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».
Личная жизнь
Еще во время пребывания в Цюрихском университете Вильгельм Рентген (1845-1923) встретил свою будущую супругу — Анну Берту Людвиг. Она была дочерью владелицы пансиона при институте, так что сталкиваться в свое время им приходилось довольно часто. В 1872 году они поженились. Супруги очень нежно относились друг к другу и хотели детей. Однако Анне никак не удавалось забеременеть, и тогда они удочерили осиротевшую шестилетнюю девочку, племянницу фрау Берты.
Безусловно, понимая всю важность работы мужа, жена на финальных этапах исследований старалась следить, чтобы он вовремя ел и отдыхал, в то время как ученый всецело отдавался работе, забывая о собственных нуждах. Эти долготерпение и работа были вознаграждены сполна — именно супруга послужила своеобразной моделью для демонстрации открытия: изображение ее руки с кольцом облетело весь мир.
В 1919 году, когда любимой жены не стало, а приемная дочь вышла замуж, Вильгельму было уже 74 года. Несмотря на всемирную славу, он чувствовал себя страшно одиноким, внимание посторонних его даже тяготило. Кроме того, он сильно нуждался, передав все средства правительству во время Первой мировой войны. После смерти супруги он и сам прожил довольно мало, скончавшись в начале 1923 года от рака — результата постоянного взаимодействия с лучами, открытыми им же.
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.
Признание
Открытие вызвало настоящий ажиотаж, который был совершенно не понятен ученому. Вместо продолжения исследований Рентген Вильгельм был вынужден рассматривать и отклонять бесконечные предложения немецких и американских коммерсантов, предлагавших ему сконструировать различные приборы на основе икс-излучения. Журналисты тоже не давали ученому работать, постоянно назначая встречи и интервью, и каждый из них задавал вопрос о том, почему Рентген не хочет получить патент на свое открытие. Каждому из них он отвечал, что считает лучи достоянием всего человечества и не чувствует себя вправе ограничивать его использование в благих целях.
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.
Применение
Когда Вильгельм Рентген открыл рентгеновские лучи и показал, на что они способны, это буквально взорвало общество. До этого момента заглянуть внутрь живого человека, увидеть его ткани, не разрезая и не повреждая их, было невозможно. А рентгеновское излучение показало, как выглядит человеческий скелет в комплексе с остальными системами. Медицина стала первой и основной обастью, где были применены открытые лучи. С их помощью врачам стало гораздо проще диагностировать любые проблемы опорно-двигательного аппарата, а также оценивать тяжесть травм. Позднее икс-излучение стали применять и для лечения некоторых заболеваний.
Кроме того, эти лучи применяются для выявления дефектов в металлических изделиях, а еще с их помощью может быть выявлен химический состав тех или иных материалов. В искусствоведении также используются икс-лучи, с помощью которых можно посмотреть, что скрывается под верхними слоями краски.
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.
Интересные факты об открытии
Сразу после выхода статьи появилось огромное количество ловких дельцов, утверждавших, что с помощью икс-излучения можно заглянуть в человеческую душу. Более приземленные рекламировали приборы, якобы позволяющие видеть сквозь одежду. Например, в США Эдисону заказали разработку театральных биноклей с использованием излучения. И хотя идея провалилась, это вызвало немалый переполох. А коммерсанты, торговавшие одеждой, рекламировали свои изделия, утверждая, что их товар не пропускает лучи, и женщины могут чувствовать себя в безопасности, чем существенно повышали продажи. Все это страшно докучало ученому, который просто хотел продолжать свои научные изыскания.
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.
Основные направления
Как и любой ученый, Вильгельм работал в самых разных научных областях. В основном немецкий физик Рентген интересовался некоторыми свойствами кристаллов, занимался изучением связи между электрическими и оптическими явлениями в них, а также проводил исследования магнетизма, на которых позднее основывалась электронная теория Лоренца. И кто знал, что изучение кристаллов позднее принесет ему всемирное признание и множество наград?
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.
Наследие и память
Все из той же скромности Рентген Вильгельм назвал свое открытие крайне просто — икс-излучение. Это название прижилось, однако ученик исследователя, российский физик Абрам Иоффе, со временем ввел понятие, увековечившее фамилию ученого. Термин «рентгеновские лучи» в иностранной речи используется сравнительно редко, но все же встречается.
В 1964 году его именем был назван один из кратеров на обратной стороне луны. В его честь также названа одна из единиц измерения ионизирующего излечения. Во многих городах есть улицы, названные его фамилией, а также памятники. Существует даже целый музей, располагающийся в доме, где в детстве жил Рентген. Биография этого человека, возможно, не изобилует интересными подробностями, но прекрасно иллюстрирует, что достичь высоких результатов можно за счет усердия и упорства, а также внимательности.
