НОВЫЕ ОПЫТЫ И ПРОВЕРКИ

Наступили беспокойные для Рентгена дни.

Он все еще не был уверен в том, что его наблюдения верны. А что если все это ему только показалось? Что если оп поддался оптическому обману, самовнушению? Действительно ли лучи икс существуют?

Долгое время Рентген, по своему обыкновению, никому не рассказывал о неожиданном открытии. Его близкий друг, профессор зоологии Бовери, впоследствии вспоминал, что в ноябре 1895 года Рентген как-то вскользь сказал ему: «Кажется, я сделал интересное открытие, но нужно еще проверить правильность моих наблюдений». А своим ассистентам Рентген не сказал даже и этого.

Он запирался один в своей лаборатории и с самого раннего утра до позднего вечера ставил опыт за опы­том. Иногда он и ночи проводил за работой, только изредка урывая часок-другой для сна. После достопа­мятной ночи с 8 на 9 ноября у него в лаборатории по­явилась складная походная койка.

Окна в лаборатории оп завесил тяжелыми темными шторами, опасаясь, что дневной свет может помешать ему, увидеть слабое зелено-желтое свечение платино­-цианистого бария.

Рентген изучал действие загадочных лучей.

Он поставил - между светящейся бумагой и баллоном толстую книгу, в которой было больше тысячи страниц.

Бумажка продолжала светиться.

3начит, икс-лучи проникают не только через тонкий картон, но и через толстый слой бумаги, через книгу в тысячу страниц.

Рентген заменил книгу колодой карт. Икс-лучи победили и колоду. Тогда Рентген поставил между бу­магой и баллоном две колоды сразу. Лучи взяли и это препятствие: бумага по-прежнему светилась, хотя и не так сильно, как раньше. доску толщиной в полтора дюйма, эбонитовую пластинку, лист оловянной бумаги.

Икс-лучи прошли и через доску, и через эбонит, и через оловянную бумагу.

И только тридцать листов этой оловянной бумаги, сложенных вместе, оказались для икс-лучей труднопреодолимой преградой: свечение платино-цианистого бария ослабело, померкло.

Значит, заключил Рентген, икс-лучи поглощаются оловом. Только ничтожная часть их прошла олово на­ сквозь и достигла платино-цианистого бария, а все ос­тальные оказались поглощенными.

Рентген испытал и другие металлы: медь, серебро, золото, свинец, оказалось, что через тонкие слои металлов икс-лучи проходят свободно, а через толстые слои проникает только их ничтожная часть.

Вывод был ясен: все вещества проницаемы для икс-­лучей, но только в различной степени. Бумага, дерево, эбонит прозрачны для них, как для солнечных лучей - ­стекло.

А толстые слои металлов почти непроницаемы.

Убедившись в этом, Рентген решил усложнить свой опыт: взять какой-нибудь предмет, в котором были два :вещества сразу: и проницаемое для икс-лучей и непро­ницаемое для них. Ну, хотя бы дерево и металл.

Для опыта он выбрал деревянную шкатулку, в которой хранился целый набор латунных гирек. Рентген поставил шкатулку па пути икс-лучей.

Справятся ли лучи и с этой преградой?

Справились. 3елено-желтый свет немедленно вспыхнул. Икс-лучи прошли через шкатулку так же, как они только что прошли через картон и еловую доску. Но в зелено-желтой полосе светящегося бария Рентген раз­глядел какие-то темные пятна. Вглядевшись повнимательнее, он отчетливо разобрал очертания пятен.

Пятна имели форму латунных гирек. Это была тень латунных гирек, спрятанных в деревянной шкатулке. 

Опыт за опытом проделывал Рентген. И каждый новый опыт открывал ему новые свойства загадочных лучей.

Собственными глазами видел он их удивительное действие, но осторожный исследователь привык не ве­рить своим глазам.

Наконец ему пришло в голову проделать опыт с фотографической пластинкой. «Человеческий глаз может ошибаться,- думал Рентген,- но если фотографическая пластинка обнаружит невидимые лучи, то, значит, они существуют и на самом деле. Фотографическую пла­стинку не обманешь».

Задумано - сделало. На пути икс-лучей оп поставил фотографическую пластинку. И что же? В эту же секунду пластинка почернела.

Оказалось, что икс-лучи - не игра воображения.

Рентген больше не сомневался в их существовании.

И он стал повторять все те опыты с невидимыми лучами, которые он делал раньше. Но только вместо бумаги, покрытой платино-цианистым барием, он    теперь

подставлял икс-лучам деревянную кассету с фотографической пластинкой. Ему уже не нужно было завеши­вать окна непроницаемыми шторами. Ведь солнечные лучи не могут пройти через деревянную кассету. А для невидимых икс-лучей деревянная кассета - не препятствие.

Рентген снова пропустил икс-лучи через шкатулку с гирьками, но на этот раз он подставил лучам не бумажку с барием, а фотографическую пластинку.

Через несколько минут оп проявил пластинку и отфиксировал ее.

На пластинке отпечаталось отчетливое изображение гирек.

После этого Рентген проделал еще один опыт, свой самый замечательный опыт.

Стеклянный баллон с разреженным воздухом он по­ставил под стол. На стол оп положил руку, а на руку - фотографическую пластинку в деревянной кассете. Потом включил ток.

Когда фотографическая пластинка была проявлена, на ней оказалось отчетливое, резкое изображение костей руки. Икс-лучи прошли через кожу, через мускулы, но не в силах были пройти через кости. Тень костей запечатлелась на фотографической пластинке.

Так Рентгену удалось сделать то, чего никто еще до него не делал, - сфотографировать свои собственные кости.

СЛАВА НА ВЕСЬ МИР

28 декабря 1895 года Рентген закончил большую статью, в которой он подробно описал свои опыты с невидимыми лучами. Эту статью он отправил в журнал Вюрцбургского физико-медицинского общества. Статья сейчас же была сдана в печать. Но уже за несколько дней до того, как номер вюрцбургского жур­нала с подробной и обстоятельной статьей Рентгена был отпечатан и разослан подписчикам, весь мир узнал об открытии невидимых лучей.

Произошло это так. В Вене жил профессор Франц Экснер, большой приятель Рентгена еще с тех времен, когда оба они были цюрихскими студентами. Экснеру Рентген написал о своем открытии в тот самый день, когда ему удалось сфотографировать кости собственной руки. В конверт вместе с письмом он вложил и удивительную фотографию.

С удивлением рассматривал Экснер полученный снимок. Он сразу понял, какое великое открытие совершил его друг. В тот же день рассказал он о новых лучах своим коллегам, профессорам Венского университета. А кое-кому даже продемонстрировал удивительный снимок.

Среди людей, которым посчастливилось увидеть первый рентгеновский снимок, был пражский физик Эрнст Лехер, случайно находившийся в Вене. Лexep был поражен. Он попросил Экснера дать ему фотографию хотя бы на полчаса. А надо сказать, что отец Эрнста Лехера был в то время редактором бо.льшой и широко распространенной венской газеты «Wiener Presse».

К нему-то и поспешил Лехер с драгоценной фотографией.

Когда редактор газеты увидел фотографию и выслушал взволнованный рассказ сына, он сразу же сообразил, какую сенсацию может он преподнести читателям в ближайшем номере своей газеты.

3 января 1896 года подписчики «Wiener Prеssе» по­лучили номер газеты со статьей старика Лехера. В статье говорилось о великом открытии вюрцбургского профессора.

В середине января 1896 года статья Рент­гена «О новом роде лучей» наконец появилась, и но­мер журнала с этой статьей был раскуплен в течение одного дня. Людей, желавших прочесть статью, оказалось так много, что ее пришлось напечатать отдельной

брошюрой, и в первый же месяц она вышла пятью изданиями.

Во всех лабораториях мира физики повторяли и проверяли опыты Рентгена. В Америке знаменитый изо­бретатель Эдисон, прочитав сообщение об икс-лучах, немедленно приступил к опытам и провел в лаборато­рии несколько дней без отдыха и сна; на третий день, чтобы подбодрить своих ассистентов, еле державшихся на ногах от усталости, он приказал громко играть па органе, который стоял у него в лаборатории. В Париже физик Сеги устроил особый кабинет, в котором всякий желающий мог за деньги получить фотографический снимок своего собственного скелета. В Лондоне, в Бер­лине, в Петербурге, в Риме - во всех европейских сто­лицах читались лекции о новых лучах и де­монстрировались опыты. Не было ни опытов, ни лекций в одной только Вене: «мудрая» австрийская полиция запретила их. «Ввиду того, что по нашему ве­домству не поступало официальных сведений о свойствах новых лучей,- так говорилось в постановлении венского полицмейстера,- строго воспрещается, производить какие бы то ни было опыты, впредь до выяснения вопроса и особого распоряжения полиции».

Рентген в одну неделю сделался знаменитостью. Никто уже больше не путал его фамилию; во всех газетах была напечатана его биография; дом его приступом брали корреспонденты. В газетных редакциях, в лабораториях, па улицах только и было разговору, что о невидимых лучах. Одни прославляли высшего ученого; другие говорили, что ничему не поверят, пока не увидят невидимые лучи собственными глазами; третьи опасались, что отныне житья не будет на белом свете: ведь теперь всякий прохожий может заглянуть сквозь стены в чужую квартиру; помилуйте, какая же после этого возможна частная жизнь? Уж не додумаются ли ученые, в конце концов, до того, что станут освещать лучами чужой мозг и читать чужие мысли? Владелец одного шляпного магазина в Лондоне даже поместил в газете объявление о том, что у него продаются специальные шляпы из особо плотного материала, непрозрачного для новых лучей. Всякий, кто наденет такую шляпу, может считать себя в безопасности: никакие лучи, видимые или невидимые, не обнаружат ни единой мысли у него в голове!

А в Америке одна газета сообщила, что какой-то мо­лодой человек в штате Айова направил невидимые лу­чи на кусок свинца стоимостью в 13 центов -и что же? Через три часа кусок свинца превратился в кусок чи­стейшего золота, стоимостью в 153 доллара. Другая га­зета уверяла, будто в Нью-Йорке, в медико-хирургиче­ском колледже, изобрели новый способ обучать студентов анатомии: икс-лучи отражаются от рисунков в анатомическом атласе, а затем попадают прямо в мозг студенту. «Это производит сильное впечатление на учащихся,- писала газета,- и во многих отношениях оказывается выгоднее и удобнее, чем обыкновенные способы обучения, которые практиковались до сих пор: рисунки накрепко отпечатываются в мозгу!»

Не правда ли, жаль, что это сообщение оказалось простой газетной уткой!

Прошло много лет с той поры, как вюрцбургский профессор Вильгельм Конрад Рент­ген открыл невидимые лучи, заставляющий светиться платино-цианистый барий.

В наше время лучи икс - лучи Рентгена - никому больше не представляются чудом. Люди уже давно привыкли к ним. Рентгеновский снимок, показывающий нам строение наших легких, удивляет нас не более, чем телефон на столе или автомобиль, проезжающий мимо наших окон. Ученые исследовали свойства таинствен­ных лучей, инженеры и врачи научились пользоваться лучами, применять их на практике.

Лучи икс, лучи - загадка перестали быть загадкой.

Физики поняли, почему в баллоне с разреженным га­зом, через который проходит электрический ток, возни­кают невидимые лучи. Они разгадали их происхожде­ние, их природу.

Лучи Рентгена возникают тогда, когда в стеклянную стенку баллона ударяется поток электронов, с огромной скоростью мчащихся сквозь разреженный газ.

Скелет :змеи (рентгеновский снимок)

Когда-то Герц и Крукс спорили о том, что такое электрический ток, проходящий в разреженном газе: колебания ли это, волны или материальные частицы, заряженные электричеством? Оказалось, доля истины бы­ла в предположении обоих. Современные физики пола­гают, что электрический ток - это и то и другое сразу: и частицы, летящие с огромной скоростью, и особого рода колебания, волны. То же можно сказать и о лучах икс. В тот самый момент, когда несущиеся сквозь газ электроны натыкаются на стеклянную стенку, в балло­не возникают новые волны-частицы. Они разбегаются по всем направлениям от стеклянной стенки, о которую ударились электроны. Волны-частицы, испускаемые стенкой, - это и есть лучи икс, открытые профессором Рентгеном.

И не только стекло, поставленное на пути электро­нов, испускает невидимые лучи. Сам Рентген, производя свои опыты, заметил, что если на пути электронов по­ставить металл, то и металл начнет испускать лучи­ и даже еще сильнее, чем стекло. Позже было установлено, что, с каким бы твердым телом не столкнулись быстрые электроны, оно делается источником рентгенов­ских лучей.

 

ПРИМЕНЕНИЕ В ЖИЗНИ

 

В современных рентгеновских трубках лучи икс по­лучаются от удара электронов об антикатод - массив­ный кусок тугоплавкого металла, (железа или вольфрама). В трубку подают высокое электрическое напряже­ние. Чем выше напряжение, тем быстрее движутся электроны, тем энергичнее оказываются лучи Рентгена, испускаемые антикатодом, и тем легче проходят эти лу­чи сквозь тела, непроницаемые для видимого света.

Уже позже научились изготовлять мощные труб­ки, рассчитанные на электрическое напряжение в шесть­сот - семьсот тысяч вольт. Электротехнические заводы давно уже наградили массовое производство рентгеновских трубок и рентгеновских аппаратов. Спрос на них растет с каждым годом.

Какое же применение в жизни нашли себе невидимые лучи, которые открыл скромный профес­сор, гениальный немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген?

Больше всего они пригодились медикам. Вооружив­шись лучами Рентгена, врач фотографирует кости в жи­вом человеческом теле, изучает явления, происходящие в легких, в желудке, в сердце. Дело в том, что для лучей Рентгена кости, не так прозрачны, как мускулы или же­лезы. Потому и проступают темные очертания костей на фотографическом снимке, сделанном рентгеновскими лу­чами. А легкие отчетливо видны на снимке потому, что они прозрачнее, чем железы или мышцы. Но только изоб­ражения легких получаются не темные, а светлые.

Ну, а как желудок? Ведь он прозрачен для лучей Рентгена не больше и не меньше, чем все другие органы, находящиеся в брюшной полости человека. Как же воз­можно фотографировать желудок?

Немецкий ученый Ридер нашел выход из этого за­труднения. Пациенту предлагают съесть тарелку каши. Но каша это не простая, а особенная: в ней содержится сернокислый барий. Сернокислый барий менее прозрачен для рентгеновских лучей, чем внутренние органы и мус­кульные ткани человеческого тела. К тому же он совер­шенно безвреден: каша с сернокислым барием не очень­ то вкусна, но ее можно безо всякой опасности для здо­ровья съесть сколько угодно. Как только желудок пациен­та наполнится сернокислым барием - врач немедленно делает рентгеновский снимок. И тогда темные очерта­ния желудка отчетливо возникают на фоне окружающих тканей.

Сбылось все то, о чем сорок лет назад старый редактор Лехер писал в своей газете. Современные врачи уже и представить себе не могут, как это прежняя медицина обходилась без рентгеновских лучей. 3аболелли ли кто туберкулезом легких, расширением cepдца или язвой желудка, ранен ли кто пулей,- врачи просвечивают больного лучами Рентгена, фотографируют пораженные орга­ны тела. Взглянув на фотографический снимок, врач ясно видит, что творится в теле больного, распознает скрытую болезнь.

Но мало того, что лучи Рентгена часто помогают определить болезнь: некоторые тяжелые болезни они и вылечивают.

Так, рентгеновская трубка оказалась в одно и то же время фонарем, освещающим внутренности живого тела, и сосудом, содержащим драгоценное лекарство. Правда, пользоваться этим лекарством следует с большим ис­кусством: разрушая пораженные болезнью ткани, рентге­новские лучи могут нанести ущерб здоровым.

Ну, а неживое вещество? Способны ли лучи Рентгена проникать в неживые вещества и обнаруживать в них то, что скрыто от человеческих глаз?

Вот в литейном цехе отлили какую-нибудь деталь. На

вид она хороша - казалось бы, лучше и не надо. А како­ва она внутри? Не попал ли в литье пузырек воздуха, нет ли в глубине металла трещины, которая при малей­шей перегрузке машины выведет деталь из строя?

На помощь инженеру приходят рентгеновские лучи. При первых опытах Рентгена невидимые лучи прони­кали только сквозь тонкие слои металла, а в толстых застревали, поглощались. Современные рентгеновские трубки с напряжением в сотни тысяч вольт испускают лучи гораздо более мощные, гораздо глубже «проникаю­щие». Такие лучи легко проходят через слой стали толщиной в десять-пятнадцать сантиметров. От них не скро­ется ни одна трещинка, ни один пузырек.

Рентгеновский снимок сразу выводит на чистую воду малейший изъян внутри металла.

Зоркие лучи Рентгена несут ответственную службу на заводах. Но еще более тонкую и сложную работу проделывают они в физических лабораториях. Они помогают физикам изучать строение вещества.

В 1912 году немецкие физики Лауэ, Фридрих и Книп­пинг сделали такой опыт. Они пропустили пучок рент­геновских лучей через кристаллик сернистого цинка.

Пройдя сквозь кристаллик, лучи упали на фотографиче­скую пластинку. Когда ученые проявили и отфиксиро­вали пластинку, оказалось, что на ней отпечатался какой-то  замысловатый узор, составленный из маленьких тем­ных пятнышек.

Что за узор, откуда он?Лауэ сумел ответить на этот вопрос.Кристалл сернистого цинка состоит из атомов; двух веществ: серы и цинка. Эти атомы расположены в пространстве стройными правильными рядами. Внутри

кристалла, параллельно каждой его грани, идут, пересекаясь между собой, бесчисленные плоскости. Каждая из этих плоскостей – это геометрическая правильная сетка, составленная из атомов.

Лучи Рентгена, проникая сквозь сетку, огибают ато­мы и рисуют узор на фотографической пластинке. Узор из темных пятнышек. Эта не фотография кристалла.

 Но изучая этот узор, Лауэ с помощью математического рас­чета установил, как, в каком порядке расположены в кри­сталле атомы.

Лауэ и его сотрудники стали пропускать лучи Рент­гена и через другие кристаллы - поваренную саль, бе­рилл, сернокислый никель. И каждый раз на фотографи­ческой пластинке отпечатывался узор из темных точек . Поваренная соль давала один узор, берилл - другой, сер­нокислый никель - третий.

Значит, во всех этих веществах атомы расположены сетками в своем, строго определенном порядке. Порядок этот у разных веществ разный: у сернистого цинка­ - один, у поваренной соли - другой, у берилла, у алмаза, у никеля, у графита - третий, четвертый, пятый. Атомы натрия и хлора в поваренной соли расположены куба­ми, атомы углерода в алмазе - четырехгранными пира­мидами.

Сами атомы - эта чрезвычайна мелкие частицы веще­ства. Размеры атома -десятимиллионная доля миллиметра. Их невозможно разглядеть даже в сверхсильный микроскоп. Но с помощью лучей, открытых Рентгеном, физики узнали с абсолютной достоверностью, как распо­ложены атомы в кристаллах. В каком порядке и даже ­какое между ними расстояние. В 1913 году, через год после открытия Лауэ, русский физик Ю. Вульф и англи­чане, отец и сын Брэгги, один в России, а двое других в Англии, нашли - совершенно независимо друг от друга - способ с полной математической точностью опреде­лять в кристаллах расстояние между атомами. Оказа­лось, определять его можно, направляя на кристалл под разными углами рентгеновские лучи, и каждый раз изме­ряя при этом угол наклона.

Если бы в те годы вы спросили бы любого ученого ­физика, возможно ли разглядеть, как расположены ато­мы в каком-нибудь теле, он ответил бы вам: «Невозможно и никогда не будет возможно».

Открытие Рентгена еще раз доказало людям, что сло­во «невозможно» не имеет право существовать.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

По-разному делаются научные открытия. Лучи Рентгена были открыты в считанные дни и сразу нашли себе замечательные применения. Невидимые лучи дали возможность видеть насквозь – разглядеть внутреннее устройство непрозрачных живых тел, а в прозрачных кристаллах обнаружить «непрозрачные» атомы. Но это еще не все.

Икс-лучам суждено было разгадывать интереснейшие иксы не только в поле зрения микроскопа, но и телескопа. Если «гелий» спустился с небес на Землю, то рентгеновские лучи, напротив, совершили путь в обратном направлении – с Земли на небо.