрачные времена данное учебное заведение прославилось как рассадник мракобесия - его выпускники были знамениты такими жестокими деяниями, как насильственное обращение в католицизм своей паствы, изгнание из города не желавших менять веру протестантов, конфискации имущества местных евреев и ведовские процессы. За время правления Эхтера было сожжено более 300 ведьм и волхвов - больше, чем в любом другом германском городе. И лишь к середине XVII века процессы над ведьмами и их казни были прекращены. Поэтому то, что открытие, которое впоследствии спасло немало человеческих жизней, было сделано именно в этом университете, является неким символом восстановления исторической справедливости - так Университет Вюрцбурга загладил свою вину перед человечеством.

Итак, преклонный возраст для совершения открытий вовсе не является помехой, и Вильгельм Конрад Рентген доказал это на примере из своей собственной жизни. Его полувековая жизнь совсем не сказалась на его внимательности, трудолюбии и стремлении установить истину. Следует заметить, что часто именно молодым ученым как раз и не хватает тех качеств, которыми первооткрыватель рентгеновских лучей обладал сполна.

Антон Евсеев
Источники -