ODKRYCIE I BADANIE PROMIENI X
    W ostatnich latach XIX wieku dokonano licznych, bardzo ważnych odkryć dotyczących budowy mikroświata i praw nim rządzących. Jednym z najważniejszych było odkrycie promieni X.
    W 1895 roku Wilhelm Conrad Roentgen badał zjawisko promieni katodowych. Przypadkowo niedaleko zestawu doświadczalnego położył tekturkę pokrytą fluorescencyjnym minerałem. Naukowiec zauważył, iż zaczyna on świecić w ciemności, gdy źródło promieni katodowych jest włączone. Roentgen natychmiast przystąpił do doświadczeń, których celem miało być zbadanie owego zjawiska.
    Stwierdził, iż jeśli rurę próżniową służącą do badania promieni katodowych okryje się szczelnie cienką czarną tekturą i umieści się w zaciemnionym pokoju to na ekranie pokrytym fluorescencyjnym platynocyjankiem baru (który znajduje się w pobliżu urządzenia) przy każdym wyładowaniu obserwuje się jasne świecenie. Nie jest ważne czy ekran jest zwrócony ku aparaturze stroną z minerałem, czy stroną przeciwną. Fluorescencja występowała nawet, gdy ekran znajdował się dwa metry od rury próżniowej.
    Roentgen stwierdził, iż odpowiedzialny za tą fluorescencję musi być czynnik, który może przenikać z wnętrza rury próżniowej poprzez ciemną tekturę (nie przenikliwą dla promieniowania widzialnego czy nadfioletowego) na zewnątrz układu. W kolejnych doświadczeniach naukowiec pokazał, że czynnik ten (nazwał go promieniami X) może w różnym stopniu przenikać przez różne ciała (stopień przezroczystości danego ciała Roentgen oznaczał poprzez stosunek jasności fluoryzującego ekranu umieszczonego za danym ciałem, do jasności ekranu nieosłoniętego). I tak na przykład papier i folia cynkowa mają dużą przezroczystość. Drewno trochę mniejszą. Jeszcze mniejszą ma aluminium. Przezroczyste są cienkie płytki miedzi, srebra, złota, czy platyny (grube płytki już nie). Znacznie mniej przezroczyste okazują się związki zawierające domieszki ołowiu (na przykład szkło ołowiowe). Natomiast warstwy ołowiu są praktycznie nieprzezroczyste.
    Naukowiec spostrzegł, że także ciało ludzkie jest przezroczyste dla promieni X - Roentgen włożył rękę między rurę próżniową, a ekran i zaobserwował na nim ciemne cienie kości na tle lekko zacienionego zarysu swojej ręki.

    Roentgen pokazał, że pod działaniem promieni X fluoryzuje nie tylko platynocyjanek baru lecz również inne substancje: fluorescencyjne związki wapnia, szkło uranowe, zwykłe szkło, kalcyt, sól kamienna. Także i płyty fotograficzne są czułe na działanie promieni X. Natomiast siatkówka oka nie jest na nie wrażliwa.
    W innym doświadczeniu Roentgen pokazał, że promienie X nie odchylają się nawet w bardzo silnym polu magnetycznym.
    Naukowiec pokazał również, że głównym ośrodkiem, z którego promienie X wysyłane są we wszystkich kierunkach, jest fluoryzująca plamka na ścianie rury do wyładowań (plamka ta powstaje w miejscu, na które pada wiązka promieni katodowych). Jeśli wiązka promieni katodowych zostanie odchylona w polu magnetycznym i wywołuje fluorescencję w innym punkcie, promienie X zmieniają miejsce swojego powstawania. Mogłoby się wydawać więc, że są one po prostu promieniami katodowymi przepuszczonymi przez szklaną obudowę. Jednak promienie X nie są odchylane w polu magnetycznym w przeciwieństwie do promieni katodowych.
    Naukowiec dokonał licznych obserwacji i wykonał wiele zdjęć używając odkrytych przez siebie promieni X. Uzyskał na przykład fotografię cienia profilu drzwi oddzielających pokój z aparaturą do wyładowań, od pokoju w którym naświetlał płytę fotograficzną. Zrobił fotografię cienia kości ręki, cienia osłoniętej szpuli drewnianej z nawiniętym drutem, osłoniętego metalem galwanometru z igłą magnetyczną. Zrobił również zdjęcie kawałka metalu, w którego środku mógł dostrzec pewne niejednorodności niewidoczne z zewnątrz.
    Roentgen stwierdził również, że promienie X mają zdolność jonizacji gazu, i nie są odchylane w polu elektrycznym (nie przenoszą ładunku).
    Naukowiec wierzył, że promienie te są pewną formą fal elektromagnetycznych (sądził, że fale te mają charakter fal podłużnych - nie miał racji).
    Wyniki swoich doświadczeń, Roentgen opublikował w pracach w grudniu 1895 roku i w marcu 1896 roku. A już 20 stycznia 1896 roku w Dartmouth w New Hempshire posłużono się pierwszy raz promieniami w celu nastawienia złamanej ręki Eddiego McCarthy. Uczeni na całym świecie mogli używać nowego, potężnego narzędzia, narzędzia, które mogli wykorzystywać prawie we wszystkich dziedzinach nauki, również w atomistyce.
    W następnych latach promienie X stały się przedmiotem badań wielu naukowców.
    Henri Becquerel dokonał odkrycia załamywania, odbicia i polaryzacji promieni X (zjawisko to jest bardzo trudne do wykrycia, dlatego Roentgen go nie zaobserwował). Po odkryciu tego zjawiska stało się jasne, że promienie X są zwykłymi poprzecznymi falami elektromagnetycznymi. Fale te mają bardzo małą długość (dlatego mogą przenikać prawie nierozproszone przez różne materiały).
    W 1899 roku dwaj holenderscy naukowcy Haga i Wind przepuścili wiązkę promieni X przez bardzo cienką szczelinę w kształcie litery V. Promienie przechodzące przez otwór tworzyły na płycie fotograficznej pewien obraz. Obraz ten różnił się od tego jaki powstawałby przy założeniu jedynie prostoliniowego rozchodzenia się wiązki promieni. Naukowcy znali zjawisko dyfrakcji promieni świetlnych, i sądzili że podobne zjawiska wystąpią w odniesieniu do promieni X. Naukowcy holenderscy stwierdzili, że zaobserwowane zjawisko jest właśnie zjawiskiem dyfrakcyjnym. Na podstawie poszerzenia obrazu promieni uczeni ci doszli do wniosku, że długość ich fali wynosi około 10^-8 centymetra (1 angstrem).
    W 1906 roku naukowiec Marx zmierzył prędkość rozchodzenia się promieni X. Prędkość ta była równa prędkości światła.

W latach 1907-1908 Johannes Stark (1874-1957) i Wilhelm Wien (1864-1928) korzystając z zależności między długością fali, a jej energią, podaną przez Alberta Einsteina i Maxa Karla Ernsta Plancka (1858-1947), wyliczyli, że długość fali promieni X wynosi 0,5*10-8 centymetra.

    W roku 1912 Arnold Sommerfeld i Koch korzystając z bardziej zaawansowanego technicznie sprzętu potwierdzili doświadczalnie wyniki uzyskane w 1899 roku przez Haga i Winda, a następnie teoretycznie przez Wiena i Starka co do długości fali promieni X.
    Jednak nie wszyscy naukowcy zgadzali się z poglądem, iż promienie X są falami. Odkryto, że przy ich absorpcji są wytwarzane pewne cząsteczki podobne do cząsteczek beta. William Henry Bragg (1862-1942) i J.P.V Marsden stwierdzili, że cząstki te poruszają się w takim samym kierunku co pierwotnie wiązka promieni X. W dodatku mają one energie równą w przybliżeniu energii wiązki promieni katodowych, które dały początek promieniom X. Energia cząsteczek tych nie zależy, jak dowodzili, od odległości jaką pokonują promienie X od źródła, do powstania cząsteczek. Nie zachodzi więc zauważalna strata energii. Fala tymczasem, jak mówił Bragg, w miarę oddalania się od źródła, staje się coraz bardziej rozmyta. Promienie X zachowują zgodnie z tymi doświadczeniami takie same własności (energię) wiele metrów od źródła, dlatego jak sądzili ci dwaj naukowcy, są one cząsteczkami.
    Promienie X zachowywały się więc z jednej strony jak zwyczajne fale, z drugiej strony jak cząstki. Te dwa poglądy, jako oddzielne modele przetrwały do lat dwudziestych obecnego stulecia, kiedy to pogodziła je mechanika kwantowa.
    Na przełomie XIX i XX wieku prowadzono liczne badania nad wewnętrzną strukturą kryształów. Przepuszczana przez kryształ wiązka światła załamuje się na różnych jego warstwach pod różnymi kątami, dzięki czemu można było badać ich strukturę. W drugim dziesięcioleciu XX wieku naukowcy zwrócili uwagę, że promienie światła można zastąpić znacznie krótszymi promieniami X. Długość tych promieni, jak zauważył Max von Laue (1879-1960) , jest w przybliżeniu równa odległości między poszczególnymi warstwami kryształu. Kryształ może więc stanowić dla promieni X siatkę dyfrakcyjną.
    Niedługo później w 1912 roku Friedrich i Knipping przepuszczali wiązki promieni X przez kryształy. Zauważyli na płycie fotograficznej umieszczonej za niewielkim kryształem, układ ciemnych plamek.
    Rozmieszczenie plamek odkrytych przez Friedricha i Knippinga udało się teoretycznie opisać Williamowi Henry'emu Braggowi. Przeanalizował on odbicia wielu fal o różnych długościach od każdej z różnych płaszczyzn atomowych w krysztale. Na podstawie tych obliczeń teoretycznych można było teraz badać dokładnie wewnętrzną strukturę kryształów.
    Odkrycie promieni X trzeba zaliczyć do jednego z najważniejszych odkryć końca XIX wieku. Promienie te natychmiast wykorzystano w różnych dziedzinach nauki. Dokładne opisanie ich własności pozwoliło uczonym wykorzystywać je do dalszego badania mikroświata.

BADANIA NAD ELEKTRONEM  |   PRÓBY WYZNACZENIA ŁADUNKU ELEMENTARNEGO  |   ODKRYCIE I BADANIE PROMIENI X  |   ODKRYCIE I BADANIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI  |   MODEL KELVINA-THOMSONA  |   NOWA WIELKA TEORIA - KWANTY  |   MODEL BOHRA BUDOWY ATOMU  |   UDOSKONALONA TEORIA BOHRA  |   ELEKTRON FALĄ  |   AKCELERATORY CZĄSTECZEK  |   CZARNOBYL  |   CZARNOBYL W STRONĘ POLSKI  |   ELEKTROWNIE JĄDROWE I ŚRODOWISKO  |   FALA PRAWDOPODOB. I NIEOZNACZONOŚĆ  |   JĄDRO ATOMOWE  |   JESZCZE O LICZBACH KWANTOWYCH  |   NEUTRINA  |   NEUTRONY  |   POZYTONY  |   REAKCJE JĄDROWE  |   REAKTOR JĄDROWY  |   DALSZE BADANIA PROMIENIOTWÓRCZOŚCI  |   SZCZEGÓLNA TEORIA WZGLĘDNOŚCI  |   TOKAMAK  |   ROZSZCZEPIENIE I SYNTEZA JĄDROWA  |   BOMBA ATOMOWA