Lịch sử tia X - Phần 1

ALEXI ASSMUS Việc khám phá ra tia X vào năm 1895 là sự khởi đầu của một sự thay đổi mang tính cách mạng trong nhận thức của chúng ta về thế giới vật chất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lịch sử tia X - Phần 1 Lịch sử tia X - Phần 1 ALEXI ASSMUS Việc khám phá ra tia X vào năm 1895 là sự khởi đầu của một sự thay đổimang tính cách mạng trong nhận thức của chúng ta về thế giới vật chất. Vào mùa đông năm sinh nhật thứ 50 của mình, và một năm sau khi được bổnhiệm vào vị trí lãnh đạo tại trường đại học Würzburg, Wilhelm Conrad Roentgenđể ý thấy một màn ảnh barium platinocyanide phát huỳnh quang trong phòng thínghiệm của ông khi ông dùng ống Crookes tạo ra tia cathode cách đó không bao xa.Tạm gác qua một bên trách nhiệm của ông đối với trường đại học và các sinh viên,ngài hiệu trưởng Roentgen dành trọn sáu tuần sau đó trong phòng thí nghiệm củaông, tự mình nghiên cứu, không chia sẻ bất cứ điều gì với đồng nghiệp hết. Ba ngày trước Giáng sinh, ông đã đưa vợ đến phòng thí nghiệm, và thựchiện bức ảnh chụp lịch sử thể hiện xương bàn tay và chiếc nhẫn đeo trên ngón taycủa vợ ông. Hội Vật lí Y khoa Würzburg là nơi đầu tiên nghe báo cáo về các tia mớicó khả năng đâm xuyên qua cơ thể và chụp ảnh xương người. Roentgen chính thứccông bố kết quả vào ngày 28 tháng 12 năm 1895. Emil Warburg tường thuật lại kếtquả đó trước Hội Vật lí Berlin vào hôm 4 tháng 1. Ngày hôm sau, tờ báo Wienerđăng tin, và hôm sau nữa thì tin tức về khám phá của Roentgen bắt đầu lan tỏakhắp thế giới qua con đường điện báo. Ngày 13 tháng 1, Roentgen trình diện Kaiser và được thưởng Huân chươngHoàng gia Phổ, Hạng nhì. Và vào ngày 16 tháng 1, tờ New York Times công bốkhám phá trên là một dạng nhiếp ảnh mới, chụp ảnh các vật rắn chứa tiềm ẩn bêntrong, đâm xuyên qua gỗ, giấy, da thịt, và làm hiện ra giàn khung của bộ xươngngười. “Những người làm khoa học trong thành phố này đang hết sức nóng lòngchờ đợi sự xuất hiện của các tạp chí chuyên ngành bằng tiếng Anh cung cấp đầy đủcác chi tiết về khám phá của giáo sư Roentgen về phương pháp chụp ảnh các vậtkhông trong suốt”. Tờ New York Times mở đầu như vậy, và tờ báo kết luận với việcdự đoán “sự chuyển mình của khoa phẫu thuật hiện đại bởi sự cho phép nhà phẫuthuật phát hiện ra sự có mặt của những vật thể ngoại lai” (số ngày 16/01/1896,trang 9). Wilhelm Conrad Roentgen (1845–1923). (Ảnh: AIP Emilio Segré Visual Archives) Công chúng đã bị mê hoặc trước phương pháp chụp ảnh mới này và họ tòmò muốn biết bản chất của các tia mới phát hiện đó. Các bác sĩ đưa nó vào ứngdụng ngay tức thời. Các nhà vật lí thì đứng ngồi không yên và cố gắng tìm hiểu nó.Khám phá ra tia X là thành tựu đầu tiên trong ba khám phá làm thức tỉnh cả cộngđồng khoa học đa ngành, đa lĩnh vực, khép lại những trang sách với những phép đongày một chính xác hơn, tự chấm dứt những cuộc tranh cãi về cơ học thống kê, haycố gắng lí giải mọi hiện tượng vật lí bằng những thăng giáng chính xác về mặt toánhọc của ê te. Cả ba khám phá, tia X, tia uranium, và electron, là thành tựu phát sinhtừ một trong những truyền thống thực nghiệm chủ đạo trong nửa sau thế kỉ 19, đólà nghiên cứu sự phóng điện trong chất khí. Cả ba khám phá đã góp phần làmchuyển biến sâu sắc đối với nền vật lí học. Trong thế kỉ thứ 20, ngành vật lí tậptrung vào nghiên cứu các hạt sơ cấp. Giống như với trường hợp phát minh ra bóng đèn nóng sáng, việc nghiêncứu sự phóng điện qua chất khí được thực hiện nhờ sự phát triển của công nghệchân không cải tiến trong thập niên 1850. Ngay từ đầu, các nhà khoa học nói tiếngAnh đã nghiên cứu các miền sáng tối xuất hiện trong các ống thủy tinh-chì hàn kín.Các miền sáng tối trong những ống hút chân không một phần này được kích thíchbởi một điện áp đặt vào giữa cathode và anode: thường là có một không gian tối,gọi là vùng tối Crookes; rồi một vùng sáng, gọi là ánh sáng âm cực; sau đó là mộtvùng tối nữa, gọi là vùng tối Faraday; và cuối cùng là một vùng sáng dương cực.Nếu như không khí trong ống được hút ra cho đến khi vùng tối thứ nhất mở rộngra chiếm đầy ống và toàn bộ các vùng sáng biến mất, thì các tia phát ra từ cathodecó thể nghiên cứu được. Các tia đó tạo ra bóng đổ, bị lệch bởi từ trường, nhưng cóvẻ không bị tác động bởi các lực tĩnh điện.Các dạng ống mà Roentgen sử dụng trong năm 1895-1896 để tạo ra tia X. (Ảnh: Bảo tàng Đức, Munich) Thiết bị Roentgen sử dụng để nghiên cứu sự ion hóa không khí bởi tia X, 1906. (Ảnh: Bảo tàng Đức, Munich) Khi đặc trưng của nền vật lí tia mới xuất hiện – nền vật lí của tia cathode, tiaX, tia alpha, tia beta, tia gamma, và tia N – bản chất của tia cathode đang gây tranhcãi, các nhà khoa học Anh thì nghiêng về các dòng hạt, còn các nhà khoa học ở châuÂu lục địa thì thích nghĩ chúng là một số dạng nhiễu loạn của ê te. (Vai trò của Anhquốc, và chương trình do J.J. Thomson phát triển tại Phòng thí nghiệm Cavendishđể nghiên cứu sự ion hóa trong chất khí, sẽ mang lại việc khám phá ra electron.Nhưng câu chuyện của chúng tôi không đi theo lối này). ...