Рентгеновские лучи: история открытия и применение

История с изюминкой

Шел 1886 год. Граф Михаил Воронцов из ревности выстрелил в свою жену из дробовика. В тяжелом состоянии с гнойным воспалением женщина была доставлена в больницу Кронштадта. Несмотря на то что ее лечением занимались ведущие врачи, состояние больной только ухудшалось. Обнаружить все инородные тела, вызывавшие воспаление, специалистам не ­удавалось.Раскаявшийся граф вспомнил, как в одном из периодических изданий он прочел статью об открытии немецкого ученого Рентгена. Там же было описание прибора для рентгенодиагностики. Сконструировать прибор предложили профессору Александру Попову (тому самому изобретателю радио). Аппарат был создан в кратчайшие сроки. С его помощью Попов получил снимок локализации дроби в теле пациентки. В отличие от современных приборов, позволяющих получать снимки за считанные минуты, экспозиция заняла не менее часа. Тем не менее инородные тела были благополучно извлечены, и графиня пошла на ­поправку.

Рентгеновские лучи быстро нашли широкое применение в самых разных областях. В одном из своих сообщений сам Рентген представил фотографию заряженного ружья. На снимке четко видны дефекты на внутренней поверхности двустволки. Лучи стали использовать в криминалистике, медицине и даже в ­искусствоведении.

Вскоре рентген-кабинеты появились и в других городах России. Их стали организовывать и на военных судах — диагностика позволяла быстро находить осколки в теле раненых моряков. Один из аппаратов был установлен на крейсере ­«Аврора».Уже в 1918 году в России появилась рентгенологическая клиника, а в 1921 году в Петербурге — первый стоматологический кабинет, в котором использовалась ­рентгенодиагностика.

Человек удивительной скромности

После своего открытия сам ученый остается очень скромным человеком, отнюдь не купающимся в лучах всеобщей славы. Он занимается иными научными вопросами и до глубокой старости работает в Вюрцебском университете. Живет с семьей уединенно и скромно.

Он даже отказывается от дворянского титула, который был пожалован ему принцем Баварии за научные достижения. Также Рентген категорически отказывается патентовать своё изобретение, считая, что оно должно принадлежать и приносить пользу всему человечеству. По этой же причине он отказывается продать право на использование х-лучей Берлинскому электрическому обществу.

В 1901 году ученый становится лауреатом Нобелевской премии, но не приезжает в Стокгольм на вручение заслуженной награды, объясняя это загруженностью работой. А в годы первой мировой войны, когда страна остро нуждается в деньгах на вооружение и армию, он отдает свою премию на нужды фронта.

После смерти жены он чувствует себя одиноким и беспомощным, голодает, худеет. За ним ухаживает один из его учеников. В 1923 году Рентген страдает от серьезного заболевания и ему самому приходится воспользоваться преимуществами собственного изобретения для быстрой диагностики заболевания кишечника. Парадоксально, но в очереди на рентгеноскопию изобретателю х-лучей пришлось провести более десяти дней. Вильгельм Рентген умер в 1923 году от онкологического заболевания.

Первый памятный знак в честь ученого появился еще при его жизни в Петрограде, в 1920 году. А в 1928 году перед ЦНИИ рентгено-радиологического института установлен бронзовый памятник изобретателю х-лучей.

Вклад Вильгельма Конрада Рентгена в историю: биография и достижения

Вильгельм Конрад Рентген (1845-1923) – немецкий физик, получивший Нобелевскую премию за открытие рентгеновских лучей. Его работа по исследованиям в области электричества привела к созданию рентгеновского излучения. Рентген продолжал исследования в области рентгеновской радиологии и возможности ее применения в медицине.

В 1895 году Рентген был первым, кто поделился своим открытием рентгеновских лучей со всем миром. Он сделал это путем обнаружения невидимых для глаз рентгеновских лучей и их использования для создания изображений человеческих костей и внутренних органов. Рентгеновская радиология стала стандартным методом диагностики в медицине.

Безусловно, открытие Рентгена имело огромное значение для медицины, а также для развития физики. Это было одним из самых важных открытий в истории науки. Вклад Рентгена в науку и медицину продолжает жить до сих пор, и его открытие ни разу не прекращало своего использования в лечении и диагностике заболеваний.

• Рентген изобрел технологию рентгеновской радиографии, которая применяется по всему миру;
• Поиски Рентгена в области физики, электричества и излучения привели к созданию новых технологий;
• Открытие Рентгена было прорывом в медицине и привело к созданию новых методов диагностики и лечения заболеваний.

Таинственное свечение

Поздним вечером 8 ноября 1895 года немецкий исследователь Вильгельм Рентген неожиданно для себя самого совершил открытие, которому мог бы позавидовать любой ­ученый.

Рентген изучал электрические разряды в стеклянных вакуумных трубках. В тот день он, как обычно, задержался в лаборатории допоздна — время шло к полуночи. Наконец, ученый погасил свет и собирался уже отправиться домой, как вдруг заметил странное свечение на рабочем ­столе.

Оказалось, что светился экран, покрытый платиносинеродистым барием (BaPt (CN)4 • 4Н20). Слабое бледно-зеленое свечение экрана появлялось только тогда, когда катодная трубка работала. Ее выключение приводило к исчезновению таинственного света. Перемещая экран по лаборатории, физик понял, что удивительные лучи распространяются на несколько метров, легко преодолевая преграды из непрозрачных материалов — алюминиевые листы, толстые книги, колоду игральных карт, деревянный ящик лабораторного стола… А случайно подставив под чудо-излучение руку, ученый узрел на экране жутковатую картину — скелет собственной ­кисти!

Тут Рентген вспомнил, как пару дней назад он обнаружил, что лежащая на его рабочем столе фотопластина оказалась таинственным образом засвечена, хотя и была завернута в светонепроницаемую упаковку. Теперь он догадался, что причиной этого явления стали только что обнаруженные загадочные ­лучи.

Палеобиологи с помощью рентгена смогли обнаружить остатки пигмента в окаменевших останках, что позволило выяснить, как были окрашены динозавры. Оказалось, что окраска этих гигантов была довольно невзрачной — в основном преобладали черный и коричневый ­цвета.

Жизнь и научные открытия Вильгельма Конрада Рентгена: биография, достижения и вклад в историю

Вильгельм Конрад Рентген родился в Баварии в 1845 году. Он был физиком и одним из наиболее известных ученых своего времени. В 1901 году он получил Нобелевскую премию в области физики за свои работы по рентгеновской радиации.

Самое известное из открытий Вильгельма Конрада Рентгена — это рентгеновские лучи. В 1895 году Рентген исследовал свойства катода и случайно обнаружил необычные лучи, которые проникают через тело человека, и могут быть использованы для получения изображений скелета. Это открытие изменило медицину навсегда.

Однако Рентген сделал и другие важные открытия. В 1887 году он открыл электрон, который он назвал «ксоной», и в 1892 году исследовал фотоэлектрический эффект.

Вклад Вильгельма Конрада Рентгена в развитие физики и медицины неоценим. Его открытие рентгеновских лучей привело к созданию рентгеновской томографии и других медицинских технологий. Его работы также послужили началом исследований в области ядерной физики и электронике.

Применение рентген-лучей в лечебных целях

Помимо выявления переломов костей, рентгеновские лучи широко применяются и в лечебных целях. Специализированное применение х-лучей заключается в достижении следующих целей:

1. Для уничтожения раковых клеток.
2. Для уменьшения размера опухоли.
3. Для снижения болевых ощущений.

Например, радиоактивный йод, применяемый при эндокринологических заболеваниях, активно используется при раке щитовидной железы, тем самым помогая многим людям избавиться от этой страшной болезни. В настоящее время для диагностики сложных заболеваний рентгеновские лучи подключаются к компьютерам, в итоге появляются новейшие методы исследования, такие как компьютерная томография и компьютерная осевая томография.

Такое сканирование предоставляет врачам цветные снимки, на которых можно увидеть внутренние органы человека. Для выявления работы внутренних органов достаточно небольшой дозы излучения. Также широкое применение рентгеновские лучи нашли и в физиопроцедурах.

Резонанс открытия Рентгена в научном мире

Интерес к его открытию был огромен. Статья в кратчайшие сроки переводится на все европейские языки. После этого молодой ученый становится всемирно известным, его эксперименты проводят коллеги в других странах и институтах, открытие влечет за собой множество научных работ об Х-лучах, как назвал их сам Рентген.

Досконально природу рентгеновских лучей смогли объяснить лишь в 1912 году ученые Макс фон Лауэ, Пауль Книппинг и Вальтер Фридрих. Они установили, что таинственное свечение образуется при столкновении катодного потока со стенками стеклянной трубки и с максимальной скоростью распространяется за пределы трубки.

Рентгенография в медицине

Для применения открытого рентгеновского излучения была изобретена специальная аппаратура, самые различные модификации которой нашли применение практически во всех областях современной медицины. Следует отметить, что если мягкие ткани человеческого тела пропускают лучи, то кости и твердые материалы, по каким-либо причинам находящиеся в организме, их задерживают. И для определения состояния скелета и наличия в организме чужеродных тел было разработано отдельное направление – рентгеноскопия.

Открытие Вильгельма Рентгена получило достаточно широкое распространение уже к 1919 году. Благодаря его исследованиям стали появляться новые медицинские отрасли – рентгенология, рентгенодиагностика, рентгеноструктурный анализ и др. С помощью данных методик удалось спасти здоровье и жизнь сотен тысяч людей во всем мире. Поэтому, вне всякого сомнения, результаты работы Рентгена являются одним из самых великих достижений в истории человечества.

Развитие и боевые потери

Рентгеновское излучение как нельзя лучше пригодилось для диагностики, например, для выявления переломов, — врачи из Дортмунда (США) впервые диагностировали с помощью Х-лучей перелом руки в 1986 ­году.Но в то время свойства нового излучения были еще не до конца изучены, техника безопасности не соблюдалась, что приводило к появлению множества травм, главным образом лучевых, и даже гибели тех, кто подвергался действию ­облучения.

Итальянский исследователь Энрико Сальвиони стал одним из разработчиков первого флюороскопа — прибора для диагностики с использованием рентгеновского излучения. Структура прибора, предложенная Сальвиони, используется и в наши ­дни.Об открытии Рентгена стало известно за океаном. Знаменитый Томас Эдисон заменил платиносинеродистый барий на вольфрамат кальция, что позволило делать более четкие ­снимки.

Рентген подвергся критике со стороны другого немецкого исследователя, Филипа Ленарта, создателя одного из видов катодных трубок. Ленарту было досадно, что не он первым обнаружил Х-лучи, и теперь он пытался обесценить открытие коллеги. Даже после того, как всё мировое научное сообщество стало называть излучение рентгеновским, Ленарт упорно продолжал говорить об «излучении высокой ­частоты».

Тестирование и демонстрацию нового прибора мэтр поручил своему помощнику, Кларенсу Делли. Через несколько лет ассистенту пришлось ампутировать руку, которая серьезно пострадала из‑за лучевых ожогов, а вскоре Делли скончался от рака средостения. Все это привело к тому, что Эдисон прекратил исследования рентгеновских ­лучей.

Тем не менее, развитие рентгенодиагностики продолжалось. В 1904 году немецкий ученый Герман Ридер предложил новый стандарт для исследования желудка человека. С диагностикой желудка обнаружилась проблема — рентгеновские лучи проходили сквозь желудок, в итоге снимки получались неинформативными. Ридер предложил пациентам выпивать перед обследованием сернокислый барий. Бариевый раствор частично задерживал лучи, что позволило врачам увидеть на снимке долгожданные очертания ­желудка.

Основные свойства рентгеновских лучей

1. Проникающая способность. Все тела для рентгеновского луча прозрачны, и степень прозрачности зависит от толщины тела. Именно благодаря этому свойству луч стал применяться в медицине для выявления работы органов, наличия переломов и инородных тел в организме.
2. Они способны вызывать свечение некоторых предметов. Например, если на картон нанести барий и платину, то, пройдя через сканирование лучами, он будет светиться зеленовато-желтым. Если поместить руку между трубкой рентгена и экраном, то свет проникнет больше в кость, чем в ткани, поэтому на экране высветится ярче всего костная ткань, а мышечная менее ярко.
3. Действие на фотопленку. Х-лучи могут подобно свету делать пленку темной, это позволяет фотографировать ту теневую сторону, которая получается при исследовании рентгеновскими лучами тел.
4. Рентгеновские лучи могут ионизировать газы. Это позволяет не только находить лучи, но и выявлять их интенсивность, измеряя ток ионизации в газе.
5. Оказывают биохимическое воздействие на организм живых существ. Благодаря этому свойству рентгеновские лучи нашли свое широкое применение в медицине: они могут лечить как кожные заболевания, так и болезни внутренних органов. В этом случае выбирается нужная дозировка излучения и срок действия лучей. Длительное и чрезмерное применение такого лечения весьма вредно и губительно для организма.

Галилео. История изобретений. Рентген

Следствием использования рентгеновских лучей стало спасение множества человеческих жизней. Рентген помогает не только своевременно диагностировать заболевание, методики лечения с применением лучевой терапии избавляют больных от различных патологий, начиная с гиперфункции щитовидной железы и заканчивая злокачественными опухолями костных тканей.

Физические свойства икс-излучения

Благодаря исследованиям Рентгена были зафиксированы особые свойства икс-излучения. Так стало ясно, что оно способно проникать сквозь различные непрозрачные материалы, не отражаясь и не преломляясь при этом. Кроме того, излучение невозможно поляризовать, и оно не поддается дифракции. Отдельного внимания заслуживает то, что рентгеновские лучи вредны для человеческого организма. Ученый этого не знал, поэтому, скорее всего, его здоровье надломилось вследствие длительного воздействия открытого им излучения. Современная аппаратура позволяет эффективно защитить обследуемого от пагубного влияния рентгеновских лучей, но, тем не менее, рентгенографическое обследование не рекомендуется проходить чаще, чем 1 раз в год.

Первая компьютерная томография

Одним из ограничений рентгеновских снимков является то, что на снимке появляется всё, что находится между рентгеновской трубкой и самим снимком. В итоге всякие патологии, такие как опухоли, могут быть скрыты тканями, органами и костями, находящимися выше или ниже.

В 1930-х годах начался расцвет томографии. Это был рентген определённых уровней тела, а всё, что находилось выше или ниже необходимой плоскости, на снимке выглядело размытым. Делалось это путём перемещения рентгеновской трубки в ходе съёмки. Трубка могла перемещаться в трёх плоскостях человеческого тела: саггитальной (слева направо), корональной (спереди назад), и осевой, она же плоскость поперечного сечения (от ног к голове).

А в 1967-м году учёный из EMI по имени Годфри Хаунсфилд изобрёл осевой томограф. EMI также является звукозаписывающей компанией, которая продала 200 млн записей группы «The Beatles», так что она использовала свои средства для того, чтобы финансировать Хаунсфилда в течение четырёх лет. Именно столько ему потребовалось для того, чтобы создать прототип аппарата. В его сканере вместо плёнки использовались датчики, а пациент просто проезжал между трубок и сенсоров с заданной скоростью. После чего компьютер реконструировал анатомическое строение пациента. Сегодня это называется просто: компьютерная томография. 1 октября 1971-го года Хаунсфилд впервые использовал собственное изобретение для обнаружения опухоли в мозгу женщины.

Вильгельм Конрад Рентген: пионер в области рентгеновской кристаллографии

Вильгельм Конрад Рентген родился в 1845 году в пригороде Ремшейд, Германия. Свою научную карьеру он начал как профессор физики в университете Йенской области. Он известен своими открытиями в области рентгеновской кристаллографии, включая первое изображение скелета человека через сочетание электрического разряда и неодимового стекла.

Рентген изобрел свой знаменитый метод в 1895 году и назвал его рентгеновскими лучами. Он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1901 году за свои исследования в области рентгеновской кристаллографии и открытие рентгеновских лучей.

Рентгеновские лучи стали одним из самых важных инструментов в медицинской диагностике и лечении. Они используются для обнаружения болезней, таких как рак, туберкулез и другие патологии. Кроме того, они нашли свое применение в материаловедении и кристаллографии, что является ключевым вкладом Рентгена в историю науки.

Ученый был избран президентом Физического общества в 1910 году и членом Прусской академии наук в 1920 году. Он умер в 1923 году в возрасте 77 лет в Мюнхене, но его наследие продолжает жить и оставаться важным для мировой науки и медицины.

Гиперфонография

Одним из недостатков рентгеновской технологии является то, что она позволяет увидеть только образы плотных анатомических структур, таких, как кости или инородные тела (например, пули). Другим недостатком является то, что излучение опасно, и оно вполне может убить ребёнка в утробе матери. Так что медицинскому миру был необходим безопасный способ отображения менее плотных структур тела. Решение пришло после крушения «Титаника» в 1912-м году.

Чтобы лучше обнаруживать айсберги, Реджинальд Фессенден запатентовал устройство, испускающее направленные звуковые волны и фиксирующее их эхо, отражённое от различных удалённых объектов. Его сонар был способен обнаруживать айсберги на расстоянии в двух километров.

В то же самое время разразилась Первая мировая война, и немецкие подводные лодки начали угрожать транспортным судам союзников. Физик Поль Ланжевен разработал гидрофон, который также использовал звуковые волны для обнаружения немецких субмарин. 23 апреля 1916-го года была потоплена немецкая лодка US-3. Это была первая лодка, обнаруженная с помощью гидрофона. После войны технология гидрофона использовалась для обнаружения дефектов в металлах.

В конце 1930-х годов немецкий невропатолог и психиатр Карл Дуссик считал, что с помощью звука можно заглянуть в мозг и посмотреть на другие части тела, которые не видны в рентгеновских лучах. Дуссик первым начал использовать звук в целях диагностики. Большую часть своей работы он проделал в Австрии. Позднее он расширил и дополнил свои исследования, и тогда мир впервые услышал слово «гиперфонография».

А через десять лет врач-акушер из Шотландии по имени Ян Дональд позаимствовал промышленный ультразвуковой аппарат и использовал его для изучения различных опухолей. Вскоре Дональд начал успешно использовать эту машину для обнаружения злокачественных опухолей и для контроля состояния плода в утробе матери.

История открытия

Изобрел данные лучи 1895 году немецкий ученый Рентген: во время работы с катодолучевой трубкой он обнаружил эффект флуоресценции платино-цианистого бария. Тогда и произошло описание таких лучей и их удивительной способности проникать сквозь ткани организма. Лучи стали называться икс-лучами (х-лучи). Позже в России их стали именовать рентгеновскими.

Лучи способны проникать сквозь мягкие ткани, но задерживаются, длина их определяется препятствием твердой поверхности. Мягкие ткани в человеческом организме — это кожа, а твердые — это кости. В 1901 году ученому присудили Нобелевскую премию.

Однако еще до открытия Вильгельма Конрада Рентгена подобной темой были заинтересованы и другие ученые. В 1853 году французский физик Антуан-Филибер Масон изучал высоковольтный разряд между электродами в стеклянной трубке. Содержащийся в ней газ при низком давлении начал выпускать красноватое свечение. Откачивание лишнего газа из трубки привело к распаду свечения на сложную последовательность отдельных светящихся слоев, оттенок которых зависел от количества газа.

В 1878 году Уильям Крукс (английский физик) высказал предположение о том, что флуоресценция возникает вследствие ударения лучей о стеклянную поверхность трубки. Но все эти исследования не были нигде опубликованы, поэтому Рентген не догадывался о подобных открытиях. После опубликования своих открытий в 1895 году в научном журнале, где ученый писал о том, что все тела прозрачны для этих лучей, хотя и в весьма различной степени, подобными экспериментами заинтересовались и другие ученые. Они подтвердили изобретение Рентгена, и в дальнейшем начались разработки и усовершенствование икс-лучей.

Сам Вильгельм Рентген опубликовал еще две научные работы по теме икс-лучей в 1896 и 1897 годах, после чего занялся другой деятельностью. Таким образом, изобрели рентгеновское излучение несколько ученых, но именно Рентген опубликовал научные труды по этому поводу.

Использование рентгеновских лучей на заре XX века

В начале XX века еще не было известно о последствиях бесконтрольного применения Х-лучей. Вдохновившись идеями Рентгена, другой известный физик Томас Эдисон пытается сконструировать флюороскоп – аппарат для рентгенографии внутренних органов человека. Однако эксперименты приводят к гибели ассистента физика: за четыре года он получает слишком большую дозу облучения, испытывая на себе действие рентгеновских трубок. У человека развилась злокачественная опухоль, и спасти его не удалось.

Происходят и курьезные случаи. Однажды Рентген получает письмо от матроса с просьбой прислать ему в конверте немного чудодейственных лучей. Участвуя в сражениях, он получил пулевое ранение в грудь, но врачи не могут извлечь пулю, не зная точное ее местонахождение.

А владельцы одного из магазинов модной обуви закупили флюороскоп, чтобы по рентгеновским снимкам ног клиенток было удобнее подбирать туфли. Использование лучей непрофессионалами приводит к тому, что покупатели получают огромную дозу облучения, поражения кожи.

В Англии выходит реклама одежды, якобы предохраняющего от рентгеновского облучения, а в США даже издают закон, воспрещающий использовать рентгеновские лучи в театральных биноклях.

Интерференция и дифракция рентгеновских лучей

Ввиду малости длины волны рентгеновских лучей явления интерференции и дифракции не могли быть получены обычными способами. Длина волны световых лучей в 104 раз больше длины рентгеновских лучей. Рентген предполагал, что открытые им лучи обладают волновой природой, и стремился доказать это способом, применяемым в отношении видимого света. Его усилия не привели к положительному результату. Хага и Винд пропускали рентгеновские лучи через очень узкую щель размером несколько тысячных долей миллиметра на широком конце V-образной щели.

На фотопластинке, помещенной сзади щели, наблюдали уширение пучка рентгеновских лучей, проходящих через узкие участки щели. В 1909 г. Вальтер и Поль выполнили такой же опыт, не получив определенного доказательства наличия дифракции. В 1912 г. Зоммерфельд пересчитал полученные результаты приведенных опытов. Он заключил, что жесткие рентгеновские лучи должны иметь длину волны 4x 10-9 см.

Об этом периоде Макс Лауз писал: «Эта дифракция была фотометрически исследована первым ассистентом Рентгена П. Кохом. Зоммерфельд с успехом применил относящуюся сюда теорию дифракции и смог получить среднее значение длины волны, правда, грубое, но до сих применяемое… Таким образом, я жил там в атмосфере, насыщенной вопросами о природе рентгеновских лучей». В феврале 1912 г. П. Эвальд обратился к Лауэ по вопросу о поведении световых воля в пространственной решетке из поляризующихся атомов. При обсуждении этого вопроса Лауэ пришла в голову мысль, что если атомы образуют пространственные решетки, то должны наблюдаться явления интерференции, подобные световой интерференции.

В феврале 1912 г. два ученика Рентгена, Фридрих и Книппинг, предприняли, по предложению Лауэ, опыты по дифракции рентгеновских лучей па кристаллической решетке. Опыт состоял в следующем. При помощи ряда свинцовых диафрагм выделяли узкий пучок рентгеновских лучей. Этот пучок падал на тонкий кристалл цинковой обманки (ZnS). Пройдя сквозь кристалл, рентгеновские лучи попадали на фотопластину. Пластинка была поставлена перпендикулярно начальному направлению лучей. На пластинке, после проявления, получалось интенсивное центральное пятно и ряд правильно расположенных пятнышек. Было наглядно доказано, что кристаллы являются подходящей дифракционной решеткой для рентгеновских лучей. Это открытие, с одной стороны, позволило исследовать структуру многих кристаллов, с другой — можно было исследовать с большей точностью спектры рентгеновских лучей.

Выводы по жизни и научным достижениям Вильгельма Конрада Рентгена

Жизнь Вильгельма Конрада Рентгена была наполнена различными научными исследованиями, которые привели к открытию рентгеновских лучей. Рентген стал первым человеком, который обнаружил и изучил эти волновые явления, которые были невидимы глазам людей.

В результате своих исследований Рентген получил Нобелевскую премию по физике в 1901 году. Его открытие помогло в создании новых методов диагностики и лечения, а также привело к возникновению новых областей науки. Но самым большим вкладом Рентгена в науку является его открытие и методы его использования, которые продолжают использоваться и до сегодняшнего дня.

• Рентген считал, что широкое применение лучей с большой энергией может быть опасным для здоровья.
• Его технология рентгеновской диагностики прошла долгий путь от открытия до прекрасной медицинской диагностики.
• Рентген внес большой вклад в разработку теории излучения, физики атома и радиоактивности.

Биография Вильгельма Конрада Рентгена является прекрасным примером жизни и научных достижений гениального ученого, который внес большой вклад в историю науки и человечества в целом.