Природа всех этих лучей связана с электрическими и магнитными явлениями.
Напомним всем хорошо известный опыт. Если мы, рассыпав по столу железные опилки, поднесём к нему магнит, то опилки, до того спокойно лежавшие, подскочат со стола и прилипнут к магниту. Значит, на железные опилки в присутствии магнита действует сила, притягивающая их. Говорят, что вокруг магнита появилось магнитное поле.
Такой же опыт можно проделать с наэлектризованными телами. Результат будет тот же: и вокруг заряженного электричеством тела появляется поле, которое называется электрическим. Попавшие в такое поле заряженные тела будут притягиваться или отталкиваться от тела, образовавшего поле, в зависимости от знаков и зарядов.
Электрическое и магнитное поля связаны между собой. При изменении электрического поля всегда появляется поле магнитное и наоборот.
Световые лучи, как видимые, так и невидимые, и представляют собой такие связанные между собой электрические и магнитные поля, распространяющиеся в пространстве в виде волн.
Эти волны носят название электромагнитных.
Таким образом, все перечисленные выше лучи составляют одну семью электромагнитных волн.
В чём же отличие их друг от друга?
Все видели волны, которые разбегаются по спокойной поверхности воды, если бросить в неё камень. Расстояние от одного гребня до соседнего гребня таких волн носит название длины волны. Волны от брошенного камня имеют длину в несколько сантиметров. Длина волны морских волн значительно больше. Все названные выше электромагнитные волны отличаются друг от друга длиной волны. Радиоволны бывают длинные (в несколько километров) и короткие (в несколько метров или даже сантиметров). Инфракрасные и видимые лучи намного короче. Так, зелёные видимые лучи имеют длину волны, равную 5 стотысячным долям сантиметра. Волны рентгеновых лучей ещё короче: их длины лежат в пределах от десятимиллиардной до стомиллионной доли сантиметра. Ещё меньше длина волны гамма-лучей.
Ниже все известные лучи приведены в одной таблице, которая образует так называемую шкалу электромагнитных волн.
ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
2. Получение и свойства рентгеновых лучей
Подобная трубка изображена на рисунке 3. Внутри неё укреплены две металлические пластинки (электроды), от которых наружу отходят тонкие проволоки, впаянные в стекло.
Если такую трубку включить в электрическую цепь, то при известных условиях через неё может итти электрический ток. Электрический ток в трубке представляет собой поток мельчайших заряженных частиц, из которых состоит всякое вещество: электронов и ионов. Такая трубка называется разрядной).
Рентген в своей работе интересовался именно свойствами электрического тока, идущего через газ. У него были трубки разных форм и размеров, и учёный хотел выяснить, как отражается на электрическом токе форма и размеры трубок.
Однажды поздно вечером Рентген один кончал работу в лаборатории. Он закрыл трубку картонным футляром, потушил свет и хотел выключить электрический ток, шедший ещё через трубку, как вдруг увидел в стороне от неё на столе светящийся предмет. Оказалось, что это светится кусок картона, покрытый особым составом: платиново-синеродистой солью бария. Это вещество замечательно тем, что начинает светиться, если на него падает видимый свет. Но была ночь, в комнате было темно, а экран светился. Рентген выключил ток в трубке. Экран перестал светиться.
В эту ночь учёный так и не ушёл домой. Он начал выяснять, почему в комнате, в которой действует разрядная трубка, платиново-синеродистый барий светится.
Скоро Рентгену удалось установить причину этого свечения. Оказалось, что один из электродов трубки становился источником невидимых лучей, которые обладали многими замечательными свойствами; и самым удивительным была их способность проходить через тела, непрозрачные для видимого света!
Оказалось, что под действием новых неизвестных лучей воздух становился хорошим проводником электричества. Наэлектризованные тела быстро теряли свой заряд, если поблизости от них работал источник лучей Рентгена.
Неизвестные лучи, как выяснилось, оказывали воздействие на фотографическую пластинку, подобное действию видимого света.
Открытие Рентгена вызвало большой интерес. Многие учёные начали изучать новые лучи, стремясь выяснить их физическую природу.
Рис. 3. Разрядная трубка.
Рис. 4. Схема устройства электрической лампочки.
Одним из первых начал работать с неизвестными лучами знаменитый русский учёный, изобретатель радио, А. С. Попов, который построил первую в России оригинальную трубку для получения новых лучей. Первое время природа этих лучей казалась совершенно загадочной и необъяснимой. Именно поэтому их назвали сначала «Х-лучами» (икс-лучами), то-есть «неизвестными лучами». В настоящее время, однако, эти лучи принято называть рентгеновыми или рентгеновскими.
Современные рентгеновские трубки устроены несколько иначе, чем трубка, с которой работал Рентген.