Рентген Вильгельм: биография и его величайшее открытие. Изобретение рентгена Рентген ученый и его открытие

Вильгельм Рентген, краткая биография которого будет представлена далее, стал известен всему миру благодаря своей научной деятельности. Родился ученый в 1845 г., 27 марта, под Дюссельдорфом. В течение всей жизни он преподавал и занимался исследованиями.

Вильгельм Конрад Рентген: биография

Великий ученый был единственным ребенком в семье. Его отец был купцом и производил одежду. Мать была уроженкой Амстердама. В 1848 г. семья переехала в Нидерланды. Свое первое образование Рентген Вильгельм получил в школе Мартинуса ф. Дорна. В 1861 г. начал обучение в Утрехтской Технической школе. Однако спустя 2 года был отчислен из-за отказа выдать студента, нарисовавшего карикатуру на преподавателя. В 1865 Вильгельм попытался поступить в Утрехтский университет. По правилам, однако, его не могли зачислить. После этого Вильгельм сдал экзамены в Цюрихский политехнический институт. Здесь он поступил на отделение механической инженерии. В 1869 Рентген, получив степень доктора философии, выпускается из учебного заведения. Наука стала единственным делом, которым хотел заниматься Вильгельм Рентген. Биография ученого является примером того, насколько упорным может быть человек, стремящийся достичь поставленных целей.

Преподавательская деятельность

Успешно защитив диссертацию, Рентген Вильгельм становится ассистентом университета в Цюрихе, а впоследствии в Гиссене. С 1871 по 1873 г. он работает в Вюрцбурге. Спустя время вместе с Августом Адольфом (его профессором) переходит в Страсбургский университет. Здесь Рентген работал в течение пяти лет лектором. В 1876 г. он стал профессором. В 1879 г. его назначают на кафедру физики в Гиссенском университете. Впоследствии он стал её руководителем. В 1888 г. Вильгельм возглавил кафедру университета Вюрцбурга. В 1894 г. он стал ректором. Последним местом работы была кафедра физики Мюнхенского университета. Достигнув возраста, предусмотренного в правилах, он передал руководство В. Вину. Однако продолжал работу на кафедре до конца жизни. Скончался великий физик Вильгельм Рентген в 1923 г., 10 февраля, от рака. Его похоронили в Гиссене.

Вильгельм Рентген и его открытие

В начале 1896 г. над Америкой и Европой пронеслись сообщения о сенсационной работе профессора университета Вюрцбурга. Практически во всех газетах появился снимок руки, который, как позже выяснилось, принадлежал супруге ученого Берте Рентген. Вильгельм тем временем заперся в лаборатории и продолжал изучение обнаруженных лучей. Его работа дала толчок к новым исследованиям. Все ученые мира однозначно признают огромный вклад, который внес в науку Вильгельм Конрад Рентген. Открытие ученого обеспечило ему репутацию "тонкого классического экспериментатора".

Обнаружение феномена

После назначения на пост ректора Рентген Вильгельм принялся за экспериментальные исследования электрического разряда в вакуумных стеклянных трубках. В начале ноября 1895 г. он работал в лаборатории и изучал катодные лучи. Ближе к полуночи, чувствуя усталость, Рентген собрался уже уходить. Оглядев помещение, он выключил свет и уже почти закрыл дверь, как вдруг увидел в темноте светящееся пятно. Это был свет от экрана из синеродистого бария. Ученый задался вопросом о том, как это получилось. Электрический свет не давал такого свечения, солнце уже давно село, катодная трубка была выключена, более того, прикрыта картонным черным чехлом. Ученый задумался. Он еще раз посмотрел на трубку. Оказалось, она была включена. Нащупав рубильник, он выключил ее. Свечение исчезло. Рентген включил рубильник. Свечение появилось. Так он установил, что излучение исходит от трубки. Непонятно было, каким образом оно стало видимым. Ведь трубка была накрыта. Обнаруженный феномен Рентген Вильгельм назвал Х-лучами. Оставив картонный чехол на трубке, он стал перемещаться по лаборатории. Оказалось, что 1.5-2 метра для обнаруженного излучения не преграда. Оно легко проникает через станиоль, стекло, книгу. Когда же рука исследователя оказалась на пути излучения, он увидел очертание костей своей кисти. Рентген бросился к шкафу с фотопластинками. Он хотел закрепить увиденное на снимке. В ходе дальнейших исследований Рентген обнаруживает, что излучение засвечивает пластинку, оно не расходится сферически, а имеет определенное направление. Только к утру ученый вернулся домой. Следующие 50 дней велась напряженная работа. Он мог бы сразу предать гласности свое открытие. Однако ученый считал, что большее впечатление произведет сообщение, содержащее сведения и о природе излучения. Поэтому он хотел сначала изучить свойства лучей.

Обнародование эксперимента

В канун Нового года, в 1895 г., 28 декабря, Вильгельм Конрад Рентген известил своих коллег об обнаруженном им феномене. На 30 страницах он описал явление, напечатал текст в виде брошюры и разослал ведущим европейским ученым. В первом сообщении Вильгельм Конрад Рентген писал: "Флюоресценция видна при достаточном затемнении. Она не зависит от того, какой стороной подносить бумагу - с или без платино-синеродистого бария. Флюоресценция наблюдается на расстоянии 2 метров от трубки". Рентген предположил, что свечение вызывают Х-лучи. Они проходят через непроницаемые для обычного света материалы. В этой связи в первую очередь он изучал поглощательную способность веществ. Ученый установил, что все материалы проницаемы для Х-лучей, но с разной степенью. Они могли проходить сквозь книгу с тысячью страниц, еловые доски толщиной 2-3 см, 15-миллиметровую алюминиевую пластинку. Последняя существенно ослабляла свечение, но полностью его не уничтожала.

Сложности исследования

Рентгену не удавалось обнаружить отражения или преломления лучей. Но он установил, что, если отсутствует правильное отражение, все же разные материалы относительно свечения ведут себя аналогично мутным средам, реагирующим на свет. Ученый, таким образом, смог определить факт рассеяния лучей веществом. Но все попытки выявить интерференцию давали отрицательный результат. Аналогичным образом обстояло дело и с исследованием отклонения излучения магнитным полем. По полученным результатам ученый сделал вывод, что свечение не идентично катодному. Но при этом излучение возбуждается им в стеклянных стенках трубки.

Описание свойств

В рамках исследования один из ключевых вопросов, которые ставил Рентген, касался природы новых лучей. В ходе экспериментов он установил, что они не являются катодными. Учитывая их интенсивное химическое воздействие и свечение, ученый предположил, что это разновидность ультрафиолетового света. Но в таком случае возникают некоторые неясности. В частности, если Х-лучи относятся к ультрафиолетовому свету, то они должны обладать рядом свойств:

Не поляризоваться.
При переходе в воду, алюминий, сероуглерод, каменную соль, цинк, стекло и прочие материалы из воздуха не испытывать заметного преломления.
Не иметь сколько-нибудь заметного отражения от этих тел.

Кроме этого, их поглощение не должно зависеть ни от каких свойств материала, кроме его плотности. Основываясь на результатах исследований, таким образом, нужно было принять, что эти УФ-лучи ведут себя несколько иначе, чем уже известные инфракрасные и ультрафиолетовые. Но ученый не мог этого сделать и продолжил поиск объяснения.

Второе сообщение

Оно было обнародовано в 1896 г. В нем Рентген описал исследования ионизирующего воздействия излучения и возбуждение его разными телами. Ученый констатировал, что не было ни одного твердого вещества, в котором не возникало бы этого свечения. В ходе исследований Рентген изменил конструкцию трубки. В качестве катода он использовал вогнутое алюминиевое зеркало. В центре его кривизны под углом 45 градусов к оси помещалась платиновая пластина. Она выступала как анод. Из него выходили Х-лучи. Для их интенсивности не столь уж важно, является ли участок возбуждения анодом или нет. В результате Рентген установил основные конструктивные черты новых трубок.

Общественная реакция

Открытие Рентгена вызвало резонанс не только в научной сфере. Его статьей заинтересовались в разных странах. В Вене Экспер сообщал об открытии лучей в "Новую свободную прессу", в Санкт-Петербурге опыты Рентгена были повторены на лекции по физике. Х-лучи быстро нашли свое применение на практике. Особенно востребованы они были в технических сферах и медицине.

Личная жизнь ученого

В 1872 г. Рентген женился на Анне Берте Людвиг. Она была дочерью хозяина пансиона. Встретились будущие супруги в Цюрихе. Своих детей у пары не было. В 1881 г. супруги приняли в семью дочь брата Берты Жозефину. Жена Рентгена скончалась в 1919 г. После завершения Первой мировой ученый остался в полном одиночестве.

Награды

Рентген отличался скромностью и честностью. Подтверждением тому является его отказ от дворянского титула, пожалованного ему принцем-регентом Баварии за его достижения в научной деятельности. Однако Нобелевскую премию Рентген принял. Но приехать на церемонию вручения отказался, ссылаясь на занятость. Стоит сказать, что награда Рентгену стала первой в истории ее присуждения за достижения в области физики. Ему отправили ее почтой. Во время войны германское правительство обратилось к населению за финансовой помощью. Люди отдавали свои деньги и ценности. Не стал исключением и Вильгельм Рентген. Нобелевская премия была в числе его ценностей, отданных добровольно правительству.

Память

Одним из первых памятников Рентгену стал цементный бюст, установленный в конце января 1920 г. в Петрограде. Постоянный бронзовый монумент появился в 1928 г., 17 февраля. Памятник установлен перед Центральным НИИ рентгено-радиологического института, который в настоящее время является кафедрой рентгенологии при Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. ак. И. П. Павлова. После смерти ученого в 1923 г. его имя было присвоено улице Петрограда. В честь физика назван химический элемент, порядковый номер которого - 111. Его имя присвоено единице экспозиционной дозы ионизирующего фотонного излучения. В 1964 г. в честь ученого был назван кратер на обратной стороне спутника Земли. На многих языках, в частности немецком, русском, финском, датском, голландском, сербском, венгерском и пр., излучение, которое было открыто физиком, называется рентгеновским или просто рентгеном. Наименования научных методов и дисциплин, в которых оно используется, также являются производными от имени ученого. Например, существует рентгенология, рентгенография, рентгеновская астрономия и пр.

Заключение

Несомненно, Вильгельм Рентген внес огромный вклад в развитие физики как науки. Страсть к исследованиям сделала ученого известнейшим человеком своей эпохи. Его открытие спустя столько лет продолжает служить на благо человечества. Вся его активность, все силы были направлены на исследования, эксперименты, опыты. Благодаря его достижению медицина и технологические дисциплины шагнули далеко вперед.

Ранним утром 27 марта 1845 года Шарлота Констанца Рентген, жена преуспевающего текстильного торговца Фридриха Конрада Рентгена , разрешилась от бремени сыном. Мальчика назвали Вильгельмом. Когда ему исполнилось 3 года, семья переехала на родину Шарлотты, в голландский город Апельдорн.

В 1862 году Вильгельм поступил в Утрехтскую техническую школу, однако закончить ее ему не удалось по самым что ни на есть объективным причинам. Незадолго до выпуска его исключили из учебного заведения за то, что он отказался «сдать» товарища, нарисовавшего достаточно ехидную карикатуру на одного из школьных преподавателей.

Официальный дальнейший путь в Утрехтский университет при этом для него был закрыт, Однако настырному Вильгельму удалось записаться вольным слушателем и прослушать несколько курсов. А в 1865 году, успешно сдав вступительные экзамены, он поступил на отделение механической инженерии Федерального политехнического университета Цюриха. Уже спустя три года юноша получил степень «доктора философии», но останавливаться на этом не стал, а, по совету своего преподавателя, знаменитого немецкого физика Августа Адольфа Кундта поступил на физическое отделение. Уже через год Рентген блестяще защитил диссертацию, после чего Кундт взял его в свою лабораторию первым ассистентом.

Август Кундт был достаточно активным ученым. Вскоре он, вместе с ассистентом, переехал в Гиссен, а в 1871 году, получив кафедру физики в местном университете, перебрался в Вюрцбург, естественно.

Год спустя, 19 января 1872 года 27-летний Вильгельм, наконец, решился обзавестись семьей. Со своей избранницей, Анной Бертой Людвиг он был знаком уже много лет. Это была дочь цюрихского ресторатора, у которого он, еще будучи студентом, брал пансион.

Фрау Рентген, жена Вильгельма Конрада Рентгена. Фото: www.globallookpress.com

Но статус женатого человека никак не сказался на мобильности молодого специалиста. В 1874 году он, вместе со своим учителем, перебрался в Страсбург, в университете которого получил должность лектора, в 1875 перешел в Академию сельского хозяйства в Гогенхайме, где получил должность «полного профессора физики», а в 1876 вернулся в Страсбург, где целых три года читал лекции по теоретической физике.

Следующим пунктом его деятельности стал опять Гиссен, бывший некогда их первым, совместным с Кундтом, объектом. Однако теперь он прибыл сюда уже как самостоятельное лицо, профессором кафедры физики.

Между тем, в личной жизни у Вильгельма все шло удачно, за исключением одного: супруга никак не могла принести ему ребенка. Но детей Рентгены желали очень и в 1881 году удочерили племянницу, 6-летнюю Жозефину Берту Людвиг .

В Гиссене профессор Рентген проработал 6 лет. Успешного физика приглашали в университеты Иены и Утрехта, но на этот раз он храбро отказывался от заманчивых предложений. Однако, когда в конце августа 1888 года принц Луитпольд предложили ему не только возглавить кафедру физики Вюрцбургского университета, но и стать директором созданного при нем физического института, он не выдержал, и, вместе с семьей, перебрался в Вюрцбург. Тут он проявил себя настолько замечательно, что через шесть лет его почти единогласно избрали ректором университета.

Вильгельм Рентген на рабочем месте. Фото: www.globallookpress.com

Круг его научных интересов был чрезвычайно широк. Если судить по публикациям, Вильгельм Рентген занимался теплопроводностью кристаллов, сжимаемостью воды, электрическими свойствами кварца, электромагнитным вращением плоскости поляризации света в газах. Среди коллег он слыл «тонким классическим физиком-экспериментатором». Все это время он как будто на ощупь шел к главному своему открытию. Которое могло бы и не состояться, если бы не рассеянность ученого, ни его внимательность и не его любознательность.

8 ноября 1895 года в своей лаборатории доктор Рентген экспериментировал с электрическими разрядами в стеклянных вакуумных трубках. Как обычно, эксперименты продолжались до глубокой ночи. Когда стрелки на часах вплотную подошли в верхней отметке, Вильгельм вспомнил, что его ждут в семье, с огромным сожалением прикрыл черным картонным чехлом основной рабочий инструмент - катодную трубку, и погасил в помещении свет.

Перед тем, как выйти, он опять же с сожалением оглядел покидаемое пространство науки. Лаборатория сияла темнотой, но темнота эта была подозрительно неполноценна. Сначала ученый не мог понять, что его в ней смущает, но потом, приглядевшись, заметил на экране из синеродистого бария светящееся пятно непонятной природы. Вне всякого сомнения это был отблеск какого-то светового луча, отражавшегося от зеркала или исходившего из какого-нибудь отверстия. В принципе, на него можно было не обращать внимания, тем более, что к проводимым экспериментам это пятно не могло иметь никакого отношения, время было позднее, а сам ученый был голоден.

Но Вильгельм решил разобраться с вопросом. Не зажигая свет, он попытался определить источник пятна, однако это долгое время ему не давалось. Листы картона, которыми ученый пытался «поймать» луч не действовали: пятно продолжало оставаться на экране, никак не проявляясь на листах. Тогда Вильгельм начал манипулировать с самим экраном, перемещая его по лаборатории. Таким образом он довольно быстро установил, что источник находится под тем самым черным картонным чехлом, которым он четверть часа назад накрыл катодную трубку. Подняв его, он едва не выругался (спасла от этого ученого только глубочайшая культура).

Оказывается, собираясь уходить, он забыл отключить питание катодной трубки. Если бы он просто ушел, то к завтрашнему дню гальванические батареи пришлось бы менять. Но теперь для Рентгена уже не это было важно. Он почувствовал, что находится на пороге чрезвычайно важного открытия. Не выключая трубку, он снова прикрыл ее совершенно непрозрачным и достаточно плотным чехлом. Пятно на экране продолжало светиться так же, как будто никакого препятствия между ним и трубкой не было. Ни о каком возвращении домой уже не могло быть и речи.

По крайней мере, в ближайшие часы. Всю ночь ученый, предусмотрительно послав к жене дежурного с запиской, занимался тем, что ставил на пути неведомого и невидимого луча различные препятствия и препоны и наблюдал за тем, как он на них реагирует. Оказалось, что создаваемый работающей трубкой луч, который Рентген быстро про себя окрестил Х-лучом, практически беспрепятственно проходит через множество материалов.

Через множество, но не через все

«Если пропускать разряд большой катушки Румкорфа через трубку Гитторфа, Крукса, Ленарда или другой подобный прибор, - писал он позже в своей первой, посвященной лучам, работе «О новом роде лучей», - то наблюдается следующее явление. Кусок бумаги, покрытой платиносинеродиотым барием, при приближении к трубке, закрытой достаточно плотно прилегающим к ней чехлом из тонкого черного картона, при каждом разряде вспыхивает ярким светом: начинает флюоресцировать. Флюоресценция видна при достаточном затемнении и не зависит от того, подносить ли бумагу стороной покрытой или не покрытой платиносинеродистым барием. Флюоресценция заметна еще на расстоянии двух метров от трубки.

Легко убедиться, что причины флюоресценции исходят именно от разрядной трубки, а не от какого-нибудь места проводки.

По поводу этого явления проще всего предположить, что черный картон, непрозрачный ни для видимых и ультрафиолетовых лучей солнца, ни для лучей электрической дуги, пронизывается каким-то агентом, вызывающим энергичную флюоресценцию. В таком случае нужно прежде всего исследовать, обладают ли этим свойством и другие тела. Легко найти, что все тела проницаемы для этого агента, но в различной степени. Я приведу несколько примеров. Бумага обладает большой проницаемостью: за переплетенной книгой приблизительно в 1000 страниц я еще вполне свободно различал свечение флюоресцирующего экрана; типографская краска не представляет заметного препятствия. Такова же была флюоресценция за двойной колодой игральных карт. Одна карта, помещенная между трубкой и экраном, производит почти незаметное для глаза действие.

Рентгенограмма руки с кольцом. 1895 год. Фото: www.globallookpress.com

Лист станиоля также почти незаметен. И если только сложить вместе несколько листов, то на экране ясно видна их тень.

Толстые куски дерева еще проницаемы. Еловые доски толщиной от двух до трех сантиметров поглощают очень мало.

Алюминиевая пластинка около 15 мм толщиной сильно ослабляла, но еще не вполне уничтожала флюоресценцию.

Диски из эбонита толщиной в несколько сантиметров еще пропускают лучи.

Стеклянные пластинки одинаковой толщины действуют различно в зависимости от того, содержится в них свинец (флинтглас) или нет. Первые значительно менее проницаемы, чем вторые?

Если держать между разрядной трубкой и экраном руку то видны темные тени костей в слабых очертаниях тени самой руки».

Небывалой интенсивности исследования продолжались полтора месяца. Проводились они в условиях глубочайшей секретности. Единственным посвященным человеком была жена Рентгена, Анна, его верная помощница. Секретность была связана вовсе не с тем, что ученый боялся кражи «интеллектуальной собственности». Рентген был глубочайшим противником введения «прав на открытия». Он всю жизнь считал науку делом общечеловеческим и принципиально не оформлял патенты на свои открытия и изобретения. В том числе, кстати, и на Х-лучи. Просто все то, что он теперь наблюдал, было настолько невероятным, что он боялся, что коллеги поймут его неверно, если он не распишет новое явление во всех возможных подробностях.

Но и особо затягивать с рассказом об открытии он не хотел. Статья, начало которой вы прочитали чуть выше, была написана уже в середине декабря, а 28 числа она уже вышла в виде отдельной брошюры, экземпляры которой ученый разослал ведущим физикам мира. Тут же, в брошюре был напечатан и первый рентгеновский снимок кисти руки человека с явно выделяющимся кольцом на безымянном пальце. Человеком этим, как выяснилось позже, была Анна Берта.

Открытие немецкого ученого завоевало мир почти мгновенно. Первый медицинский рентгеновский снимок закрытого перелома кости руки американские ученые сделали уже 20-го января 1896-го года, менее чем через месяц после публикации. Новое открытие было настолько же простым, насколько и невероятным, тем более, что природу лучей разгадать пока никто не мог. Десятки и сотни лабораторий во всех концах света повторяли и перепроверяли эксперименты Рентгена, а журналы и газеты выдавали на-гора тысячи статей, одна круче другой. Дам пугали тем, что немецкий доктор изобрел прожектор, который показывает все, что есть под платьем. Мужчин – тем, что новый прибор может «видеть сквозь стены». На публичные лекции, в ходе которых демонстрировалось действие лучей, народ валил толпами. Джозеф Томсон, проводя в Кембридже опыты с Х-лучами, пришел к открытию электрона.

Экспериментировали с ними и другие великие физики, такие, как создатель первой в России физической школы Николай Лебедев и изобретатель радио Александр Попов .

Сам же Рентген, написав еще две посвященных лучам статьи, уже к 1897 году полностью к ним охладел, и переключился на другие проблемы. Его настолько утомляла внезапно обрушившаяся на него слава, что он теперь старался напротив всеми путями показать, что, в сущности, ничего такого особенного он не совершил. И в доказательство этого упорно отказывался от множества предлагаемых наград и почетных званий. Когда принц-регент Баварии наградил его орденом, дававшим право на дворянство, орден ученый, дабы не обидеть высокопоставленную особу, принял, а вот от дворянства отказался категорически, заявив, что он его еще не заслужил. Поэтому, конечно, шведская королевская академия, присуждая Рентгену в 1901 году первую в истории науки Нобелевскую премию в области физики «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии замечательных лучей, названных впоследствии в его честь», в определенной степени рисковала.

Ведь отказ от ее получения сильно повредил бы ее репутации. Но тут Вильгельм пошел навстречу научному сообществу, и премию принял с благодарностью. Однако, приехать лично на ее вручение он, сославшись на ужасную занятость, он категорически отказался, а нобелевскую речь вместо него сказал член Шведской академии наук К.Т. Одхнер . «Нет сомнения в том, - заявил он на церемонии, - сколь большого успеха достигнет физическая наука, когда эта неведомая раньше форма энергии будет достаточно исследована». Саму же премию, вместе со всеми причитающимися документами, ученому доставили по почте. Только не в Вюрцбург, а в Мюнхен, где он уже два года как руководил кафедрой физики.

Мюнхенский университет стал его последним местом работы.

И ведь нельзя сказать, что все то, что делал ученый было однозначно хорошо. Он, например, долгое время не верил в существование электрона, и даже запретил подчиненным и ученикам, в числе которых был и замечательный советский (тогда еще русский) физик Абрам Федорович Иоффе его упоминание. Долгое время он отказывался верить в волновую природу открытых им лучей. Однако во всех случаях он, в конце концов, признавал свои ошибки.

Он был совершенным бессребреником, готовым за идею отдать последний пиджак. Когда во время первой мировой войны правительство Германии призвало людей помочь государству кто чем может, он отдал все свои сбережения, включая и Нобелевскую премию.

В 1919 году после долгой болезни умерла его жена Анна. Вильгельм же продолжал работать в Мюнхенском университете. Только после того, как ему исполнилось 75 лет и он уже по закону не мог оставаться на должности, Рентген 1 апреля 1920 года согласился уйти в отставку.

10 февраля 1923 года, после длительной и тяжелой болезни, Вильгельм Конрад Рентген скончался в Мюнхене от рака кишечника. По завещанию его похоронили на Старом кладбище в Гиссене, где уже покоились его родители. Имущество он передал городу Вальдхайм (Верхняя Бавария), где у него был небольшой охотничий замок. Тут же, в завещании он велел душеприказчикам уничтожить все свои научные записи. Неизвестно, чем руководствовался ученый, когда вписывал в «духовную» этот пункт, но он был выполнен, поэтому до нас дошло не так много написанных им документов.

Первый памятник был поставлен Вильгельму Рентгену в Санкт-Петербурге перед зданием Центрального научно-исследовательского рентгенорадиологического института (сегодня - кафедра рентгенологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П. Павлова) 29 января 1920 года. За три года до его смерти.

Имя: Вильгельм Конрад Рентген

Государство: Германия

Сфера деятельности: Наука, физика

Величайшее достижение: Изучил и описал гамма-излучение, изобрел прибор, который позже в честь него и назвали

Наверное, ни одна больница не обходится сейчас без рентгена. Увидеть человеческое тело как бы изнутри – поистине революционное открытие, которое перевернуло все понятия о науке. И благодарить за то, что мы можем видеть внутренние повреждения, мы должны немецкого физика, который и дал имя своему творению – Вильгельма Рентгена.

8 ноября 1895 года он создал и обнаружил электромагнитное излучение в диапазоне длин волн, известном сегодня как рентгеновские лучи — достижение, за которое он получил первую Нобелевскую премию по физике в 1901 году. Он также считается отцом диагностической радиологии, медицинской области, в которых излучение используется для получения изображений для диагностики травм и болезней. Несмотря на оглушительный успех его детища, он отказался от большинства почестей и выступлений, которые могли бы повысить его популярность. Вместо того, чтобы использовать свое открытие для достижения личного богатства, он заявил, что хочет, чтобы его исследования принесли пользу человечеству. Таким образом, он не запатентовал свое открытие и пожертвовал Нобелевскую премию своему университету для продвижения научных исследований.

Ранняя жизнь и образование

Вильгельм Конрад Рентген родился 17 марта 1845 года в городе Леннеп, Германия. Семья переехала в Апелдоорн в Голландию, когда будущему гению было три года (его мать была голландкой по происхождению). Свое раннее образование он получил в Институте Мартинуса Германа Ван Дорна.

Позднее он поступил в техникум Утрехта, из которого был исключен за создание смешной картинки на одного из учителей. Аттестата об окончании школы он не получил, и поступление в университет для Вилли теперь осложнилось. В 1865 году он попытался поступить в университет, но безуспешно. Судьба дала ему шанс попытаться получить образование в Цюрихе, в политехническом институте. Рентген начал обучение там в качестве студента на факультете машиностроения. В 1869 году он окончил его с докторской степенью.

Карьера

После окончания образования Вильгельм работал преподавателем физики в различных университетах Германии. Какое-то время Рентген всерьез рассматривал возможность эмиграции в США (тем более там жили его родственники). Ему даже поступило предложение от Колумбийского университета. Но все планы смешала . Вильгельм остался в Германии до конца своей карьеры, которая в конце 19 века сделала революционный виток.

Открытие рентгеновских лучей

Свое главное открытие Вильгельм совершил, когда ему было около 50 лет. Настоящий трудоголик, он каждый день до ночи сидел в лаборатории и проводил опыты. Однажды вечером он пропускал ток в катодной трубке, закрытой черным картоном. Рядом находился небольшой бумажный экран, покрытый кристаллами. От тока он начал светиться легким зеленым светом.

Как только Рентген выключил ток, свечение прекратилось. Включил – все повторилось. Он не знал пока, что это такое, и назвал свечение икс-лучами. Во второй половине дня 8 ноября 1895 года Рентген решил проверить свою идею. Он тщательно сконструировал черное картонное покрытие, похожее на то, которое он использовал на трубке ранее. Ученый затемнил комнату, чтобы проверить прозрачность его картона, использованного в опытах. Как потом открыл Рентген, лучи обладают способностью проникать через плотные и непрозрачные материалы, не преломляются. Интенсивность свечения зависела и от исходных материалов и их плотности.

В последующие недели ученый старался все дни и ночи проводить в лаборатории, там же ел и спал – ему необходимо было раскрыть загадку свечения. Как ни странно, но Рентген не был первым, кто открыл данный тип излучения. И он не работал один. Коллеги-физики в разных странах мира постоянно проводили различные опыты. На самом деле, рентгеновские лучи впервые были произведены в Университете Пенсильвании двумя годами ранее. Однако исследователи не осознали значимость своего открытия, тем самым потеряв возможность признания одного из величайших открытий физики всех времен. Идея долгие годы была о том, что Рентген случайно заметил, что экран с кристаллами бария искажает изображение.

Первое время его исследования держались в тайне – ведь мог быть и отрицательный результат, а это потеря репутации. Поэтому Рентген долгое время никому не рассказывал о своих опытах, даже жене, с которой обычно делился всеми деталями работы. Однако успех был оглушительный, и Вильгельм даже написал статью о своем открытии.

Оригинал статьи «о новом виде рентгеновского излучения» (über eine neue Art von Strahlen) был опубликован спустя 50 дней 28 декабря 1895 года. 5 января 1896 года австрийская газета сообщила об открытии ученым нового типа излучения. Рентген был удостоен почетной степени доктора медицины Университета Вюрцбурга после его открытия. Хотя ему предложили много других почестей и приглашений выступить и заработать денег, он отказался от большинства из них.

Принятие Рентгеном почетного звания в области медицины свидетельствует не только о его лояльности к своему университету, но и о его ясном понимании значимости его вклада в совершенствование медицинской науки. В период с 1895 по 1897 год он опубликовал в общей сложности три статьи по рентгеновскому излучению. Ни один из его выводов до сих пор не был доказан ложным. Сегодня Рентген считается отцом диагностической радиологии, медицинской специальности, которая использует визуализацию для диагностики травм и заболеваний.

В 1901 году Рентген был удостоен первой Нобелевской премии по физике. Ученый пожертвовал 50,000 крон (весь призовой фонд) своему университету с целью научных исследований. Профессор Рентген, получив Нобелевскую премию, высказал простые и скромные замечания, пообещав: «… продолжать научные исследования, которые могли бы принести пользу человечеству».

Последние годы жизни

С 1872 года он жил в браке с Анной Людвиг. Своих детей у супругов не было, и ученый все внимание отдавал приемной дочери (которая приходилась племянницей жене). Супруга умерла в 1919 году, и до самой своей смерти от рака ученый прожил в одиночестве. Скончался Вильгельм 10 февраля 1923 года и похоронен в Гессене. Наследие немецкого физика живет до сих пор.

(1845-1923) немецкий физик

Будущий знаменитый физик родился в небольшом городке близ Дюссельдорфа в Пруссии в семье торговца текстильными товарами. Когда мальчику исполнилось три года, семья переехала в голландский город Аппельсдорн, на родину его матери. Там и прошли детские годы Вильгельма.

Окончив школу, Вильгельм Рентген поступил в Утрехтскую техническую школу, но был оттуда исключен за то, что отказался назвать имя товарища, нарисовавшего карикатуру на одного из преподавателей. После этого юноша уехал в Швейцарию и поступил в Высшую техническую школу в Цюрихе.

На последнем курсе на него обратил внимание известный физик Август Кундт. После окончания школы Рентген поступил ассистентом в его лабораторию. Получив кафедру в Баварском университете в Вюрцбурге, Кундт взял его с собой.

В 1872 году они вместе перешли в Страсбургский университет, где в 1874 году Вильгельм Конрад Рентген получил звание профессора. В 1888 году он вернулся в Вюрцбург, где был назначен директором физического института и ректором университета. Именно там он начал эксперименты с электрическим разрядом в вакууме, используя стеклянную трубку с электродами, изобретенную английским физиком Круксом. В то время было известно, что она испускает какие-то неизвестные лучи, названные катодными.

8 ноября 1895 года Вильгельм Рентген обнаружил, что катодные лучи вызывают свечение экрана, покрытого солями бария. При этом лучи легко проходили даже сквозь черную бумагу, которой была обернута трубка.

В ходе дальнейших экспериментов Рентген установил, что свечение экрана сохранялось даже на расстоянии более двух метров от трубки. Таким образом, он сделал вывод, что имеет дело не с катодными лучами, а с каким-то неизвестным видом излучения, и назвал их икс-лучами.

Затем Вильгельм Конрад Рентген установил, что эти лучи не могут проходить сквозь свинец, а также сделал второе открытие, заметив, что кости его руки отбрасывали на экран более плотную тень, чем мягкие ткани. Вскоре он обнаружил, что открытые им лучи вызывают потемнение фотопластинок, аналогичное их экспозиции в фотокамере. Экспериментируя с различными веществами, Вильгельм Рентген установил, что икс-лучи могут проходить почти через все предметы, но различная толщина по-разному ослабляет их.

Первое сообщение об этом открытии вызвало широкий интерес в научных кругах. Результаты экспериментов Рентгена были подтверждены другими учеными, и лучи были названы его именем. Почти сразу же рентгеновскими лучами заинтересовались врачи, поскольку это было важным средством диагностики.

Но рентгеновские лучи оказались и важным инструментом для физических исследований. Немецкий физик Макс Лауэ предположил, что они аналогичны свету, но имеют более короткую длину волны. Эта гипотеза была подтверждена в 1913 году немецкими физиками Вальтером Фридрихом и Паулем Книппингом, заложившими основы новой науки - рентгеновской оптики. Они впервые наблюдали дифракцию рентгеновских лучей на кристаллических решетках. Обнаружение рентгеновских лучей значительно продвинуло вперед и изучение строения атома. Так открытие Рентгена стало составной частью революции в физике, происходившей в XX веке. Впоследствии оказалось, что рентгеновские лучи распространяются и в космосе. Но этими явлениями занялась особая наука - рентгеновская астрономия.

Ученый опубликовал еще две статьи об этих лучах, но сенсационность, с которой газеты и журналы писали о его открытии, претила ему, и он стал заниматься другими областями физики. Рентген не очень любил публиковать результаты своих экспериментов и за всю жизнь написал лишь 58 статей. Любопытно, что он так и не запатентовал свое открытие и отказался от вознаграждения.

В 1899 году Вильгельм Конрад Рентген переехал в Мюнхен, где и прожил до конца жизни. Там в 1901 году он узнал о том, что стал первым лауреатом Нобелевской премии по физике. Вслед за премией ученый был удостоен множества научных наград в разных странах мира.

Вильгельм Рентген был скромным, застенчивым человеком и не любил привлекать к себе внимание. В 1872 году он женился на дочери владельца пансиона, где жил в то время. У него не было детей, и в 1881 году он удочерил свою шестилетнюю племянницу. В 1920 году Вильгельм Конрад Рентген потерял жену и вскоре вышел в отставку.

Имя этого великого ученого сохраняется в названиях приборов, разделов физики, научных категорий.

Вильгельм Конрад Рентген. Открытие Х-лучей

Рентген Вильгельм Конрад Вильгельм Конрад Рентген родился 17 марта 1845 г. в пограничной с Голландией области Германии, в г. Ленепе. Он получил техническое образование в Цюрихе в той самой Высшей технической школе (политехникуме), в которой позже учился Эйяштейн. Увлечение физикой заставило его после окончания школы в 1866 г. продолжить физическое образование.

Защитив в 1868 г. диссертацию на степень доктора философии, он работает ассистентом на кафедре физики сначала в Цюрихе, потом в Гисене, а затем в Страсбурге (1874-79) у Кундта. Здесь Рентген прошел хорошую экспериментальную школу и стал первоклассным экспериментатором. Он производил точные измерения отношения Ср/Су для газов, вязкости и диэлектрической проницаемости ряда жидкостей, исследовал упругие свойства кристаллов, их пьезоэлектрические и пироэлектрические свойства, измерял магнитное поле движущихся зарядов (ток Рентгена). Часть важных исследований Рентген выполнил со своим учеником, одним из основателей советской физики А. Ф. Иоффе.

Научные исследования относятся к электромагнетизму, физике кристаллов, оптике, молекулярной физике.

В 1895 открыл излучение с длиной волны, более короткой, нежели длина волны ультрафиолетовых лучей (X-лучи), названное в дальнейшем рентгеновскими лучами, и исследовал их свойства: способность отражаться, поглощаться, ионизировать воздух и т. д. Предложил правильную конструкцию трубки для получения Х-лучей - наклонный платиновый антикатод и вогнутый катод: первый сделал фотоснимки при помощи рентгеновских лучей. Открыл в 1885 магнитное поле диэлектрика, движущегося в электрическом поле (так называемый “рентгенов ток”). Его опыт наглядно показал, что магнитное поле создается подвижными зарядами, и имел важное значение для создания X. Лоренцем электронной теории. Значительное число работ Рентгена посвящено исследованию свойств жидкостей, газов, кристаллов, электромагнитных явлений, открыл взаимосвязь электрических и оптических явлений в кристаллах. За открытие лучей, носящих его имя, Рентгену в 1901 первому среди физиков была присуждена Нобелевская премия.

С 1900 г. и до последних дней жизни (умер он 10 февраля 1923 г.) он работал в Мюнхенском университете.

Открытие Рентгена

Конец XIX в. ознаменовался повышенным интересом к явлениям прохождения электричества через газы. Еще Фарадей серьезно занимался этими явлениями, описал разнообразные формы разряда, открыл темное пространство в светящемся столбе разреженного газа. Фарадеево темное пространство отделяет синеватое, катодное свечение от розоватого, анодного.

Дальнейшее увеличение разрежения газа существенно изменяет характер свечения. Математик Плюкер (1801-1868) обнаружил в 1859г., при достаточно сильном разрежении слабо голубоватый пучок лучей, исходящий из катода, доходящий до анода и заставляющий светиться стекло трубки. Ученик Плюкера Гитторф (1824-1914) в 1869 г. продолжил исследования учителя и показал, что на флюоресцирующей поверхности трубки появляется отчетливая тень, если между катодом и этой поверхностью поместить твердое тело.

Гольдштейн (1850-1931), изучая свойства лучей, назвал их катодными лучами (1876 г.). Через три года Вильям К рук с (1832-1919) доказал материальную.природу катодных лучей и назвал их “лучистой материей”-веществом, находящимся в особом четвертом состоянии. Его доказательства были убедительны и наглядны. Опыты с “трубкой Крукса” демонстрировались позже во всех физических кабинетах. Отклонение катодного пучка магнитным полем в трубке Крукса стало классической школьной демонстрацией.

Однако опыты по электрическому отклонению катодных лучей не были столь убедительными. Герц не обнаружил такого отклонения и пришел к выводу, что катодный луч - это колебательный процесс в эфире. Ученик Герца Ф. Ленард, экспериментируя с катодными лучами, в 1893 г. показал, что они проходят через окошечко, закрытое алюминиевой фольгой, и вызывают свечение в пространстве за окошечком. Явлению прохождения катодных лучей через тонкие металлические тела Герц посвятил свою последнюю статью, опубликованную в 1892 г. Она начиналась словами:

“Катодные лучи отличаются от света существенным образом в отношении способности проникать через твердые тела”. Описывая результаты опытов по прохождению катодных лучей через золотые, серебряные, платиновые, алюминиевые и т.д. листочки, Герц отмечает, что он не наблюдал особых отличий в явлениях. Лучи проходят через листочки не прямолинейно, а дифракционно рассеиваются. Природа катодных лучей все еще оставалась неясной.

Вот с такими трубками Крукса, Ленарда и других и экспериментировал Вюрцбургский профессор Вильгельм Конрад Рентген в конце 1895 г. Однажды по окончании опыта, закрыв трубку чехлом из черного картона, выключив свет, но не выключив еще индуктор, питающий трубку, он заметил свечение экрана из синеродистого бария, находящегося вблизи трубки. Пораженный этим обстоятельством, Рентген начал экспериментировать с экраном. В своем первом сообщении “О новом роде лучей”, датированном 28 декабря 1895 г., он писал об этих первых опытах: “Кусок бумаги, покрытой платиносинеродистым барием, при приближении к трубке, закрытой достаточно плотно прилегающим к ней чехлом из тонкого черного картона, при каждом разряде вспыхивает ярким светом: начинает флюоресцировать. Флюоресценция видна при достаточном затемнении и не зависит от того, подносим ли бумагу стороной, покрытой синеродистым барием или не покрытой синеродистым барием. Флюоресценция заметна еще на расстоянии двух метров от трубки”.

Тщательное исследование показало Рентгену, “что черный картон, не прозрачный ни для видимых и ультрафиолетовых лучей солнца, ни для лучей электрической дуги, пронизывается каким-то агентом, вызывающим флюоресценцию”. Рентген исследовал проникающую способность этого “агента”, который он для краткости назвал “Х-лучи”, для различных веществ. Он обнаружил, что лучи свободно проходят через бумагу, дерево, эбонит, тонкие слои металла, но сильно задерживаются свинцом.

Затем он описывает сенсационный опыт:

“Если держать между разрядной трубкой и экраном руку, то видны темные тени костей в слабых очертаниях тени самой руки”. Это было первое рентгеноскопическое исследование человеческого тела. Рентген получил и первые рентгеновские снимки, приложив их к своей руке.

Эти снимки произвели огромное впечатление; открытие еще не было завершено, а уже начала свой путь рентгенодиагностика. “Моя лаборатория была наводнена врачами, приводившими пациентов, подозревавших, что они имеют иголки в разных частях тела”,- писал английский физик Шустер.

Уже после первых опытов Рентген твердо установил, что Х-лучи отличаются от катодных, они не несут заряда и не отклоняются магнитным полем, однако возбуждаются катодными лучами. “...Х-лучи не идентичны с катодными лучами, но возбуждаются ими в стеклянных стенках разрядной трубки”,- писал Рентген.

Он установил также, что они возбуждаются не только в стекле, но и в металлах.

Упомянув о гипотезе Герца - Ленарда, что катодные лучи “есть явление, происходящее в эфире”, Рентген указывает, что “нечто подобное мы можем сказать и о наших лучах”. Однако ему не удалось обнаружить волновые свойства лучей, они “ведут себя иначе, чем известные до сих пор ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные лучи”. По своим химическим и люминесцентным действиям они, по мнению Рентгена, сходны с ультрафиолетовыми лучами. В первом сообщении он высказал оставленное потом предположение, что они могут быть продольными волнами в эфире.

Открытие Рентгена вызвало огромный интерес в научном мире. Его опыты были повторены почти во всех лабораториях мира. В Москве их повторил П. Н. Лебедев. В Петербурге изобретатель радио А. С. Попов экспериментировал с X-лучами, демонстрировал их на публичных лекциях, получая различные рентгенограммы. В Кембридже Д. Д. Томсон немедленно применил ионизирующее действие рентгеновских лучей для изучения прохождения электричества через газы. Его исследования привели к открытию электрона.