Nửa cuối của năm 1895, khi chồng của bà Anna Bertha Roentgen bỏ ra nhiều tuần liền ngồi nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của mình, bà đã tận tụy phục vụ người chồng của mình. Bà âm thầm mang tới từng bữa ăn cho ông mỗi khi chồng mình bỏ bữa, còn lại là bà để cho chồng tập trung nghiên cứu. Mỗi khi cồng cần giúp một tay, bà cũng sẵn sàng đáp lời. Thực tế thì, bà giúp chồng một tay, đúng nghĩa đen luôn.
Đó cũng chính là nội dung bức ảnh nổi tiếng nhất của nhà nghiên cứu Wilhelm Conrad Roentgen mang tên "Hand mit Ringen". Nó đã giúp ông có được giải Nobel Vật lý năm 1901.
Bức ảnh khác với bất kì tấm hình nào được chụp trước đó: nó có một bàn tay trông hơi "ma quái", với những đốt xương ngón tay dài và một khối đen lớn, chính là chiếc nhẫn cưới của bà Roentgen. Đó chính là tấm đầu tiên trong lịch sử nhân loại được chụp bằng tia X [chứ không phải bằng ánh sáng như ảnh bình thường].
Đây chính là bằng chứng cho thấy tồn tại một loại tia vô hình có thể nhìn xuyên qua một lớp chắn sáng, nhìn được bộ phận bên trong của con người. Nó đã khiến cái tên Wilhelm Roentgen nổi tiếng thế giới.
Ông Wilhelm nhận thấy những ánh sáng lại phát ra khi đang ngồi "nghịch" ống Crookes – Crookes tube, một ống kính mà bên trong là chân không, thứ thiết bị khoa học rất nổi tiếng hồi cuối những năm 1800. Các nhà nghiên cứu cho chạy một dòng điện qua hai cực, tạo ra một dòng ánh sáng có tên ánh sáng tia âm cực, được cấu tạo từ cách electron.
Khóa mình trong phòng thí nghiệm, ông Wilhelm nghiên cứu một trong những hiện tượng lạ mà đồng nghiệp của mình phát hiện ra: với một chút nhôm, họ có thể chuyển tia âm cực lên một màn hình huỳnh quang đặt cạnh ống, khi đó màn hình sẽ sáng lên.
Đầu tháng Mười một, ông liên tục thực hiện thí nghiệm trong một phòng thí nghiệm tối tại Đại học Würzburg, Đức. Rồi ông nhận ra được một sự lạ xuất hiện ở một điểm cách xa những cái ống Crookes kia: có một màn hình được phủ barium platinocyanide – thứ vật liệu huỳnh quang hay được dùng trong phim ảnh cứ sáng lên mỗi lần có dòng điện đi qua ống Crookes.
Ông không rõ rằng hiện tượng kì lạ này là gì, và cố gắng lý giải nó bằng vô số các thử nghiệm cũng như ghi lại chi tiết từng lần thử một, ông gọi thứ tia kì lạ này là "tia X - tia Ẩn số", vì chữ "X" tượng trưng cho điều chưa biết. Ông lấy tia X soi lên nhiều loại vậy liệu khác nhau, nhận thấy rằng với những vật liệu nhất định, tia X sẽ đi xuyên qua chúng.
Ít ngày trước Giáng Sinh, ông gọi vợ xuống "giúp một tay". Bà Roentgen giơ tay trước thứ tia X kì lạ 15 phút. Truyền thuyết kể rằng bà đã kinh sợ hô lớn "Tôi đã nhìn thấy cái chết của mình!" và không bao giờ dám bước vào phòng thí nghiệm của chồng mình nữa. Cũng đúng, tự nhiên thấy xương tay mình hiện trên tường, ai vào thời đó cũng sẽ nghĩ thế thôi.
Vợ ông không thích thú lắm với hình ảnh đáng sợ này, nhưng những nhà nghiên cứu khoa học khác thì có. Ông Roentgen gửi hình mẫu cho nhiều nhà vật lý học khắp Châu Âu, kèm theo báo cáo khoa học nêu chi tiết về khám phá của mình.
Trong số người nhận có Arthur Schuster tại Đại học Manchester, chuyên gia nghiên cứu nhiều lĩnh vực khác nhau của vật lý như từ tính, quang phổ học và thiên văn học. Khi ông nhận được báo cáo nghiên cứu này hồi năm 1896, ông đã tái dựng thí nghiệm này ngay trong khu vực nghiên cứu của mình.
Ông Schuster chụp lại vô vàn những bức hình khác nhau bằng tia X: những con cóc, những khớp xương, thậm chí là bàn chân của đứa con 6 tuổi của mình. Ông ngay lập tức nhận ra được những lợi ích quý giá về mặt y học của thứ tia kỳ lạ này, và cũng nhận ra rằng nó cũng là một loại tia sáng thôi, có điều là nó có rất nhiều năng lượng do bước sóng của những tia này rất ngắn.
Bởi vì những ứng dụng y học vô giá mà tia X mang lại, nhà nghiên cứu Wilhelm Roentgen đã không đăng ký xin cấp bằng sáng chế cho tia X. Thế là công nghệ này nhanh chóng được áp dụng vào cả y học lẫn trong đời sống hàng ngày. Ai ai cũng có thể sử dụng tia X để sử dụng cho mục đích cá nhân. Có anh chồng mẫn cán đã dành ra 10 tiếng để chụp lại hình X-quang xương hông bị rạn của vợ mình.
Thời ấy, người ta vẫn chưa biết tới những ảnh hưởng của tia X lên sức khỏe. Chúng vô hình, nhưng tác động của tia X lại hiễn rất rõ. Người phụ nữ rạn xương hông kể trên, sau 10 tiếng đồng hồ đứng trước tia X đã bị bỏng, nhiều người bị rụng tóc hay rộp da ở nhiều mức độ. Clarence Dally, một kỹ sư X-quang trong phóng thí nghiệm của Thomas Edison, đã bị phơi nhiễm phóng xạ nặng đến mức ông đã phải chặt bỏ hai cánh tay của mình, và qua đời ở tuổi 39 do ung dư da.
Tuy nhiên, bạn đừng quá lo lắng bởi ta đã qua thời đó lâu lắm rồi. Phiên bản hiện đại của tia X gần như vô hại.
Qua nhiều thử nghiệm, các nhà khoa học đã đo được mức phóng xạ một người nhận vào khi đứng trước tia X. Lúc ấy, cái tên Wilhelm Roentgen trở nên nổi tiếng và thông dụng – người ta thường gọi tia X là tia rơn-gen, có lẽ bạn đã nghe thấy cái tên này rồi.
Rồi những tên ấy cũng dần bỏ, chỉ còn lại là tia X, X-quang cho ngắn gọn. Tuy vậy cụm từ "Roentgen" vẫn còn được sử dụng làm đơn vị đo mức bức xạ, và trong tiếng Đức, tia X vẫn còn được biết tới là tia Roentgen – tia rơn-gen.
Samsung phát triển công nghệ mới giảm 90 bức xạ từ máy X-quang
Vào ngày này hồi năm 1895, nhà khoa học người Đức Wilhelm Conrad Röntgen đã khám phá ra tia X. Khi làm việc tại phòng thí nghiệm, Röntgen tình cờ phát hiện rằng một màn hình đã phát huỳnh quang mà không có lý do rõ ràng. Sau nhiều tuần ăn ngủ ngay trong phòng thí nghiệm nhằm tìm hiểu lý do, ông xác định được rằng nguyên nhân của huỳnh quang bí ẩn đó chính là tia X.
Hình ảnh X quang đầu tiên mà Röntgen chụp chính là bàn tay của vợ đang đeo nhẫn của vợ ông - bà Bertha. Bức ảnh này trở thành một trong những hình ảnh khoa học nổi tiếng nhất trong lịch sử. Và cũng chính nhờ khám phá này, Röntgen đã trở thành nhà khoa học nổi tiếng thế giới, mở đường cho vô số những ứng dụng khác mà điển hình chính là y học. Röntgen đặt tên cho tia đó là bức xạ X hoặc X quang. Chữ X được dùng ở đây mang hàm nghĩa là “cái gì đó không rõ ràng” giống như ẩn số x trong toán học. Nhờ phát hiện vĩ đại này, Röntgen đã được vinh danh bằng một giải Nobel vật lý đầu tiên vào năm 1901. Bởi thế, sau này lỡ anh em có chẳng may bị té và cần phải đi chụp X quang để xác định có gãy gương hay không thì bên cạnh cám ơn các bác sĩ khám bệnh, hãy cám ơn Röntgen nhé.
Ảnh BP
Tia X [hay tia Rơnghen] là một dạng của sóng điện từ, đây là một khám phá vĩ đại trong thế kỷ 19. Ngày nay, việc sử dụng tia X trong đời sống hàng ngày, y tế hoặc các ngành công nghiệp đã được ứng dụng rộng rãi. Trong bài học này, Kiến Guru sẽ giúp các em tìm hiểu sâu hơn về bản chất của tia X trong chương trình vật lý phổ thông 12.Bạn đang xem: 1001 thắc mắc: ai là người phát hiện ra tia x?
I. Tóm tắt lý thuyết vật lý phổ thông 12 - Tia X
Trong chương trình vật lý phổ thông lớp 12, bài Tia X nằm trong chương sóng ánh sáng. Vậy bài học này gồm những lý thuyết căn bản nào?
1. Lịch sử phát hiện tia X
- Năm 1895, nhà bác học Rơnghen đã làm thí nghiệm với ống Catot [còn gọi là ống Rơnghen]. Chùm tia catôt [chùm tia electron có năng lượng lớn] có tồn tại của một bức xạ xa lạ Tia X
- Mỗi chùm tia catot tức là chùm electron có năng lượng lớn đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X.
Bạn đang xem: 08/10/1895: nhà khoa học đức phát hiện ra tia x
2. Cách tạo ra tia X
Trước kia, người ta dùng ống Rơnghen, sau này người ta dùng ống Coolidge [Cu-lit-giơ] để tạo ra tia X.
a. Ống Rơn-ghen:
- Cấu tạo:
Ống Rơnghen có dạng một bình cầu [chứa khí có áp suất thấp - gọi là khí kém] bên trong có 3 điện cực:
+ Catốt có dạng chỏm cầu với tác dụng làm các electron bật ra tập trung tại tâm của bình cầu.
+ Anot là một điện cực dương ở phía đối diện với catot ở thành bình bên kia.
+ Đối catốt là một điện cực [thường được nối với anot]. Ở bề mặt của đối catốt là một kim loại có nguyên tử lượng lớn, khó nóng chảy.
- Hoạt động:
Khi đặt vào giữa anốt và catốt một hiệu điện thế không đổi [khoảng vài chục kV] thì lúc này electron bứt ra từ catốt được tăng tốc rất mạnh. Khi đập vào đối âm cực, các electron này bị đột ngột hãm lại và phát ra tia X. Người ta gọi tia X là bức xạ hãm.
b. Ống Cu-lít-giơ
- Cấu tạo
Ban đầu, ống Cooligde có dạng một bình hình cầu bên trong là chân không, có 2 điện cực:
+ Catot là chỏm cầu có tác dụng làm tập trung các electron về tâm của bình cầu.
+ Một dây tim để nung nóng catot [ catốt phát ra electron] được cung cấp điện nhờ một nguồn điện riêng.
+ Anot là điện cực dương, bề mặt của anot là một lớp kim loại có nguyên tử lượng lớn, khó nóng chảy. Để giải nhiệt cho anot người ta cho dòng nước chảy luồn bên trong anot nhờ một ống nhỏ.
- Hoạt động
Hiệu điện thế ở hai cực của ống Cu-lít-giơ từ vài chục kV đến khoảng 120 kV.
Xem thêm: Định Nghĩa Của Từ " Back Up Nghĩa Là Gì ? Nghĩa Của Từ Back Up Trong Tiếng Việt
Hiện nay người ta đã chế tạo các loại ống tia X có hình dạng khác nhau nhưng về nguyên tắc thì vẫn giống ống Coolidge ban đầu.
3. Bản chất, tính chất và ứng dụng của tia X
- Bản chất
Tia X là một loại sóng điện từ có bước sóng trong khoảng 10-11m đến 10-8m.
- Tính chất
+ Khả năng đâm xuyên mạnh
+ Có tác dụng lên kính ảnh [ làm đen kính ảnh khi chụp X quang]
+ Làm phát quang một số chất
+ Tia X làm ion hóa không khí
+ Tác dụng sinh lý và hủy diệt tế bào
- Ứng dụng
+ Sử dụng trong y học khi chuẩn đoán và chữa bệnh
+ Sử dụng trong công nghiệp để tìm ra những khuyết tật trong các vật đúc kim loại hoặc trong các tinh thể
+ Sử dụng trong giao thông khi kiểm tra hành lý của khách đi máy bay
+ Sử dụng trong phòng thí nghiệm khi nghiên cứu thành phần và cấu trúc của vật rắn.
4. Thang sóng điện từ
Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma đều có cùng bản chất là sóng điện từ, chúng chỉ khác nhau về tần số hay bước sóng. Các sóng này tạo nên một phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ:
- Thực ra, ranh giới giữa các vùng trong thang sóng điện từ không rõ rệt.
II. Bài tập áp dụng vật lý phổ thông 12 - Tia X
Một số bài tập minh họa về bài Tia X của vật lý phổ thông 12.
1. Khi nói về tia Rơnghen, tia tử ngoại thì phát biểu nào sai?
A. Tia Rơnghen và tia tử ngoại có cùng bản chất là sóng điện từ
B. Tần số tia Rơnghen nhỏ hơn tần số tia tử ngoại
C. Tần số tia Rơnghen lớn hơn tần số tia tử ngoại
D. Tia Rơnghen và tia tử ngoại đều có khả năng gây phát quang ở một số chất.
Đáp số: Bước sóng của tia Rơnghen nhỏ hơn bước sóng tia tử ngoại nên tần số tia Rơnghen lớn hơn tần số tia tử ngoại.
Chọn đáp án: C
2. Chọn đáp án đúng. Tia X có:
A. Cùng bản chất với sóng âm
B. Bước sóng lớn hơn bước sóng hồng ngoại
C. Cùng bản chất với sóng vô tuyến
D. Điện tích âm
Đáp án: Tia X có cùng bản chất với sóng vô tuyến là đều là sóng điện từ.
Chọn đáp án: C
Đáp án: Cường độ dòng điện hiệu dụng qua ống: I=PU=400100000=0,04 [A]
Kiến Guru đã tổng hợp lý thuyết và một số bài tập ứng dụng của vật lý phổ thông 12 - Tia X. Hy vọng tài liệu này là một nguồn tham khảo bổ ích cho các em. Chúc các em học tập tốt.