Техника - молодёжи 1992-09, страница 5
в лаборатории, еще не выключив индуктор, подсоединенный к электродам. Возможно, пустяковое микропроисшествие так и унеслось бы в вечность, и развитие физики пошло бы несколько иным путем, но... Событие произошло в чрезвычайно удобных условиях — трубка Крукса была закрыта чехлом из черного картона, а рядом стоял на столе экран из синеродистого бария. И этого оказалось достаточно. Когда лаборатория погрузилась в темноту, Рентген взглянул на стол — и замер: экран светился! 28 декабря 1895 года Рентген сообщил о своем открытии в статье «О новом роде лучей». Он писал: «Черный картон, не прозрачный ни для видимых и ультрафиолетовых лучей Солнца, ни для лучей электрической дуги, пронизывается каким-то агентом, вызывающим энергичную флюоресценцию». И приводил подробности: «Если держать между разрядной трубкой и экраном руку, то видны темные тени костей в слабых очертаниях тени самой руки». Первое в мире упоминание о рентгеновском изображении части человеческого тела! Впрочем, сам Рентген назвал загадочный «агент» Х-лучами и пояснял: «Х-лучи не идентичны катодным лучам, но возбуждаются ими в стеклянных стенках разрядной трубки». Он же установил, что они не отклоняются магнитным полем. Ну а хотя бы отражение? Рентген не сумел обнаружить волновых свойств открытого им излучения. «Ведут себя иначе, чем известные до сих пор ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные лучи». Если упрощенно — не смог зафиксировать рентгеновских зайчиков, подобных солнечным. Хотя принципиальная возможность была. Ниже критического угла В 1922 году, за несколько месяцев до смерти Рентгена, американский физик Артур Комптон экспериментально доказал, что рентгеновское излучение, несмотря на свою чрезвычайную жесткость, способно отражаться от ровной поверхности. Только надо направить его под очень малым углом, почти параллельно к ней (так и водная гладь отражает брошенный умелой рукой плоский камешек). В опытах Ком-птона для рентгеновских фотонов (кстати, именно он ввел термин «фотон») с длиной волны 1,279 ангстрема такой угол составил всего-навсего 11 минут. (Если бы, заметим, их энергия возросла, то критический угол отражения соответственно бы уменьшился.) О полученных результатах молниеносно стало известно ученому миру, и награда не заставила себя ждать —
с 4 7 8 \ \ / Рис. 1. Отражение рентгеновского фотона от плоскости раздела двух сред (энергия этих фотонов в тысячи раз больше, чем световых, и лежит в интервале 100 эВ —100 кэВ). Рис. 2. Рикошетирование движущегося рентгеновского фотона между двумя границами сред. Рис. 3. Изменение направления полета рентгеновского фотона внутри изогнутого стеклянного капилляра (стекло обладает хорошими отражательными свойствами). Чем больше энергия фотонов, тем меньше должен быть диаметр капилляра, а радиус его кривизны должен превышать некоторое критическое значение, зависящее как от энергии, так и от диаметра. Рис. 4. От источника рентгеновское излучение распространяется в пределах телесного угла Q. Условно разобьем его на большое количество малых телесных углов. Фотоны, находящиеся внутри каждого, попадают в свой капилляр, который соответствующим образом изменяет направление их движения. На выходе из сборки капилляров образуется квазипараллельный поток. Рис. 5. Так устроена рентгеновская линза — капиллярный концентратор рентгеновского излучения. Рис. 6. Фокусировка рентгеновского изотропного потока с помощью набора вложенных друг в друга стеклянных эллипсоидов. Рис. 7. Схема оптической части микроскопа Киркпатрика — Баеза. Рис. 8. Фокусировка рентгеновского потока в микроскопе Вольтера осуществляется с помощью параболоида. через пять лет за открытие этого эффекта Комптон был удостоен Нобелевской премии, как и Рентген в свое время — за Х-лучи. Сегодня, вероятно, никого не удивит факт отражения рентгеновского фотона от плоскости раздела двух сред, скажем, воздуха и стекла (рис. 1). Но как все-таки искривить его траекторию? Для начала подведем снизу параллельно первой плоскости раздела вторую, точно такую же (р и с. 2). Что получится? Летящий фотон, естественно, начнет рикошетировать между границами, отражаясь то от одной, то от другой. Сделаем следующий шаг —изогнем отражающие плоскости и пустим рентгеновский фотон между ними. Теперь, по-прежнему рикошетируя, он опишет выгнуто-ломаную траекторию (р и с. 3), причем способен в принципе даже вернуться к месту старта — если, конечно, проложить соответствующую кольцевую стеклянную трассу. Разумеется, ничто не мешает нам отправить в путешествие по такому прозрачному волноводному каналу не один фотон, а целый их пучок — этакий «рентгеновский экспресс». Называется это дистанционной канализацией рентгеновских лучей. Осветление рентгена Обращаться с рентгеновским пучком мы, кажется, научились Но как 3 |
