|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
DÉCOUVERTES SCIENTIFIQUES LES PLUS IMPORTANTES
Rayonnement X. Histoire et essence de la découverte scientifique
Annuaire / Les découvertes scientifiques les plus importantes En janvier 1896, un typhon de journaux faisant état de la découverte sensationnelle du professeur de l'université de Würzburg Wilhelm Conrad Roentgen balaya l'Europe et l'Amérique. Il semblait qu’il n’y avait aucun journal qui n’aurait publié une photographie d’une main qui, comme il s’est avéré plus tard, appartenait à Bertha Roentgen, l’épouse du professeur. Et le professeur Roentgen, enfermé dans son laboratoire, continuait à étudier intensivement les propriétés des rayons qu'il avait découverts. La découverte des rayons X a donné une impulsion à de nouvelles recherches. Leur étude a conduit à de nouvelles découvertes, dont la découverte de la radioactivité. physicien allemand Wilhelm Konrad Roentgen (1845-1923) est né à Lennep, une petite ville près de Remscheid en Prusse, et était le seul enfant d'un marchand de textile prospère, Friedrich Conrad Roentgen, et de Charlotte Constance (née Frowijn) Roentgen. En 1862, Wilhelm entre à l'école technique d'Utrecht. En 1865, Roentgen est inscrit comme étudiant à l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich, car il a l'intention de devenir ingénieur en mécanique. Trois ans plus tard, Wilhelm a obtenu un diplôme et un an plus tard, il a soutenu sa thèse de doctorat à l'Université de Zurich. Après cela, Roentgen a été nommé par Kundt comme premier assistant du laboratoire. Ayant reçu la chaire de physique à l'Université de Würzburg (Bavière), Kundt a emmené son assistant avec lui. Le déménagement à Würzburg a été le début d'une "odyssée intellectuelle" pour Roentgen. En 1872, avec Kundt, il s'installe à l'Université de Strasbourg et en 1874 y commence sa carrière d'enseignant en tant que chargé de cours en physique. En 1875, Roentgen devient professeur titulaire (réel) de physique à l'Académie d'agriculture de Hohenheim (Allemagne), et en 1876 il retourne à Strasbourg pour y commencer à enseigner un cours de physique théorique. Les recherches expérimentales menées par Roentgen à Strasbourg ont touché divers domaines de la physique et, selon son biographe Otto Glaser, ont valu à Roentgen une réputation de « physicien expérimental classique subtil ». En 1879, Roentgen est nommé professeur de physique à l'Université de Hesse, où il restera jusqu'en 1888, refusant les offres de prendre successivement la chaire de physique aux universités d'Iéna et d'Utrecht. En 1888, il retourne à l'Université de Würzburg en tant que professeur de physique et directeur de l'Institut de physique. En 1894, lorsque Roentgen fut élu recteur de l'université, il entreprit des études expérimentales sur la décharge électrique dans des tubes à vide en verre. Le soir du 8 novembre 1895, Roentgen, comme d'habitude, travaillait dans son laboratoire et étudiait les rayons cathodiques. Vers minuit, se sentant fatigué, il s'apprêtait à partir. Regardant autour du laboratoire, il éteignit la lumière et s'apprêtait à fermer la porte, lorsqu'il aperçut soudain une tache lumineuse dans l'obscurité. Il s’avère qu’un écran en bleuhydrure de baryum brillait. Pourquoi ça brille ? Le soleil était couché depuis longtemps, la lumière électrique ne pouvait pas provoquer de lueur, le tube cathodique était éteint et en plus il était recouvert d'un couvercle en carton noir. X-ray a de nouveau regardé le tube cathodique et s'est reproché : il s'avère qu'il a oublié de l'éteindre. Après avoir senti l'interrupteur, le scientifique a éteint le récepteur. La lueur de l'écran a également disparu ; j'ai rallumé le combiné - et la lueur est réapparue. Cela signifie que la lueur est provoquée par le tube cathodique ! Mais comment? Après tout, les rayons cathodiques sont retardés par le couvercle et l'entrefer d'un mètre de long entre le tube et l'écran constitue pour eux une armure. Ainsi commença la naissance de la découverte. Après s'être remis de son étonnement momentané, Roentgen commença à étudier le phénomène découvert et les nouveaux rayons, qu'il appela rayons X. Laissant le boîtier sur le tube pour que les rayons cathodiques soient couverts, il commença à se déplacer dans le laboratoire avec l'écran à la main. Il s’avère qu’un mètre et demi à deux mètres ne constitue pas une barrière pour ces rayons inconnus. Ils pénètrent facilement dans un livre, un verre, du staniol... Et alors que la main du scientifique se trouvait sur le chemin de rayons inconnus, il aperçut la silhouette de ses os sur l'écran ! Fantastique et effrayant ! Mais cela ne durait qu’une minute, car l’étape suivante pour Roentgen était de se rendre au meuble où se trouvaient les plaques photographiques : il devait enregistrer ce qu’il voyait sur la photo. Ainsi commença une nouvelle expérience nocturne. Le scientifique découvre que les rayons éclairent la plaque, qu'ils ne divergent pas sphériquement autour du tube, mais ont une certaine direction... Le matin, épuisé, Roentgen rentra chez lui pour se reposer un peu, puis recommença à travailler avec des rayons inconnus. La plupart des scientifiques publieraient immédiatement une telle découverte. Roentgen, d'autre part, croyait que le message serait plus impressionnant s'il était possible de donner quelques données sur la nature des rayons découverts par lui, en mesurant leurs propriétés. Il a donc travaillé dur pendant cinquante jours, testant toutes les hypothèses qui lui venaient à l'esprit. Les rayons X ont prouvé que les rayons provenaient du tube et non d'un autre appareil. Juste avant le Nouvel An, le 28 décembre 1895, Roentgen décide de faire connaître à ses collègues le travail accompli. Sur trente pages, il décrit les expériences réalisées, imprime l'article sous la forme d'une brochure séparée et l'envoie avec des photographies aux principaux physiciens d'Europe. "La fluorescence est visible", écrivait Roentgen dans sa première communication, "avec un assombrissement suffisant et ne dépend pas du fait que le papier est soulevé avec le côté enduit ou non de baryum platine-cyanogène. La fluorescence est perceptible même à une distance de deux mètres du tube. "Il est facile de vérifier que les causes de la fluorescence proviennent du tube à décharge, et non de n'importe quel endroit du conducteur." Roentgen a suggéré que la fluorescence était causée par une sorte de rayons (il les appelait rayons X) traversant le carton noir du couvercle du tube, qui était impénétrable aux rayons lumineux ordinaires visibles et invisibles. Par conséquent, il a d'abord étudié la capacité d'absorption de diverses substances par rapport aux rayons X. Il a constaté que tous les corps sont perméables à cet agent, mais à des degrés divers. Les faisceaux passaient à travers un livre relié de 1000 pages, à travers un double jeu de cartes à jouer. Des planches d'épicéa de 2 à 3 centimètres d'épaisseur absorbaient très peu les rayons. Une plaque d'aluminium d'environ 15 millimètres d'épaisseur, bien qu'elle ait fortement affaibli les rayons, ne les a pas complètement détruits. "Si vous tenez votre main entre le tube à décharge et l'écran, vous pouvez voir les ombres sombres des os dans les faibles contours de l'ombre de la main elle-même." Les rayons agissent sur une plaque photographique, et "on peut prendre des photos dans une pièce éclairée, à l'aide d'une plaque enfermée dans une cassette ou dans une coque en papier". Roentgen, cependant, ne pouvait détecter ni la réflexion ni la réfraction des rayons X. Cependant, il a établi que, si une réflexion correcte "n'a pas lieu, néanmoins, diverses substances se comportent vis-à-vis des rayons X de la même manière que les milieux troubles vis-à-vis de la lumière". Ainsi, Roentgen a établi le fait important de la diffusion des rayons X par la matière. Cependant, toutes ses tentatives pour détecter l'interférence des rayons X ont donné un résultat négatif. Un résultat négatif a également été donné par les tentatives de déviation des rayons par un champ magnétique. De cela, Roentgen a conclu que les rayons X ne sont pas identiques aux rayons cathodiques, mais sont excités par eux dans les parois de verre du tube à décharge. En conclusion de son rapport, Roentgen aborde la question de la nature possible des rayons qu'il a découverts : "Si nous demandons ce que sont réellement les rayons X (ils ne peuvent pas être des rayons cathodiques), alors, à en juger par leur action chimique intense et leur fluorescence, nous pouvons les attribuer à la lumière ultraviolette. Mais dans ce cas, nous nous heurtons immédiatement à de sérieux obstacles. En effet, si Les rayons X sont de la lumière ultraviolette, alors cette lumière devrait avoir les propriétés : a) lors du passage de l'air à l'eau, le disulfure de carbone, l'aluminium, le sel gemme, le verre, le zinc, etc., ne subissent aucune réfraction notable ; b) ne pas faire l'expérience d'une réflexion correcte notable de la part de ces organes ; c) ne pas être polarisé par tous les moyens courants ; d) son absorption ne dépend d'aucune propriété du corps, à l'exception de la densité. Il faudrait donc supposer que ces rayons ultraviolets se comportent tout à fait différemment des rayons infrarouges, visibles et ultraviolets connus jusqu'à présent. Je n'arrivais pas à me décider et j'ai commencé à chercher une autre explication. Une certaine relation entre les nouveaux rayons et les rayons lumineux semble exister. Ceci est indiqué par les images d'ombre, la fluorescence et les effets chimiques produits par les deux types de rayons. On sait depuis longtemps qu'en plus des vibrations lumineuses transversales, des vibrations longitudinales sont également possibles dans l'éther. Certains physiciens croient qu'ils doivent exister. Leur existence, bien sûr, n'a pas encore été clairement prouvée et, par conséquent, leurs propriétés n'ont pas encore été étudiées expérimentalement. Les nouveaux rayons ne devraient-ils pas être attribués à des vibrations longitudinales dans l'éther ? Je dois avouer que je suis de plus en plus enclin à cette opinion, et je me permets d'exprimer ici cette hypothèse, bien que je sache, bien sûr, qu'elle doit encore être étayée. En mars 1896, Roentgen fit une deuxième communication. Dans cette communication, il décrit des expériences sur l'action ionisante des rayons et sur l'étude de l'excitation des rayons X par divers corps. À la suite de ces études, il a déclaré qu '"il n'y avait pas un seul corps solide qui, sous l'action des rayons cathodiques, n'exciterait les rayons X". Cela a conduit Roentgen à reconcevoir le tube pour produire des rayons X intenses. "J'utilise avec succès depuis plusieurs semaines le tube à décharge de l'appareil suivant. Sa cathode est un miroir concave en aluminium, au centre de la courbure duquel, à un angle de 45 degrés par rapport à l'axe du miroir, une plaque de platine est placé, qui sert d'anode." "Dans ce tube, les rayons X sortent de l'anode. Sur la base d'expériences avec des tubes de différentes conceptions, je suis arrivé à la conclusion qu'il importe peu pour l'intensité des rayons X que le lieu d'excitation des rayons soit l'anode ou pas." De cette manière, Roentgen a établi les caractéristiques de conception de base des tubes à rayons X avec une cathode en aluminium et une anticathode en platine. La découverte de Roentgen a provoqué une énorme résonance non seulement dans le monde scientifique, mais dans toute la société. Malgré le titre modeste donné à son article par Roentgen : "Sur un nouveau type de rayons. Communication préliminaire", il suscite un grand intérêt dans différents pays. Le professeur viennois Eksper a rapporté la découverte de nouveaux rayons invisibles au journal New Free Press.A Saint-Pétersbourg, déjà le 22 janvier 1896, les expériences de Roentgen ont été répétées lors d'une conférence dans l'auditorium de physique de l'université. Les rayons Roentgen trouvèrent rapidement des applications pratiques en médecine et en technologie, mais le problème de leur nature resta l'un des plus importants en physique. Les rayons X ont ravivé la controverse entre la nature corpusculaire et ondulatoire de la lumière, et de nombreuses expériences ont été menées pour résoudre le problème. En 1905, Charles Barkla, prix Nobel 1917 pour l'étude des rayons X (1877-1944), mesure ces rayons diffusés en profitant de la capacité des rayons X à décharger des corps électrisés. L'intensité des rayons pouvait être déterminée en mesurant la vitesse à laquelle, sous leur action, un électroscope se déchargeait, disons, avec des feuilles d'or. Barkla dans une brillante expérience a étudié les propriétés du rayonnement diffusé, provoquant sa diffusion secondaire. Il a découvert que le rayonnement diffusé à 90 degrés ne pouvait pas être diffusé à nouveau à 90 degrés. C'était une preuve convaincante que les rayons X étaient des ondes transversales. Les tenants du point de vue corpusculaire ne sont pas non plus restés inactifs. William Henry Bragg (1862–1942) considérait ses données comme la preuve que les rayons Roentgen étaient des particules. Il a répété les observations de Roentgen et est devenu convaincu de la capacité des rayons X à décharger des corps chargés. Il a été constaté que cet effet est dû à la formation d'ions dans l'air. Bragg a découvert que trop d'énergie est transférée aux molécules de gaz individuelles pour qu'elle ne soit transférée que par une petite partie d'un front d'onde continu. Cette période d'apparente contradiction - car les résultats de Barkle et Bragg ne pouvaient être conciliés les uns avec les autres - fut brusquement interrompue en 1912 par une seule expérience. Cette expérience a été réalisée grâce à une heureuse combinaison d’idées et de personnes et peut être considérée comme l’une des plus grandes réalisations de la physique. La première étape a été franchie lorsque l'étudiant diplômé Ewald s'est tourné vers le physicien théoricien Max Laue (1879-1960). L'idée d'Ewald, qui intéressait Laue, était la suivante. Pour vérifier si les rayons X sont des ondes, une expérience de diffraction doit être effectuée. Cependant, tout système diffractant artificiel est évidemment trop grossier. Mais le cristal est un réseau de diffraction naturel, beaucoup plus fin que n'importe quel autre fabriqué artificiellement. Les rayons X pourraient-ils être diffractés par des cristaux ? Laue n’était pas un expérimentateur et avait besoin d’aide. Il se tourna vers Sommerfeld (1868-1951) pour obtenir des conseils, mais celui-ci ne le soutena pas, affirmant que le mouvement thermique devrait perturber considérablement la structure correcte du cristal. Sommerfeld refusa de permettre à l'un de ses assistants, Friedrich, de perdre du temps sur des choses aussi inutiles. expériences. Heureusement, Friedrich avait un point de vue différent et, avec l’aide de son ami Knipping (1883-1935), il réalisa cette expérience en secret. Ils ont sélectionné un cristal de sulfate de cuivre - ces cristaux étaient disponibles dans la plupart des laboratoires - et ont assemblé l'installation. La première exposition n'a produit aucun résultat ; la plaque était placée entre le tube - la source des rayons X - et le cristal, car on pensait que le cristal devait agir comme un réseau de diffraction réfléchissant. Dans la deuxième expérience, Knipping a insisté pour placer des plaques photographiques de tous les côtés autour du cristal : après tout, il fallait tenir compte de toutes les possibilités. Sur l'une des plaques, située derrière le cristal dans le trajet du faisceau de rayons X, l'effet qu'ils recherchaient a été trouvé. C'est ainsi que la diffraction des rayons X a été découverte. En 1914, Laue a reçu le prix Nobel pour cette découverte. En 1913, G. V. Wulff en Russie, père et fils Bragg en Angleterre, répétèrent les expériences de Laue et de ses amis avec un changement significatif : ils dirigeaient les rayons X sur des cristaux sous différents angles par rapport à leur surface. La comparaison des images aux rayons X obtenues dans ce cas sur des plaques photographiques a permis aux chercheurs de déterminer avec précision les distances entre les atomes dans les cristaux. Les Bragg ont reçu le prix Nobel en 1915. Ainsi, deux faits scientifiques fondamentaux sont venus à la physique : les rayons X ont les mêmes propriétés ondulatoires que les rayons lumineux ; À l'aide des rayons X, vous pouvez explorer non seulement la structure interne du corps humain, mais également examiner les profondeurs des cristaux. Grâce aux rayons X, les scientifiques pouvaient désormais facilement distinguer les cristaux des corps amorphes, détecter les changements dans les chaînes atomiques dans les profondeurs des métaux et des semi-conducteurs opaques à la lumière, déterminer les changements dans la structure des cristaux qui se produisent lors d'un fort chauffage et d'un refroidissement profond, pendant compression et tension. Roentgen n'a pas pris de brevet, donnant sa découverte à toute l'humanité. Cela a permis aux concepteurs du monde entier d'inventer une variété de machines à rayons X. Les médecins voulaient en savoir le plus possible sur les maux de leurs patients à l'aide des rayons X. Bientôt, ils ont pu juger non seulement des fractures osseuses, mais également des caractéristiques structurelles de l'estomac, de l'emplacement des ulcères et des tumeurs. Habituellement, l'estomac est transparent aux rayons X, et le scientifique allemand Rieder a suggéré de nourrir les malades avant de photographier ... de la bouillie de sulfate de baryum. Le sulfate de baryum est inoffensif pour l'organisme et beaucoup moins transparent aux rayons X que les muscles ou les tissus internes. Les images montraient tout rétrécissement ou expansion des organes digestifs humains. Dans les tubes à rayons X plus récents, une spirale de tungstène chaude rayonne un flux d'électrons, contre lequel se trouve une anti-cathode de fines plaques de fer ou de tungstène. Les électrons éliminent un fort flux de rayons X de l'anticathode. De puissantes sources de rayons X ont été découvertes en dehors de la Terre. Dans les profondeurs des novae et des supernovae, se déroulent des processus au cours desquels un rayonnement X de haute intensité apparaît. En mesurant les flux de rayons X arrivant sur la Terre, les astronomes peuvent juger des phénomènes qui se produisent à plusieurs milliards de kilomètres de notre planète. Un nouveau domaine scientifique est apparu : l'astronomie aux rayons X... La technologie du XXe siècle ne pourrait pas, sans l'analyse par rayons X, disposer de cette magnifique constellation de matériaux divers dont elle dispose aujourd'hui. Auteur : Samin D.K.
▪ Electron ▪ Les lois du mouvement planétaire
Une nouvelle façon de contrôler et de manipuler les signaux optiques
05.05.2024 Clavier Primium Sénèque
05.05.2024 Inauguration du plus haut observatoire astronomique du monde
04.05.2024
▪ Réfrigérateur Samsung Family Hub avec Wi-Fi, caméras et écran ▪ Moniteur Acer 4K avec prise en charge de NVIDIA G-Sync ▪ La NASA passe complètement à ses moteurs de fusée
▪ section du site Sites d'équipements radioamateurs. Sélection d'articles ▪ article de Fernando de Rojas. Aphorismes célèbres ▪ article Que sont les dents humaines ? Réponse détaillée ▪ article Travail sur une perceuse type CITOBORMA. Instruction standard sur la protection du travail
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Nous recommandons des articles intéressants section 
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page