X射线本性之争

X射线的波动性是1912年德国人劳厄用晶体衍射实验发现的。在此之前,人们对X射线的本性众说纷纭。伦琴倾向于X射线可能是以太中的某种纵波,斯托克斯认为X射线可能是横向的以太脉冲。由于X射线可以使气体分子电离,JJ汤姆生也认为是一种脉冲波。

X射线是波还是粒子?是纵波还是横波?最有力的判据是干涉和衍射这一类现象到底是否存在。1899年哈加(Haga)和温德(Wind)用一个制作精良的三角形缝隙,放在X射线管面前,观察 X线在缝隙后是否形成衍射条纹。这个实验后来经瓦尔特(Walter)和泡尔(Pohl)改进,得到的照片似乎有微弱的衍射图象。直到1912年,有人用光度计测量这一照片的光度分布,才看到真正的衍射现象。索末菲据此计算出X射线的有效波长大约为4x10^-9厘米。

X射线还有一种效应颇引人注目。当它照射到物质上时,会产生二次辐射。这一效应是1897年由塞格纳克(Sagnac)发现的。塞路纳克注意到,这种二次辐射是漫反射,比入射的X射线更容易吸收。这一发现为以后研究X射线的性质作了准备。1906年巴克拉在这个基础上判定X射线具有偏振性。但是偏振性还不足以判定X射线是波还是粒子。因为粒子也能解释这一现象,只要假设这种粒子具有旋转性就可以了。于是在1907-1908年间一场关于X射线是波还是粒子的争论在巴克拉和布拉格之间展开了。布拉格根据伽马射线能使原子电离,在电场和磁场中不偏转以及穿透力极强等事实主张伽马射线是由中性偶--电子和正电荷组成。后来他把X射线也一样看待,解释了已知的各种X射线现象。巴克拉则坚持X射线的波动性。两人各持己见,在科学期刊上展开了辩论,双方都有一些实验事实支持。这场争论虽然没有得出明确结论,但还是给科学界留下了深刻的印象。

1912年劳厄发现X射线衍射,对波动说提供了最有力的证据。布拉格这时已不再坚持他的中性偶假说。不过,他总是直觉地认为就象他自己说的那样,似乎问题不在于(微粒和波动)哪种理论对,而是要找到一种理论,能够将这两方面包容进去。布拉格这一思想对后来的德布罗意提出物质波假说有一定影响。

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页面更新:2024-05-12

标签:射线   巴克   布拉格   伽马射线   以太   纵波   偏振   波动性   粒子   本性   现象

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