Lịch sử tia X - Phần 2

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. Roentgen đã chuyển sang một niềm đam mê mới vào tháng 10 năm 1895: đó là nghiên cứu tia cathode.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lịch sử tia X - Phần 2 Lịch sử tia X - Phần 2 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. Roentgen đã chuyển sang một niềm đam mê mới vào tháng 10 năm 1895: đólà nghiên cứu tia cathode. Trong quá trình lặp lại các thí nghiệm của Hertz vàLenard, ông bất ngờ để ý thấy một màn hình huỳnh quang phát sáng khi nó nằmcách ống Crookes một khoảng cách khá xa. Màn hình nằm xa hơn 6 đến 8 cm so vớikhoảng cách mà Lenard tìm thấy là khoảng cách cực đại cho tia cathode duy trìnăng lượng của chúng để gây cảm ứng huỳnh quang. Roentgen nhận thấy hiệu ứngtrên đáng để ông chuyên tâm theo đuổi và ông đã dành 6 tuần tiếp sau đó đểnghiên cứu nó một cách không mệt mỏi. Phillip Lenard, 1862–1947. (Ảnh: AIP Niels Bohr Library) Các nhà sử học từng tranh cãi về nguyên do vì sao Roentgen là người đầutiên nhận ra tầm quan trọng của hiệu ứng này. Thiết bị trên, một ống tia cathode vàmột màn hình huỳnh quang, đã được sử dụng trong hàng thập kỉ. Năm 1894, J.J.Thomson đã nhìn thấy sự huỳnh quang trong ống thủy tinh Đức nằm cách ốngphóng điện vài chục cm. Những người khác thì để ý thấy các tấm kính ảnh bị mờ đi.Nhưng trước khi có công trình của Lenard, đối tượng nghiên cứu luôn luôn là cáchiệu ứng xảy ra bên trong ống, và ánh sáng tử ngoại cực ngắn có thể dùng để giảithích sự mờ đi của các tấm kính ảnh. Niềm đam mê lớn nhất của Lenard là chứngminh, trái với cái người Anh nghĩ, cho bản chất ê te của tia cathode, và ông là ngườiđầu tiên nghiên cứu các tác dụng của những tia này trong không khí và trong mộtống thủy tinh thứ hai mà ông hứng chúng vào đấy. Hình trích trong “Wilhelm Conrad Roentgen,” Từ điển Tiểu sử Khoa học. (NewYork: Scribner’s, 1975), trang 531. Heinrich Rudolf Hertz, 1857–1894. (Ảnh: Bảo tàng Hà Lan và AIP Emilio Segrè Visual Archives) Roentgen, một nhà thực nghiệm tỉ mỉ và tinh mắt, đã tiến hành những thửnghiệm rõ ràng trên các tia X mới đó: Chúng có truyền thẳng hay không? Chúng cóbị khúc xạ không? Chúng có bị phản xạ không? Chúng có khác với tia cathodekhông? Chúng có bản chất là gì? Giống như tia cathode, chúng truyền đi theođường thẳng. Roentgen không thể làm cho chúng khúc xạ với nước và carbonbisulphide trong lăng kính mica. Ông cũng không thể tập trung chúng bằng cácthấu kính thủy tinh hoặc ebonite. Với lăng kính ebonite và nhôm, ông để ý đến khảnăng các tia khúc xạ trên kính ảnh nhưng không thể quan sát hiệu ứng này trênmàn hình huỳnh quang. Tiếp tục kiểm tra sau đó, ông nhận thấy tia X có thể truyềntự do qua những lớp dày gồm muối bột đá mịn, bột muối điện phân, và bụi kẽm,không giống như ánh sáng nhìn thấy, cái vì sự khúc xạ và phản xạ mà khó đi quatất cả. Ông kết luận rằng tia X không dễ gì bị khúc xạ hay phản xạ bình thường. Roentgen nhận thấy tia X phát ra từ sự huỳnh quang sáng rỡ trên ống, nơi tiacathode va chạm với thủy tinh và bị phân tán ra. Điểm gốc của tia X di chuyển khitia cathode bị di chuyển bởi từ trường, nhưng bản thân tia X thì không nhạy vớinam châm. Roentgen kết luận rằng chúng khác với tia cathode, vì công trìnhnghiên cứu của Lenard đã chứng minh rằng tia cathode truyền qua ống vẫn giữhướng truyền của chúng nhưng dễ bị lệch hướng bởi từ trường. Roentgen lí giải việc gọi tên tia hiện tượng mới do những hình ảnh lờ mờ màchúng tạo ra: các xương trong bàn tay, các sợi dây quấn xung quanh một con suốtchỉ, các quả nặng trong một cái hộp, một cái la bàn và kim nam châm giấu trongmột thùng kim loại, sự không đồng đều của một kim loại. Khả năng tạo ảnh của cáctia mới đã mang lại cho chúng sức hấp dẫn lớn đối với công chúng và mang lạidanh tiếng cho Roentgen. Nhiều bài báo xuất hiện trên các tạp chí nhiếp ảnh, vàtờ The New-York Times đã đăng tít khám phá trên bên dưới bức ảnh chụp. Vì cáctia đó làm đen kính ảnh, nên người ta nghĩ chúng là một dạng nào đó của ánh sáng.Nhà vật lí Roentgen đồng tình như vậy. Chấp nhận các khẳng định của Lenard rằngtia cathode là các dao động của ê te, Roentgen đã so sánh các tia mới với chúng vàđi tới quan điểm cho rằng cả hai đều có bản chất ê te, mặc dù khác với ánh sángnhìn thấy, tia hồng ngoại và tia tử ngoại ở chỗ chúng không bị phản xạ hay khúc xạ.Ông đề xuất rằng tia cathode và tia X là các dao động dọc của ê te, chứ không phảicác dao động ngang. Giờ thì sự tồn tại của chúng đã được xác lập, người ta dễ dàng làm thínghiệm với các tia X mới đó. Bản thân Roentgen chỉ công bố ba bài báo về đề tàitrên, nhưng những người khác nhanh chóng nhảy vào lĩnh vực nghiên cứu này. Vàkhông chỉ có các nhà vật lí. Thomas Edison đã sử dụng các bóng đèn nóng sáng cảitiến để tạo ra các tia mới. Ông khoe với các phóng viên rằng bất kì ai cũng có thểtạo ra ảnh chụp của xương bàn tay, đó chỉ là một trò chơi của trẻ con. Chỉ trongmột tháng ...