Нобель сыйлыгына ээ болгон физиктер жөнүндө баян

Мурда жарыяланган бөлүгү: Альфред Нобель жана кайрымдуулук

2. Вильгельм Рентген жана анын атактуу нурлары

Нобель Комитети 1901-жылы Нобель сыйлыгын немис физиги Вильгельм Конрад Рентгенге ыйгарганда төмөнкүдөй текст кабыл алган :“Өз атынан аталган эң сонун нурду ачып, илимге көрсөткөн баа жеткис кызматы белгиленсин”.

Рентген деген сөз бизге бала кезибизден эле тааныш жана табышмактуу. Эмне үчүн тааныш? Себеби, ар бир медициналык кароодон өткөнүбүздө дарыгерлер рентген сүрөтүнүн негизинде ички органдарыбыздын абалын изилдеп, анан дарылоону баштайт. Айрыкча сынык, жаракалар болгондо. Көптөгөн физика-химиялык изилдөөлөр дагы рентген нурунун жардамы менен жүргүзүлөт. Азыркы илимде өзүнчө эле тармак пайда болду. Айтсак, рентген астрономиясы, рентгендик спектроскопия, рентгенология ж.б. Ал эми эмне үчүн табышмактуу? Себеби, бул нурдун табиятын баарыбыз эле биле бербейбиз. Кантип пайда болот? Булагы эмне? Ким ойлоп тапкан?, ж.б. суроолор. Чынында бул кубулуш жаратылыштын эң эле кызыктуу жана пайдалуу элементи. Аны эң эле жөнөкөй, жупуну жашаган, бирок атагы таш жарган инсан изилдеп тапкан. Ал окумуштуунун аты-жөнү — физика боюнча тарыхтагы биринчи Нобель лауреаты — Вильгельм Конрад Рентген.
Немис элинин улуу физик-окумуштуусу Вильгельм Конрад Рентген Германия Союзуна кирген Пруссия Королдугунун Леннеп шаарчасында 1845-жылдын 27 мартында төрөлгөн. Анын атасы Фридрих Конрад Рентген ири көпөс жана кийим тигүү өндүрүшүн тейлеген ишкер болгон. Ал эми энеси Шарлотта Констанца Амстердамда төрөлүп, Нидерландынын жараны эле. Вильгельм үй-бүлөдө жалгыз бала болгондуктан, ага өзгөчө мамиле кылынган жана билим берүү маселесинде эч кандай муктаждык болгон эмес. 1848-жылдын март айында Рентгендер Шарлоттанын төркүнү болгон Апелдорн шаарына көчүп кетишет.

Виьгельм бала кезинен эле табиятка кызыгып чоңойгон жана токойго болгон табити өмүр бою уланган. Окумуштуунун мындай мүнөзүн анын биографтары ошол Апелдорнду курчаган токойдун болуп көрбөгөндөй кооздугу менен байланыштырышат. Ал биринчи билимди Мартинус фон Дорн деген мугалимдин жеке мектебинен алган. 1863-жылы Рентген Утрехт университетинин Техникалык мектебинде окуй баштайт. Ушул жерден анын өмүр жолундагы бир жагымсыз окуя болгон. Вильгельм табиятынан чынчыл жана борукер тарбияланган. Анын мектептеги бир жолдошу өзүн орой кармаган жана сабакты сапатсыз өткөн мугалимдин каррикатурасын тартат дагы дубалга илип коёт. Териштирүүдө Виьгельмге да катуу суроолор коюлат. Бирок ал тиги баланы сатпайт, натыйжада, өзү мектептен айдалат.

Ошентип, аттестаттын жоктугуна байланыштуу университетте окуу укугунан ажырайт дагы, Утрехт университетинин даярдоо бөлүмүнүн эркин угуучусу катары бир нече курстан өтөт. 1865-жылы кирүү сынагын берип, Цюрихтеги Федералдык институттун студенты болуп калат. 1888-жылы аталган институтту ийгиликтүү бүтүп, инженер-механик деген адистикке ээ болгон. Ошол кезде Рентгенди немистердин атактуу физиги Август Кундт (1839-1894) окуткан болчу. Ал жаш адистин өзгөчө билимине таасирленип, келечекте физик болуусу максатка ылайыктуу экендигине ынандырган. Вильгельм сунушту кабыл алып, диссертация даярдап, Цюрих университетинде доктордук даражаны коргогон жана профессор Кундтун ассистенти болуп өз эмгек жолун баштаган. Андан кийин Гиссенде иштеген. 1871-1873-жж. Вюрцбург университетинде кызмат кылып, жетечиси Август Кундт менен чогуу Страсбург университетинде 5 жыл профессордук орунда эмгектенген. Илим изилдөө өнөрү менен бирдикте лекция окуу чеберчилигин ийгиликтүү өздөштүргөн. Анын кийинки кызматтары Гиссен, Виттенберг жана Вюрцбург окуу жайларында физика кафедраларынын башчысы болуу менен байланышкан. Рентгендин аброю уламдан-улам жогорулап, 1894-1900-жылдар ичинде Вюрцбург университетинде ректор болуп иштешине алып келген.

1900-жылдан өмүрүнүн акырына чейин ал Мюнхен университетинин физика кафедрасынын башчысы, профессору болуп иштеген. Вильгельм Рентген өзүнүн кайталангыс илимий мектебин түзгөн. Анын колунан Европанын көптөгөн ири окумуштуулары таалим-тарбия алып чыгышкан. Эми окумуштуунун илимий жетишкендиктерине көз чаптыралы. Ал универсалдуу физик болгон. Кристалдардын пьезоэлектрдик жана пиро-электрдик касиеттерин изилдеген. Айрыкча, магнетизм боюнча көптөгөн ийгиликтүү тажырыйбаларды жүргүзгөн. Атактуу физик-теоретик Хендрик Лоренц (§ 3.1) өзүнүн электрондук теориясын түзүүдө Рентгендин тажырыйбалык маалыматтарына таянган. Рентгендин физикадагы ийгиликтеринин эң көрүнүктүүсү, албетте, рентген нурунун ачылышы жана анын табиятынын терең изилдениши. Каарманыбыз абдан эмгекчил болгон. Ал Вюрцбург университетинде ректор болуп жүргөнүндө дагы жумуштан кийин түн жарымына чейин калып, физикалык эксперименттерди жүргүзгөн. Ошол кезде ал 50 жашта болчу.

1895-жылдын 8-ноябрь, жума күнү ассистентери жумуштан кеткенде өзү жалгыз калып ишин улантып жаткан. Ал катод түтүкчөсүнүн эки жагын кара калың картон менен жаап коюп, электр тогуна туташтырат. Анча алыс эмес жерде платиноцианистик барий кристалынын калың катмары шыбалган кагаз экраны жайгашкан эле. Катод түтүкчөсү токко уланганда экран жашыл түстө нурдана баштайт. Окумуштуу токту өчүрсө, экрандагы нур дагы өчөт. Бул кубулушту Рентген көп жолу кайталап көргөн. Акыры ал түтүкчөдөн буга чейин белгисиз болгон нур чыгып жатканын баамдаган жана ал нурду Х –нуру (белгисиз деген мааниде) деп атаган.

Окумуштуу өзүнө гана мүнөздүү өжөрлүк менен изилдөөнү күндүр-түндүр жүргүзгөн. Катод түтүкчөлөрүнүн түрдүү конструкцияларын жасаган жана жаңы эффекти көп ирет ишенимдүү түрдө кайталап ала алган. Эч кандай жаңылыштык болуу мүмкүн эмес эле. Андан аркы изилдөөлөр Х-нурунун өзгөчөлүктөрүн ачыкка чыгарды. Мисалы, жаңы нур катод нурларынын (электрондор агымынын) ошол түтүкчөнүн ичиндеги тоскоолдуктар менен кагылышуусунун негизинде пайда болорун далидеген (ылдамдатылган электрондордун тормоздук нурдануусу). Рентген түтүкчөнүн атайын конструкциясын дагы жасап көргөн: ал антикатодду жалпак формада жасаган дагы, Х-нурлардын абдан интенсивдүү агымын байкаган. Ушул контрукциядагы түтүк эң таасирлүү жыйынтыкты берген.

Рентген түтүгү

Ошондуктан, ал жаңы табылган жабдыкты рентген түтүгү деп (2. 1 – сүрөт ), ал эми жаңы нурду – рентген нуру атаган. Кийинки изилдөөлөрдө рентген нуру көптөгөн заттардан чагылбай жана сынбай эле өтөрү байкалган. Рентген нуру абаны иондоштуруп коёру далилденген. Ал затка катод нурларынан да терең кире алаарын көрүшкөн жана магнит талаасы ага таасир бере албай тургандыгын белгилешкен.
Эң укмуш эффекти Рентген өзү көрсөткөн: жаңы нур көзгө көрүнбөгөнү менен, ал фотопластинканы нурдантып коёрун байкаган. Ошол эле мезгилде тарыхта эң алгачкы рентген сүрөтүн алган! Андан кийин нурдун таасирин кальцит, айнектин түрдүү модификациялары жана таш тузу аркылуу сынап көрүп, окшош кубулуштарды байкаган. Демек, бул нур фундаменталдык касиетке ээ экендигине ынанган. Рентген бул нурду кадимки жарык менен көп жагынан окшош экенин көрсөткөн, бирок ошол кездеги кабыл алынган эфир теориясынан чыга алган эмес. Нурдун чыныгы табияты кийинки изилдөөлөрдөн соң гана аныкталды. Ал кадимки эле электро-магниттик толкундардын тобуна кирет экен. Рентген нурунун фотондорунун энергиясы ошол эле толкундар шкаласында ультрафиолеттик нурлар менен гамма-нурларынын ортосунда жайгашары аныкталды (2.2 — сүрөт ).

Рентген нурунун ачылышы илимдин жана техниканын өнүгүшүнө эбегейсиз таасир берди. Ал заттардын ички түзүлүшүн изилдөөдө абдан эффективдүү курал катары пайдаланылды. Классикалык физиканын абалын түп тамырынан бери кайра карап чыгууга түрткү болду. Рентген нуру менен жүргүзүлгөн изилдөөлөр радиоактивдик кубулушту ачууга алып келди (А.Беккерель, Мария жана Пьер Кюрилер — §§4.1. жана 4.2.). Тез арада эле рентген түтүкчөлөрүн колдонуу медицинада жана техниканын түрдүү тармактарында өз ордун ийгиликтүү таба баштады. 1919-жылга эле рентгенология, рентгено-диагностика, рентгенометрия, ренгенструктуралык анализ ж.б. илим тармактары пайда болду.

Рентген нурунун заттар менен аракеттенүүсү да кызыктуу кубулуш. Рентген нурунун толкун узундугу атом өлчөмү менен бирдей. Ошондуктан, дээрлик бардык материалдардан ал нурдун таралышын башкара ала турган линза жасоого мүмкүн эмес. Мындан сыркары, рентген нуру затка перпендикуляр түшкөн кезде, ал эч качан чагылбайт. Ошентсе да рентген оптикасында ал нур үчүн алмазды пайдаланып, чагылуу кубулушун байкашкан. Демек, бул нурдун кандайдыр бир бөлүгү алмаз аркылуу жутулат. Анын жутулушу фотоэффект жана комптон чачырашы менен түшүндүрүлөт.

Биз жогоруда белгилегендей, рентген нуру чөйрөнү иондоштуруп жиберет. Ал тирүү организмдин ткандарына таасир берип, нур оорусун пайда кылат же терини күйгүзүп кетет, тыянагында зыяндуу шишиктерди пайда кылат (рак оорусу). Ошондуктан, бул нур менен иштегенде абдан этият болуу керек жана коргонуу чарасын көрүү зарыл (коргошунду ж.б. тыгыз заттарды колдонуу). Рентген нуру мутагендик факторлорго ээ жана дагы анын зыяндыгы ошол зат же организм жуткан дозага түз пропорциялаш.

Рентген нурунун дагы бир топ таасирлерин белгилейли:

1. Рентген нуру көп заттарды нурдантат (флюоресценция), б.а. люминесценция касиетине ээ. Бул касиетти рентген сүрөтүн алууда колдонушат (рентгенография). Медициналык диагностикада өзгөчө пайдалуу (рентгеноскопия).

2. Фотографиялык эффект. Рентген нуру кадимки эле жарык сыяктуу фотография эмульсиясын түздөн-төз жарыктандырат. Натыйжада, абдан сапаттуу сүрөттөр алынат.

3. Жарым өткөргүчтүү детекторлордо рентген нуру электрон-көңдөйчө жубун пайда кылып, диоддун p-n өтүмүнүн тоскоолдук катмарын жеңилдетет. Аягында электр тогу пайда болот жана анын амплитудасы келип түшкөн рентген нурунун энергиясына жана интенсивдүүлүгүнө пропорциялаш болот. Эгерде импульстук режимде иштесек, рентген фотондорун каттоого болот жана анын энергиясын өлчөй алабыз.

4. Рентген нурларынын фотондорун Гейгердин эсептегичи менен жана пропорционалдык камера менен дагы каттого болот.

Рентген нуру бүгүнкү заманда абдан кеңири колдонулат:

— рентген нурунун жардамы менен адамдын “денесин” толук көрүүгө болот, натыйжада, анын сөөктөрүнүн түзүлүшүн көрөбүз, ал эми заманбап аспаптар ички органдарды да көрүүгө мүмкүнчүлүк берет. Компьютердик томограф ички органдардын көлөмдүк сүрөтүн алууга жол берет;

— рентген дефектоскопиясынын жардамы менен буюмдардын дефекттерин аныктоого болот, мисалы, темир жол рельстерин, курулуш материалдарын ж.б.;

— рентгенструктуралык анализ. Бул ыкма кристаллография, химия жана биохимияда колдонулуп, заттын түзүлүшүн атомдук масштабда үйрөнүүгө өбөлгө түзөт. ДНКнын структурасын көрө алабыз;

— рентген нурунун жардамы менен заттын химиялык курамын аныктаса болот. Эгерде электрондук микроскоптордо изилденип жаткан зат электрондор менен нурдатылса, анда профессор Вильгельм Рентген өзү убагында байкагандай, заттын атомдору иондоштурулат дагы, мүнөздүк рентген нуру пайда болот. Электрондордун агымынын ордуна рентген нурун да пайдаланышат. Бул метод рентгенофлуоресценттик анализ деп аталат;

— аэропорттордо, темир жол вокзалдарында ж.б. жерлерде рентген интроскопторунун жардамы менен жүргүнчүлөрдүн жүгүн текшеришип, учуунун, жол жүрүүнүн коопсуздугун камсыз кылышат;

— рентгенография дагы абдан эффективдүү. Анын жардамы менен адамдын ички органдарынан баштап, тери ооруларын, ар түрдүү шишиктерди айыктырышат.

Физика-математика илимдеринин доктору, профессор К.Осмоналиевдин «Альфред Нобель жана физика» аттуу китебинен.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.