围绕阴极射线的本性究竟是光波还是粒 子，德国和英国科学家展开了争论。
X射线的发现 物理学的 三大发现 放射性的发现 电子的发现
两个学派，截然相反的 两种观点，在当时双方争持 不下。 最后对阴极射线本性作 出正确而肯定答案的是英国 剑桥大学卡文迪许实验室教 授J.J.汤姆孙。
J.J.汤姆孙
二、一种新射线的发现
第五章 实验新发现和 现代物理学革命
§5.2.1 阴极射线的研究
X射线的发现起源于对阴极射线的研究， 1855年德国盖斯勒放电管的发明为研究真 空放电现象提供了实验手段；1859年德国 普鲁克尔发现了放电管阴极发出的绿色辉 光，1876年德国哥尔茨坦坦指出绿色辉光 是由阴极的某种射线引起的，命名为“阴 极射线”。
阴极射线的发现及其本性的争论
哥尔茨坦认为阴极射线应该是一种类似于 紫外光的以太波。
赫兹和他的助手勒纳德，通过实验研究发现： 勒纳德从窗透出来的射线与放电管内射线性质完 全相同。它能使荧光物质发光，在磁场中能偏转， 可使照相底片感光，可使空气电离。 另一种观点来自英国学派，他们主张阴极射 线是粒子流。（瓦尔利、克鲁克斯、J.J.汤姆孙、 休斯特）
伦琴用装有勒纳德窗的阴极射线管 研究阴极射线，发现了X射线，于1901 年获得了第一个诺贝尔物理学奖。
伦琴
§5.2.2 X射线的发现
在1895年以前，由阴极射线管产生的X射线 在实验里已经存在了30多年，在射线发现前， 不断有人抱怨，放在阴极射线管附近的照相底 片模糊或感光。 如1879年的克鲁克斯，1890年的古德斯比 德等人， 但发现 X 射线的却是伦琴。 伦琴 1845年出生于德国的一个商人家庭， 1869年在苏黎世大学获博士学位。
汤姆孙管
第三个实验：利用威尔逊所发明的云雾室，测定这 种微粒所带电荷为1.1×10-19C，有力地证明了此微粒的 质量要比氢离子小约1000倍。
这种微粒后来被命名为“电子”，电子的发现是关 于阴极射线本质的争论宣告结束。
1895年11月8日傍晚，伦琴在研究阴极射线管中气 体放电实验时，为了避免杂光对实验的影响，他用黑纸 板将管子包起来，却发现距阴极管一段距离外的一块涂 有铂氰酸钡( BaPt (CN )6 )结晶物质的屏幕发出了荧光伦琴 马上意识到,这可能是一种前所未有的新射线。
经检查发现,射线来自阴极射线管管壁。
在应用方面值得指出的是： 用X射线衍射可以对晶体表 面进行分析，尤其值得一提 的是用此方法，沃森和克里 克获得了DNA分子结构，从 而提出DNA双螺旋结构模型。
用特征X射线可对材料的元 素成分做出分析，在考古、 医学诊断、材料研究等方面 有重要应用。
DNA分子双螺旋结构
§5.2.3 放射性的发现
§5.2.6 电子的发现
一位最先打开通向 基本粒子物理学大门的 伟人——汤姆孙
汤姆孙在测荷质比
一、电子发现过程
三个关键性实验：
第一个实验：通过提高真空度，完成了阴极射线在 磁场中的偏转实验，证明阴极射线是带电粒子流。
第二个实验：利用汤姆孙管，定量测出阴极射线的 荷质比约为1011C/kg，这要比氢原子的荷质比大1000倍 左右。他结合了其他人的实验，尤其是的阴极射线能穿 过勒纳德窗（铝箔）的实验，提出这种微粒应比原子、 分子小得多，且是原子的组成部分。而且由于与阴极物 质材料无关，他进一步得出结论：这种粒子应是各种物 质不同原子所包含的普适成分。
放射线的发现看似偶然，但正如杨振宁先生在评价这一故事
时所说的那样，“科学家的‘灵感’对科学家的发现‘非常
重要’；这种灵感必源于他的丰富的实践和经验。”
重大意义：人类第一次接触到核现象，现在我们知道放 射性是来自原子核，这使人类的认识又深入一个层次。
§5.2.4 钋和镭的发现
X射线和铀的放射性激发了居里夫人（Marie Curie， 1867-1934）对放射线的研究兴趣。 居里夫人首先证实了贝克勒尔关于铀盐辐射的强度 与化合物中铀的含量成正比的结论，但她不满足于 局限在铀盐，决定对已知的各种元素进行普查。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
令人惊奇的是 当用木头等不透明物质挡住这种射线时， 荧光屏仍然发光， 而且这种射线能使黑纸包住的照相底片感光， 不被电磁场偏转。 经过一个多月的研究，他未能搞清这种射线 的本质， 因此赋予它一个神秘的名字
--X射线。
1895年12月28日，伦琴向德国物理学医学 会递交了第一篇关于X射线的论文，《论新的射 线》，并公布了他夫人的X射线手骨照片。
一、贝克勒尔的一个惊人的
意外发现
1．发现过程 起因是彭加勒对X射线来 源的一个错误推测：他认为X 射线可能是从荧光物质发出的。 贝克勒尔是研究荧光现象的世 家子弟，他用荧光物质铀盐做 实验，事隔一周后，所给出的 两次报告的结果截然不同。
贝克勒尔
一次偶然的机会使他发现，未经太阳曝晒的底片冲出 来后，出现了很深的感光黑影，这使他非常吃惊。是什么 使底片感光呢？跟荧光物质是否有关呢？
1898年7月居里夫妇从铀矿中分离出放射性比铀强 数百倍的物质。向巴黎科学院提交“论沥青铀矿中 的一种新物质”， 命名为“钋” Polonium （Poland) 1898年12月居里夫妇检测出了放射性更强的物质， 并把它命名为镭。 1902年他们经过了无数次的结 晶处理，终于成功地从8吨矿渣石制出0.1克的镭。
他进一步用不发荧光的铀化合物 进行实验，同样使底片感光；发 现铀盐本身就会放出一中肉眼看 第一张铀辐射照片 不见的射线，它与荧光完全无关， 是一中穿透能力很强的神秘射线。 这种射线还可以使空气电离。这 一性质为后来对射线强度的定量 研究打下了实验基础。
1896年3月2日，他向法国科学院报告了这一 惊人的发现，从此打开了一个新的研究领域。