В наше время научились изготовлять мощные трубки, рассчитанные на электрическое напряжение в шестьсот-семьсот тысяч вольт. Голландская фирма Филиппс выпускает металлические рентгеновские трубки мощностью в несколько лошадиных сил.Электротехнические заводы наладили массовое производство рентгеновских трубок. Спрос на них растет с каждым десятилетием.
Какое же применение в жизни нашли себе невидимые лучи, которые открыл скромный вюрцбургский профессор, гениальный немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген?
Больше всего они пригодились медицине. Вооружившись лучами Рентгена, физиолог 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, кожа, железы. Потому и проступают темные очертания костей на фотографическом снимке, сделанном рентгеновскими лучами. А легкие отчетливо видны на снимках потому, что они прозрачнее, чем кожа, железы, 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 эта 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 тому назад [23] старый редактор Лехер писал в своей газете. Современные врачи уже и представить себе не могут, как это прежняя медицина обходилась без рентгеновских лучей. Заболел ли кто туберкулезом легких, расширением сердца 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 и сосудом, содержащим драгоценное лекарство, и фонарем, освещающим внутренности живого тела.
А неживое вещество? Могут 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 трещинки, 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 это за узор? 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 геометрически правильная сетка, составленная из атомов.
Фотография, снятая по способу Лауэ (Слева – кристалл сернистого цинка, справа – кристалл поваренной соли)
Лучи Рентгена отражаются от этих плоскостей и отскакивают в сторону, как те зайчики, которые отбрасывает зеркало, освещенное солнечным светом. Темные пятнышки на фотографической пластинке – это и есть зайчики рентгеновских лучей, отброшенные сетками атомов. Лауэ стал пропускать лучи Рентгена и через другие кристаллы – поваренную соль, берилл, сернокислый никель. И каждый раз на фотографической пластинке отпечатывался узор из темных точек. Поваренная соль давала один узор, берилл – другой, сернокислый никель – третий.
Расположение атомов в кристалле поваренной соли Белые шарики – это атомы натрия, черные – атомы хлора Внизу рисунка приложен масштаб. Каждое деление масштаба – это одна десятимиллионная доля миллиметра
Значит, во всех этих веществах атомы расположены сетками в строго определенном порядке. Порядок этот у разных веществ бывает различный: у сернистого цинка – один, у поваренной соли – другой, у берилла, у алмаза, у никеля, у графита – третий, четвертый, пятый. По узору из темных пятнышек на фотографической пластинке Лауэ математически точно установил, как расположены в кристаллах атомы.
Атомы – это чрезвычайно мелкие частицы вещества. Размеры атома – десятимиллионная доля миллиметра. Их невозможно разглядеть даже в самый сильный микроскоп. Но с помощью лучей, открытых Рентгеном, физики узнали с абсолютной достоверностью, как расположены атомы в кристаллах. Оказалось, что атомы натрия и хлора в поваренной соли расположены кубами, атомы углерода в алмазе – четырехгранными пирамидами.
Если бы пятьдесят лет тому назад [24] вы спросили 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 права существовать.
Изобретатели радиотелеграфа
Кто и когда?
Кто и когда изобрел радио?
Одни на этот вопрос отвечают: изобрел его Александр Степанович Попов, и было это сорок лет тому назад. Другие говорят: радио изобрел итальянец Гульельмо Маркони.
И в самом деле: сорок лет назад и Попов и Маркони одновременно построили первые в мире радиостанции и начали посылать первые в мире радиотелеграммы.
Но история радио началась значительно раньше, чем была послана первая радиотелеграмма. Ученые, которые своими открытиями и опытами начали историю радио, не посылали и не принимали никаких радиотелеграмм. Они и не стремились к тому, чтобы передавать на расстояние какие-либо сигналы, или музыку, или звуки человеческой речи. Как удивились бы эти первые изобретатели радиотелеграфа, если бы им сказал кто-нибудь, что они изобретают радиотелеграф!