ข่าวสาร

แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 7 | ค.ศ.1914 สำหรับการค้นพบการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ผ่านคริสตัล

Facebook
Twitter
แสงกับรางวัลโนเบล
บทความ | ดร.ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร
นักวิจัยอาวุโส ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค-สวทช.)

จากการค้นพบรังสีเอ็กซ์ในปี ค.ศ. 1896 ได้มีการถกเถียงกันถึงพฤติกรรมของรังสีเอ็กซ์ว่าเป็นคลื่นหรืออนุภาคกันแน่ สมมติฐานเดิมที่มีอยู่ก่อนหน้าว่าถ้ารังสีเอ็กซ์มีพฤติกรรมเป็นคลื่น ความยาวคลื่นของรังสีเอ็กซ์จะประมาณเท่ากับ 0.01 นาโนเมตร ซึ่งชี้ให้เห็นว่าถ้าจะให้รังสีเอ็กซ์เลี้ยวเบนได้ เกรตติ้งที่ใช้จะต้องมีคาบของเกรตติ้งประมาณ 100 นาโนเมตร ซึ่งใกล้เคียงกับระยะห่างของอะตอมในคริสตัล และเป็นจุดสำคัญที่ Max von Laue ได้ตระหนักและได้เสนอแนวคิดในการนำรังสีเอ็กซ์มาศึกษาโครงสร้างของคริสตัลซึ่งมีระยะห่างของอะตอมที่สามารถทำให้แสงเลี้ยวเบนได้ Walter Friedrich และ Paul Knipping ซึ่งอยู่ในกลุ่มวิจัยเดียวกันกับ Max von Laue และเป็นผู้ช่วยของ Max von Laue ในทีมของศาสตราจารย์ Arnold Sommerfeld ได้ทำการทดลองเพื่อพิสูจน์แนวคิดดังกล่าว

ความสำเร็จนี้ทำให้ Max von Laue เป็นคนแรกที่สามารถแสดงให้เห็นว่ารังสีเอ็กซ์มีพฤติกรรมเป็นคลื่น และ ได้สร้างพื้นฐานของการศึกษาโครงสร้างของคริสตัลด้วยรังสีเอ็กซ์ ซึ่งลักษณะการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์จากคริสตัลแต่ละชนิดจะไม่เหมือนกัน ทำให้เราทราบคุณสมบัติของคริสตัลและตำแหน่งการจัดเรียงตัวของอะตอมที่อยู่ภายใน นอกเหนือจากนี้ Max von Laue ยังได้พิสูจน์ด้วยว่ารังสีเอ็กซ์เป็นคลื่นตามขวางเช่นเดียวกับคลื่นแสง

แสงกับรางวัลโนเบล
การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์เมื่อเคลื่อนที่ผ่านคริสตัล (ภาพจาก https://phys4030.blogspot.com/2011/03/crystals-structure-by-x-ray-diffraction.html )
แสงกับรางวัลโนเบล
ภาพการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ภาพแรก ที่เกิดจากรังสีเอ็กซ์เลี้ยวเบนผ่านคริสตัล Copper Sulphate ซึ่งช่วยให้สามารถวิเคราะห์โครงสร้างของคริสตัลได้
ประวัติย่อ : Max von Laue
แสงกับรางวัลโนเบล
Max von Laue นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่สามารถแสดงให้เห็นว่ารังสีเอ็กซ์มีพฤติกรรมเป็นคลื่น

Max von Laue เกิดเมื่อวันที่ 9 ตุลาคม ค.ศ. 1879 ที่ Pfaffendorf บิดารับราชการในหน่วยงานทหารของเยอรมัน ซึ่งเน้นการเลี้ยงดูบุตรให้มีคุณธรรมและจริยธรรมที่ดี การตัดสินใจเรียนทางด้านวิทยาศาสตร์ของ Max von Laue มาจากอิทธิพลการสอนและการแนะนำของครูวิทยาศาสตร์ซึ่งทำให้เขาตัดสินใจเข้าเรียนทางด้านคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และเคมีที่ University of Strasbourg หลังจากนั้นไม่นานได้ย้ายไปที่ University of Göttingen ที่ซึ่งทำให้เขาได้มีโอกาสทำงานร่วมกับศาสตราจารย์ Woldemar Voigt และ ศาสตราจารย์ Max Abraham

ในปี ค.ศ. 1902 ได้ย้ายไปที่ University of Berlin โดยได้ทำงานร่วมกับ Max Planck ในปี ค.ศ. 1903 จบการศึกษาระดับปริญญาเอก และใช้เวลา 2 ปีหลังจากนั้นทำงานที่ University of Göttingen ต่อมาในปี ค.ศ. 1905 ได้มีโอกาสกลับมาร่วมงานกับ Max Planck อีกครั้ง ในปี ค.ศ. 1912 ได้เป็นศาสตราจารย์ทางด้านฟิสิกส์ที่ University of Zürich ต่อมาในปี ค.ศ. 1917 ได้เข้าทำงานที่ Institute of Physics ที่ Einstein เป็นผู้อำนวยการอยู่ แต่เขาเองก็เปรียบเสมือนกับเป็นผู้อำนวยการคนที่สองเพราะต้องดูแลงานบริหารเหมือนกัน

แหล่งข้อมูล
  • Nobel Lectures in Physics 1901-1921, World Scientific Publishing, November 1998.
  • https://nobelprize.org, accessed Feb 2019.
  • https://en.wikipedia.org, accessed Feb 2019.
  • ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร, โฟโทนิกส์ มหัศจรรย์แห่งแสง, นานมีบุ๊คพับลิเคชัน, กรุงเทพฯ, กุมภาพันธ์ 2549.

บทความที่เกี่ยวข้อง