Вильгельм Рентген и его всепроникающие Х-лучи

Коллекционер Александр Платонов продолжает знакомить нас с людьми, чьи имена навечно вписаны в историю мировой науки и филателии.

*  *  *

Главное открытие своей жизни немецкий ученый Вильгельм Рентген, совершил в 1895 году: катодные лучи (электроны) при столкновении с преградой вызвали появление нового, неизвестного до этого излучения, названного Х-лучами.

Это тормозное излучение ускоренных электронов обладало большой проникающей способностью сквозь непрозрачные материалы, не отражалось, не преломлялось, не реагировало на воздействие магнитного поля, ионизировало воздух.

Также Рентген обнаружил, что, хотя человеческий глаз не реагирует на это излучение, оно засвечивает фотопластинки. Первый рентгеновский снимок в истории человечества – кисть с обручальным кольцом. Объектом исследования стала жена Анна Берта Людвиг.

Рентген отказался запатентовать свое открытие, так как не считал свои исследования источником дохода.

Еще ничего не было должным образом описано и объяснено, а потребности общества уже были таковы, что рентгеновские лучи начали чрезвычайно быстро и повсеместно использовать. Через неделю после выхода публикации Рентгена, открытие было применено врачами в Бирмингеме для обнаружения иголки в руке женщины.

Кроме медицинских задач рентгеновское излучение почти сразу начали применять и в целях выявления дефектов и определения качества изделий без их разрушения. Предприимчивые дельцы уже предлагали широкополые шляпы, якобы защищавшие от чтения мыслей с помощью лучей Рентгена. Американский изобретатель Томас Эдисон стал первым «фото-рентгенологом», предлагавшим желающим увидеть себя «в новом свете».

Природа рентгеновского излучения была раскрыта Максом Лауэ. Им было установлено, что рентгеновские лучи дают возможность получить дифракционные решетки при воздействии на кристаллы солей. А дифракцию и интерференцию, как известно, могут давать только волны.

Открытие явления интерференции (дифракции) подтвердило электромагнитную природу Х-лучей. Другими словами, рентгеновское излучение представляет собой световые волны очень малой длины (нано и пикометры), сравнимые с размерами атомов кристалла. Кроме этого, оказалось, что сами кристаллы представляют собой плотную периодически упорядоченную атомную структуру.

Английские ученые Уильям Генри Брэгг (отец) и Уильям Лоуренс Брэгг (сын) довели метод Лауэ до теоретического обоснования с выводом расчетной формулы, за что тоже были удостоены Нобелевской премии.

Французский физик Морис Де Бройль, с помощью медленно вращающегося кристалла, сумел получить первый рентгеновский спектр на фотопластинке.

На почтовой марке Франции мы видим его портрет и схему рентгеновского спектрометра. По сути, эта марка отметила факт наступления эры рентгеновской спектроскопии (1912 год). О составе исследуемого вещества можно было судить, опираясь на интенсивность линий интерференции.

Далее, в 1939 году Брэгг-младший смог реализовать идею создания рентгеновского микроскопа. А это, в свою очередь, позволило проникнуть в тайны святых Природы – расшифровать структуру молекулы ДНК.

Космическое пространство находится тоже под присмотром. Пример – астрофизическая обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма» с двумя сканирующими телескопами в мягком и жестком рентгеновском диапазоне.

Первая почтовая марка, посвященная Вильгельму Рентгену, была выпущена только в 1939 году вольным городом Данциг (сейчас Гданьск) совсем по иному поводу.

На марке имеется символичная надпечатка: «Борьба с раком. Рак будет побежден». Ученые поняли, что достаточно Х-лучам разрушить всего одну молекулу, и произойдет полное перерождение живой клетки. Так появилась лучевая терапия для борьбы с неуправляемым ростом злокачественных опухолей.

Роберт Кох и Вильгельм Рентген. Эти две фамилии связывает исследование болезни под названием туберкулез, которая унесла миллионы жизней европейцев в ХIX веке. В 1902 году был объявлен «крестовый поход» против этой напасти. Символом борьбы стал красный двойной крест, который можно увидеть в виде надпечатки на почтовой марке Мексики с Робертом Кохом.

Х-лучи стали одним из инструментов по диагностике и профиактике этого коварного заболевания.

Практически каждый из нас когда-либо проходил флюорографическое или другое рентгенографическое обследование. На первом этапе развития этого метода диагностики полученные снимки отличались определенной размытостью изображения. Это говорит о сложности получения одинаковой глубины резкости по глубине исследования тканей. Проблема заключается в том, что при получении проекционных рентгенограмм все слои исследуемого объекта накладываются друг на друга, делая общий вклад в отбрасываемую тень, за счет чего результирующий снимок теряет информативность.

Метод послойного изучения внутренней структуры объектов с одинаковым разрешением по глубине был разработан и применен в 1967 году, когда инженер-физик Годфри Хаунсфилд из Англии и американский физик Аллан Кормак создали первый компьютерный рентгеновский томограф. Оба были отмечены Нобелевской премией в области физиологии и медицины.

На представленной почтовой марке Гвинеи-Биссау есть явная ошибка: текстовые надпечатки на миниатюре не соответствуют использованной фотографии. На марке должна была появиться фотография Рентгена. А благодаря этой ошибке мы увидели Хаунсфилда с его первым томографом на фоне рентгеновского снимка первооткрывателя Х-лучей.

Компьютеризация – это, прежде всего, математика. Поэтому в заключение хочется привести еще одну почтовую марку Норвегии с математиком XIX века, красавцем Нильсом Абелем, который своими исследованиями свойств интегральных уравнений заложил основы компьютерной томографии. Даже не зная этих слов.

И тут опять возникает извечный вопрос: что первичнее – математика или физика (химия, другие естественно-научные дисциплины)? Мы почему-то стали забывать слова великого философа древности Пифагора: «Всё есть число».

Исаак Ньютон в самом начале своей научной деятельности разработал дифференциальное и интегральное исчисление и только потом поведал нам, как устроен мир.

Может математика и есть философия?

Александр Платонов, г. Тюмень

Другие статьи автора: 

С радиацией по жизни

Коллекция без претензий

Что в имени моем тебе…

Из историии мореплавания

Все гениальное просто. Или нет?

Едут-едут по Пекину наши казаки

Созвездие кактусов

Исаак Ньютон и его яблоко

Певец русской природы

А рельсы-то, как водится, у горизонта сходятся

Мятежный «Баунти». По следам золотоносного «Оскара»

Красота и привлекательность Фибоначчи

Из истории изобретения автомобиля

Отсюдова и дотудова. Почему мы так измеряем

Первая энциклопедия математических знаний России