پرتوی ایکس به طور تصادفی در سال ۱۸۹۵ توسط ویلهلم رونتگن [1]، فیزیکدان آلمانی کشف شد و همین امر، وی را برنده‌ی اولین جایزه‌ی نوبل در سال 1901 کرد.
ویلهلم رونتگن
رونتگن در یکی از روزهای ۵۰ سالگی‌اش، زمانی که در دانشگاه وورتسبورگ به انجام تحقیقات می‌پرداخت، هنگام کار با لوله‌ی پرتو کاتدی به طور تصادفی موفق به کشف پرتوی ایکس شد. طبق تحقیقات پیشین فیلیپ لنارد [2]، او می‌دانست که پرتوهای کاتدی می‌توانند به پنجره‌ی آلومینیومی لوله کاتدی نفوذ کنند و باعث درخشش یک ماده‌ی فلوئورسنت روی مقوایی در پشت و در فاصله چند سانتی متری از لوله شوند.
در ۸ نوامبر ۱۸۹۵ زمانی که مثل همیشه مشغول انجام مطالعات با یکی از لوله‌های کاتدی در آزمایشگاهش بود، روی لوله را با یک مقوای تیره پوشاند تا مانع از خروج نور از لوله و رسیدن آن به صفحه‌ی فلوئورسنت شود. آزمایشگاه نیز تاریک بود. اما در کمال تعجب دید که صفحه‌ی فلوئورسنتی که در یک متری لوله بود در خال درخشیدن است! او آزمایش را بارها تکرار کرد و به این نتیجه رسید که در واقع چیزی (پرتویی) به علت عملکرد لوله، از محفظه خلاء شیشه‌ای، مقوا و هوای اتاق عبور کرده و باعث درخشش صفحه شده است. اما نمی‌دانست چه چیزی. بعد از ۷ هفته ممتد کار کردن در این زمینه، او متوجه شد که صفحات عکاسی به این نوع پرتو واکنش می‌دهند، اما کاغذ و مقوا در مقابلش شفاف هستند و پرتو از آن ها به راحتی عبور می‌کند.
او نشان داد که این پرتوها، که بعدها آن‌ها را ایکس نامید، در محل برخورد پرتوهای کاتدی به لوله شیشه‌ای یا پنجره‌ی آلومینیومی (صفحه انتهایی) تولید می‌شوند. او این موضوع را با انحراف مغناطیسی پرتوهای کاتدی (بتا) به یک مکان جدید توضیح داد و اشاره کرد که مکانی که پرتوهای ایکس از آن سرچشمه می‌گیرند، همیشه منطبق بر محل برخورد پرتوهای کاتدی به مواد جامد است.
در سال ۱۸۹۶ رونتگن مقاله‌ای را منتشر کرد و در یک سخنرانی به ارائه‌ی دستاوردهای خویش در این زمینه پرداخت. تصویری که در این مقاله قرار داده بود، تصویر دست آلبرت فون کولیکر [3] بود.
تصویر رادیوگرافی دست آلبرت فون کولیکر
رونتگن بیان کرد که چگالی جرمی ویژگی‌ای است که تغییراتش بر میزان نفوذپذیری ماده در مقابل پرتوی ایکس تاثیر دارد. همچنین ثابت کرد که ضخامت و ترکیب ماده نیز تاثیر زیادی بر این امر دارد. او جدولی از ضخامت‌های فلزاتی از جمله پلاتین، سرب، روی و آلومینیوم ارائه کرد که تضعیف یکسانی داشتند. به عبارتی ضخامت یکسان از این مواد، پرتوی ایکس را به یک میزان تضعیف نمی‌کند.
رونتگن با توجه به عدم برهم کنش پرتوی ایکس با میدان مغناطیسی متوجه شد که این نوع پرتو، کاملا متفاوت از پرتوی کاتدی است و احساس کرد باید شبیه به نور و به عبارتی از امواج الکترومغناطیسی باشد؛ او چشمان خود را در مقابل پرتوی ایکس قرار داد و آزمایش کرد تا ببیند آیا پاسخی می گیرد یا خیر و نگرفت. او تلاش کرد تا اثرات گرما را بر این پرتو اندازه‌گیری کند، اما موفق نشد. او تلاش کرد تا پرتوی ایکس را با موادی که باعث شکست نور مرئی می‌شوند، بشکاند، اما هیچ نتیجه‌ای نگرفت. وی همچنین مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را برای آزمودن بازتاب انجام داد و به این نتیجه رسید که انعکاس منظمی وجود ندارد، اما اجسام در برابر پرتوی ایکس مانند جسم کدر نسبت به نور رفتار می‌کنند.
عجیب به نظر می‌رسد که پرتوی ایکس قبل از 8 نوامبر 1895 کشف نشده باشد. ۵ سال پیش از کشف رونتگن، آرتور گودسپید [4] آمریکایی به طور تصادفی یک تصویر پرتوی ایکس از تعدادی سکه و وزنه‌ی برنجی تهیه کرده بود، اما او و همکارش، ویلیام جنینگز [5]، نتوانستند تشکیل تصویر را توضیح دهند و بنابراین موضوع را دنبال نکردند. صدها دانشمند ممکن است به طور تصادفی پدیده هایی را مشاهده کرده و از آن ها رد شده باشند. دانشمندان دیگری همچون کروکز [6] (مخترع تیوبی که رونتگن با آن کار می‌کرد) نیز بارها شواهدی مبنی بر وجود پرتوی ایکس را دیده بود، اما آن‌ها را به کیفیت پایین وسایلی که استفاده می‌کرد نسبت داده بود.
گودسپید بعدها اصطلاح رادیوگرافی را به طور کلی برای کاربرد پرتوی ایکس پیشنهاد داد، اما در اروپا هنوز هم برخی این حوزه را رونتگنولوژی [7] می‌خوانند.
به هر حال به نظر می‌رسد کار رونتگن، کار سخت و ارزشمندی بوده است و نمی‌توان آن را آن گونه که فیلیپ لنارد، شانس خواند، تنها شانس دانست.
در سال ۱۸۹۶، ۴۹ کتاب و بیش از ۱۰۰۰ مقاله فنی در مورد پرتوی ایکس منتشر شد. رونتگن نیز مقاله‌ی دومش را در ۱۸۹۶ و مقاله‌ی سومش را در ۱۸۹۷ منتشر کرد. در سال ۱۹۰۱ نیز جایزه‌ی نوبل را برای کشف پرتوی ایکس دریافت کرد.
منبع:
.X-ray Imaging (Fundamentals, Industrial Techniques, and Applications) book by Harry E. Martz, Jr
[1] Wilhelm Conrad Röntgen
[2] Philipp E. von Lenard
[3] Albert von Kölliker
[4] Arthur Goodspeed
[5] William Jennings
[6] Crookes
[7] Röntgenology
