Техника - молодёжи 1934-10, страница 12

Диффракция световых лучей—отклонение их от прямой линии при прохождении через очень маленькие отверстия

мы и молекулы на частички с отрицательными зарядами — электроны — и .положительные части атома, так называемые ионы, в результате чего газ приобретает способность проводить электрический ток.

Почти 20 лет после их открытия, лучи Рентгена были для ученого мира полной загадкой. Их свойства были изучены, но физическая природа оставалась непонятной. Только наше время сумело отгадать эту загадку.

Вначале казалось вполне естественным видеть в лучах Рентгена нечто аналогичное катодным лучам. Действительно, лучи Рентгена возникают при ударе катодных лучей о поверхность твердого тела, лучи Рентгена имеют ряд свойств, общих с катодными — возбуждают флюоресценцию, действуют на фотографическую пластинку. Однако от этой мысли пришлось отказаться: катодные лучи, как мы видели, испытывают действие магнитного поля, а лучи Рентгена на магнитное поле совершенно не реагируют.

Среди физических явлений еще только одно имело некоторые общие свойства с лучами Рентгена — световые лучи. Правда, свет мы видим, обычные световые лучи производят определенное действие на наш орган зрения, тогда как лучи Рентгена непосредственно нами не видимы; но это различие не является существенным, поскольку известны и невидимые световые лучи, например ультрафиолетовые лучи, которые тоже обладают сильными флюоресцирующими свойствами и подобно х-лучам, распространяясь в газе, делают его проводником, вызывая образование ионов.

Однако все попытки рассматривать ' лучи Рентгена как аналогичные невидимым световым лучам наталкивались вначале на очень большие затруднения, так как в отношении световых лучей был известен ряд процессов, которых не удавалось подметить у лучей Рентгена. Так были известны и хорошо изучены явления диффракции и интерференции овета. Диффракция света состоит в том, что при прохождении через очень маленькие отверстия лучи света отклоняются от прямой линии, распространяясь за отверстием, расходящимся коническим пучком, вершина которого совпадает с отверстием. В этом пучке замечается поперечное чередо

вание зон света и тени, что можно обнаружить, произведя¹ фотоснимок на пластинке, перпендикулярной оси пучка. Попеременное чередование светлых и темных зон объясняется интерференцией световых лучей, или взаимным наложением световых колебаний, что может вызвать и усиление и ослабление их.

Естественно было думать, что если лучи Рентгена представляют процесс, аналогичный тому, что мы имеем в луче света, то для них также должны наблюдаться явления диффракции и интерференции.

Однако почти 20 лет все попытки обнаружить интерференцию лучей Рентгена приводили к отрицательным результатам, и только в 1912 г. немецкому ученому Ляуэ впервые удалось обнаружить это явление. Допустив, что лучи Рентгена представляют собой про-1 цесс, вполне аналогичный световым лучам, но отличаются от них меньшей длиной волны, меньшей даже, чем у лучей ультрафиолетовых, Ляуэ вначале теоретически доказал, что явление интерференции лучей Рентгена должно наблюдаться при прохождении йй$1 кристаллов. По современным взглядам атомы в кристаллах располагаются на вполне определенных для каждого кристалла расстояниях и заполняют кристаллы правильными рядами. Ляуэ пришел к выводу, что лучи Рентгена, рассеиваясь атомами кристалла, должны по выходе из кристалла интерферировать; внешняя картина этого явления, как показали вычисления Ляуэ, должна быть значительно сложнее той, которая наблюдается для световых лучей.

Вместо сплошных колец, которые наблюдаются при диффракции световых лучей, мы должны получить на фотографической пластинке отдельные пятна, симметрично расположенные вокруг центрального пятна, которое производится основным пучком лучей Рентгена. По предложению Ляуэ такой опыт, очень точно поставленный, был произведен и закончился блестящим результатом: полученные фотограммы действительно обнаруживают интерференцию лучей, количественная сторона которой вполне соответствовала вычислениям Ляуэ.

Пользуясь современными представлениями о строении атома, нетрудно объяснить и механизм возникновения лучей Рентгена. В настоящее время мы допускаем, что те электроны, которые окружают атомное ядро, вращаясь вокруг него по различным орбитам, могут переходить с одной орбиты на другую; если электрон, переходя на новую орбиту, приближается или падает к ядру атома, то энергия атома уменьшается, поэтому такой процесс должен сопровождаться выделением энергии в виде излучения. Длина волны этого излучения зависит от условий перехода электрона с одной орбиты на