文档介绍：第五章放射性和原子能
自然科学基础知识
目录
第一节放射性的发现
第二节原子模型理论的演变
第三节核反应及核能利用
本章导读
原子能的利用是20世纪最激动人心的科学成就。从原子结构理论的形成到重核裂变的发现经历了一段曲折的历史。随着人类对放射性和原子能认识的加深,特别是***问世以后,大批科学家开始了和平利用原子能的研究,使其应用于发展生产、医疗卫生、生物技术等领域。
目标***
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第一节放射性的发现
一、伦琴发现X射线
1876年,德国物理学家哥尔德斯坦在实验中发现阴极射线后,围绕“阴极射线是什么?”展开了激烈的争论,争论引起许多科学家的兴趣。当时任维尔茨堡大学校长的伦琴也投入了阴极射线的研究。
伦琴在经过反复实验之后,他确信发现了一种尚未为人所知的新射线。由于当时新射线的本质还不太清楚,所以他把这种新射线称为“X射线”。为了检验这种射线的穿透本领,伦琴选用多种物质,逐个放在放电管和荧光屏之间进行实验。他发现:“一切物体对这种作用都是透明的,只是程度极为不同……纸是最透明的,在一本约有1 000页的带封面的书的后面,我仍然清楚地看到了荧光……在两副纸牌的后面荧光可以看见……厚的木块也是透明的;二三厘米厚的松木(对射线的)吸收很少。15毫米厚的铝条使效应大为减弱,但并不能使荧光完全消失。”
当伦琴进行铅的吸收能力试验时,无意中看到了自己拿铅片的手的骨骼轮廓。伦琴请他的夫人把手放在用黑纸包严的照相底片上,然后用X射线照射,显影后得到了一张清晰的人手骨骼像,这表明,从此人类可以借助于X射线,隔着皮肉***骨骼。
1895年12月28日,伦琴向维尔茨堡物理医学学会递交了他的关于X射线的第一篇论文《论一种新的射线》。论文中记述了实验装置和实验方法,初步说明了X射线的性质,归纳起来,有如下几条:
(1)阴极射线打在固体表面上会产生X射线。固体元素越重,新生的X射线就越强。
(2)新射线沿直线传播,通过棱镜时不发生反射和折射,不被透镜聚焦。
(3)新射线可使荧光物质发出荧光。
(4)新射线具有较强的穿透能力,几乎所有物质对它都是透明的,只是程度不同而已。
(5)阴极射线和X射线的行为的另一个显著的区别是:尽管多次实验,我未能借助于一磁体(即使磁场很强)使X射线发生任何偏转。
这引起了医学界的重视,在X射线发现后的3个月以后,维也纳的医院在外科治疗中便首次应用了X射线来拍片。X射线发现的传播,应用之迅速,反应之强烈是科学史上罕见的。
X射线的发现,是科学史上一次重大革命,它展示了物理学尚有亟待探索的新领域,鼓舞人们去研究新现象,寻求新现象的科学解释。它对物理学的进一步发展具有深远影响。