عبور از فلز

 

ویلهلم کونراد رونتگن

در شب سرد دسامبر 1895 انقلاب علمی و پزشکی و فنی بزرگی شروع شد. یک دانشمند فیزیک که از اهالی آلمان بود و پنجاه سال داشت در محیط آرام انجمن فیزیکی و پزشکی ورزبورگ کشف خود را عرضه کرد. ویلهلم کونراد رونتگن آموخته بود که چگونه تصاویری سیاه از سایه اجسام بسازد. البته می توان تصور کرد که این تصاویر از نوع بخصوصی بودند.
ویلهلم رونتگن در 27 مارس 1845 در یکی از نواحی پروس به نام لنپ به دنیا آمد. پدرش زارع و از اهالی آلمان و مادرش هلندی بود. ویلهلم تحصیلات اولیه خود را در هلند به پایان رسانید و سپس به سوئیس رفت و وارد دانشگاه زوریخ شد و در زیر نظر دانشمند معروفی چون استاد رودلف کلوزیوس تحصیل کرد. رونتگن به الکتریسیته و نور و حرارت و الاستیسیته (حالت ارتجاعی) علاقه مند بود.
او درجه دکترا در رشته فیزیک گرفت و به آلمان رفت و در دانشگاه ورزبورگ به عنوان استادیار مشغول به کار شد و بعد چندی در دانشگاه های استراسبورگ، هوهن هایم و گنیسن خدمت کرد و در سال 1885 دوباره به دانشگاه ورزبورگ بازگشت و استاد فیزیک آن جا شد.
سر ویلیام کروکس، دانشمند انگلیسی، علاقه مند بود تحقیقات مایکل فاراده را تعقیب کند. فاراده توانسته بود جریان الکتریسیته را از مایعات، جامدات و گازها و هر آنچه در دسترس داشت عبور دهد. او کوشید الکتریسیته را از محیط خالی(خلأ) نیز بگذراند. چون پمپ خلأ چندان خوب کار نمی کرد آزمایش او نتیجه ای نبخشید. اما کروکس دستگاه های مجهزی داشت و خلأ مورد نیاز را ایجاد کرد و موفق شد. او دستیاری هم داشت که علاوه بر کارهای آزمایشگاهی، شیشه گر ماهری بود که لوله های شیشه ای گوناگون و لازم می ساخت.
کروکس از شیشه حبابی ساخت و در داخل آن دو الکترود قرار داد و هوای داخل آن را خالی کرد و دو سر الکترودها را به یک منبع الکتریکی با ولتاژ قوی متصل کرد و در داخل حباب اشعه ای ایجاد شد. اشعه از قطب منفی ظاهر شد. کروکس در داخل حباب پره کوچکی قرار داد و مشاهده کرد که در اثر برخورد اشعه به پره، آن را به چرخش آورد و بدین ترتیب معلوم شد که اشعه نورانی از جنس ماده است و سایر اجسام سایه ایجاد می کنند. اشعه را می توانست به وسیله آهن ربا و صفحه ای که بار الکتریکی داشت از مسیر خود منحرف سازد. هنگامی که اشعه به حباب برمی خورد تابش سبز رنگی ایجاد می شد که کروکس آن را فلورسانس نامید.
بدین ترتیب معلوم شد که کروکس نخستین کسی بوده که اصل رؤیت تصاویر تلویزیونی را کشف کرد ولی تلویزیون پنجاه سال بعد اختراع شد. بعدها دانشمندان متوجه شدند که اشعه کاتدی کروکس در واقع جریانی از الکترون ها است. حباب شیشه ای او سرانجام منجر به کشف الکترون شد.
رونتگن در آزمایشگاه دانشگاه با نوعی از حباب های کروکس مشغول آزمایش بود. او روی حباب را با ورقه مقوا پوشاند و اتاق را تاریک کرد. سپس حباب را تخلیه کرد و جریان الکتریکی را از آن گذراند و مشاهده کرد که قطعه کاغذی را که با ترکیبی از باریوم و پلاتینیوم آغشته شده بود مانند فلورسانس درخشید. این یک کشف جدید بود و اشعه حاصل، اشعه کاتدی نبود چون اشعه کاتدی نمی توانست از شیشه عبور کند. این اشعه نامعلوم می توانست از حباب و کاغذ نیز عبور کند. این اشعه مسیرش در اثر آهن ربا و جریان الکتریکی هرگز منحرف نمی شد.
آزمایش های دیگر نشان داد که این اشعه قادر بود از ورقه قلع و آلومینیوم و لاستیک و بیشتر اجسام دیگر عبور کند.
یک حلقه فیلم عکاسی که در داخل کاغذ سیاهی بسته شده بود پس از تابش این اشعه ظاهر گردید. این اشعه می توانست صفحات عکاسی پوشانده شده را نیز متأثر سازد. رونتگن نام این اشعه را X گذاشت چون نمی دانست که واقعاً چه اشعه ای است.
ایجاد اشعه ایکس هنگامی است که الکترون ها پس از خروج از قطب منفی «حباب کروکس» با قطب مثبت برخورد کنند. در ماشین مولد اشعه ایکس قطب مثبت «هدف» نامیده می شود. الکترون های موجود در داخل اتم هدف، به سرعت و الزاماً خارج می شوند و دوباره به جای خودشان باز می گردند این الکترون ها در داخل و خارج از وضع خود خیلی سریع به نوسان در می آیند و در آن حال موج الکترومانیتیک تولید می کنند که در حدود 1،000،000،000،000 دور در ثانیه فرکانس دارد.
رونتگن خوشحال بود از این که اشعه ایکس، یا به اصطلاح همکاران او اشعه رونتگن، می توانست از پوست و گوشت نیز عبور کند. رونتگن دستش را روی یک صفحه عکاسی که با کاغذ سیاه پوشانده شده بود قرار داد و بعد ماشین اشعه ایکس را روشن کرد و هنگامی که عکس را ظاهر و چاپ کرد تصویر سایه استخوان های دستش را که چندان جالب نبود دید.
در سال 1896 به خاطر این کشف مدال سلطنتی رامفرد گرفت. در سال 1900 به عنوان استاد فیزیک دانشگاه مونیخ منصوب شد و تا سه سال قبل از مرگش (1923) در این مقام باقی ماند. در سال 1901 جایزه نوبل در فیزیک به او اعطا شد.
کشف رونتگن موجب پیدایش اکتشافاتی در زمینه رادیواکتیویته شد که به همت دانشمندانی مانند بکرل، کوری ها (زن و شوهر)، راذرفرد، پلانک، تامسن، اینشتین و فرمی انجام گرفت.
در هنگام زندگی رونتگن از اشعه ایکس در پزشکی در مواردی نظیر تشخیص شکستگی ها و سل و جراحی و همه نوع بیماری به کار می رفت. دانشمندان فیزیک، اشعه ایکس را برای تجزیه ماهیت ساختمان بلورها به کار می بردند. در صنعت از اشعه ایکس برای بررسی ساختمان قسمت هایی از فلزات استفاده می کنند که به هنگام جنگ و صلح در شرایط سخت باید کار کنند.
هنگامی که دندان پزشک قطعه کوچکی از فیلمی را که در کاغذ پوشیده شده در دهان شما می گذارد و ماشین اشعه ایکس را روشن می کند رونتگن و خدمت او به یاد شما می آید و سپاسگزار خدمتش می شوید که احتمالاً شما را از شر ناراحتی دندان درد خلاص می کند.
منبع: کان، فیلیپ؛ (1389) دانشمندان بزرگ، ترجمه سید مهدی امین و عباسعلی رضایی، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی