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第2章 前人的伟大发明(2)(1)

用这种方法拍摄的彩色照片,人们觉得既不方便,又不易掌握。所以又有一些人开始新的研究。1910年美国柯达公司的一些研究人员研制出了一种彩色胶片。这种彩色胶片由三层乳剂层组成,其中上面一层对蓝色感光,中间一层对绿色感光,底面一层对红色感光。摄影师使用时方便,只需要一次拍照就能得到彩色底片。这种彩色胶片的出现使彩色照相技术得到了广泛的应用。

九、X射线是怎么发明的

1895年11月8日,德国物理学家伦琴教授发明了X射线。这项发明如今已广泛应用于医疗透视、金属探伤和晶体结构研究等多方面。

威廉?康拉德?伦琴(1845-1923)是德国物理学家,苏黎世大学哲学博士,耶拿大学、吉森大学教授,慕尼黑大学物理研究所所长,沃兹堡大学校长,柏林科学院和慕尼黑科学院通讯院士。

伦琴于1845年出生于德意志的累内普城。中学期间不知何故得罪了老师,被学校开除。因没有取得中学毕业证书,不能报考大学。后来他到瑞士苏黎世综合技术学院学习,1865年取得机械工程师文凭;后来又获得该大学的哲学博士学位。1894年伦琴任沃兹堡大学校长。他在学校的领导岗位上工作是很忙的,但他仍然坚持对“阴极射线”的研究。

1895年11月8日傍晚他独自走进实验室,想试一只经过改进的阴极射线管。试验前,他遵照设计人员的要求,用黑纸把真空放电管严实地包起来,以防止光从管内发出来。接下来他关闭了门窗、接通电源,检查黑纸是否漏光。结果很好,一点也不漏光。

他准备进行试验了,突然发现距放电管一米的工作台上射出一道绿色荧光。伦琴觉得奇怪,不知这道光是从哪里来的,他切断电源,光电管熄了,那道光也不见了。他划根火柴看看工作台上有什么东西,原来有一块硬纸板,表面镀着一层氰亚铂酸钡的晶体材料。他想神秘的光线是它发出来的吗?那么光电管通过这块纸板为什么能发光呢?难道是光电管有未知的射线射到纸板上引起发光的吗?接连几个问题在伦琴的脑海中出现,他随手拿起一本书,用它挡在光电管与纸板之间,通电后,他惊奇地看到纸板上还是发光。他又拿木板、玻璃板、硬橡胶板和钢板等一个一个的做挡板试,结果纸板上都发光。这足以说明这种不知名射线能穿透固体物质。更使他兴奋的是,当他的手插在光电管与纸板中间时,竟能清楚辨认出手指的轮廓、显示出手骨骼的阴影。这是人类第一次看到活人身体内部骨骼的阴影,伦琴既兴奋又吃惊,他一连几天都在试验室里工作,有时忘记了吃饭,忘记了休息。

他妻子来到试验室看他,他高兴地让妻子把手伸过来,放在装有照相底片的暗盒上,然后用光电管对着手照射几分钟。过后,伦琴拿一张照片给妻子看,照片上清晰地出现一只手的骨骼。他妻子一看非常恐惧,她不相信这是自己手的骨骼。

伦琴给这种不知名射线起名叫X射线。世界上第一张X射线照片就这样诞生了。

一个月后,伦琴把他的发明写成《一种新的射线》论文发表了,立刻轰动了世界。

1901年,伦琴因发明X射线而获得诺贝尔物理学奖。

紫外线的由来

太阳不仅给我们带来了温暖,更给我们带来了健康。阳光中的紫外线,亦称“紫外光”,波长约为0.04~0.39微米。紫外线通常用光电元件和感光乳胶来检测。人们常用的紫外线光源是水银灯和电弧。在生物学和医学上用紫外线进行杀菌消毒,诱发突变,治疗皮肤病和软骨病。

20世纪初,丹麦有位科学家叫芬森,他家里养了一只猫。一个夏季的中午,芬森在阳台上乘凉,无意中他看见猫静静地躺在地板上晒太阳。当猫身上晒不到阳光时,它就挪动地点,让阳光能够晒到它的身上。看到这里芬森觉得有些奇怪,心想“这么热的天,猫为什么还要晒太阳呢?”他好奇地走到猫的身边,想了解个究竟。芬森开始没有看到什么,他蹲下来用手轻轻摸着猫的身体。突然发现猫的身上有一处正在化脓的伤口。芬森想“猫是不是利用太阳光治疗伤口呢?那么阳光里还有我们看不见的东西吗?”

芬森为了解决这个问题,开始对阳光进行仔细的研究和试验。

人们知道光是有颜色的,用三棱镜可以检测出来。辐射热和光是同一种自然现象。热射线也是有颜色的,是可以检测出来的。

芬森知道氯化银见了光就会变黑,因为照相就是利用这种化学反应。他用氯化银研究光谱,发现光谱紫色一端氯化银的反应比红色一端强烈。更令他惊奇的是在紫色端以外眼睛看不到的地方,发现氯化银的反应比紫光还要强烈。这说明在紫外区还有辐射存在,芬森把它称为紫外线。

芬森发现了紫外线,它具有杀菌的作用,可用于治疗疾病,已被广泛应用到医疗事业及食物消毒上。1930年芬森获得了诺贝尔医学奖。

十、CT扫描仪对人类的贡献

1972年,英国人郝菲德在北美放射线学会年会上发表了电脑断层扫描的论文,赢得了与会者的满堂喝彩。因为当时从来没有人能如此清晰地呈现人体内部组织。1979年此项发明获得诺贝尔生理学与医学奖。

CT扫描仪(电脑断层扫描装置)发明人郝菲德,早年做过戏院影片师,还当过收音机修理工和工程制图员。第二次世界大战期间他成为英国皇家空军雷达技师。战后他完成电机系学业,进入EMI公司。在20世纪60年代这家公司是制造唱片、唱机、收音机和电视机的。郝菲德是聪明有才智的人,对新的电子技术一直有着浓厚兴趣,他在公司研究室里工作,是研究电子技术新项目的。他曾向公司提出,利用新兴的电脑记忆能将大量资料存入小片磁镍铁上,而后利用电脑可迅速存取这些资料。但是管理层没有给予支持,郝菲德只好放下这件事。

有一次他与同行探讨电脑运算问题时,产生一个想法。假如在一个盒子里放件东西,从空间各角度来侦测这盒子表面,在不用打开盒子的条件下,就可以知道盒子里装的是什么。

郝菲德想,如果把盒子内的物体变成许多照片粒子(即组成照片影像的小黑点),那么就可以给每个粒子指定一个数值,每个透过盒子看到的影像都用数学式来表示。然后集合所有的数学式,再用电脑把盒子里的样子重组,就可以在电脑荧屏上显示出重组的物体,而不用打开盒子就可以看到盒子里是什么了。

1968年郝菲德说服上司接受了他的想法,解决了研究经费。于是,他开始研制电脑断层扫描机。他在研制中非常节省经费,扫描机基座是用旧的工业车床,把大部分会动的零件拆掉,中间放了会旋转的10英寸塑胶盒,盒子填足水,然后把一堆金属碎片放进去,在盒子的一边定好位置,作为射出微弱伽马射线的源头,另外一边安上拦截这些射线的装置,那是一个简单的放光计数器。接下来就利用这简单的车床构造,小距离来回移动射线与计数器,每当射线通过盒子,盒子就旋转一度。当扫描机移动时,狭长的一道道射线光会成束穿透盒子,一一读出各个角度的数值。