Röntgeniteadlane. Röntgen Wilhelm: elulugu, avastused, huvitavad faktid elust

Radiograafiliste uuringute ajalugu algab 1885. aastal. Siis registreeris Wilhelm Roentgen esimesena fotoplaatide pimenemise, mis toimus spetsiaalse spektri kiirguse mõjul. Samal ajal avastas teadlane, et kui inimese keha mõnda osa kiiritatakse, jääb fotoplaadile skeleti pilt. See avastus oli meditsiinilise pildistamise alus. Enne seda polnud inimese elu jooksul võimalik siseorganeid ja -kudesid uurida.

Röntgenikiirte avastamine

Wilhelm Roentgen tegi kogu oma elu avastuse juba täiskasvanueas. Omades harjumust viibida hilja oma laboris, mis töötas Würzburgi ülikooli füüsikaosakonnas, märkas teadlane, et kui katoodi torule, mis oli igast küljest paksu musta paberiga suletud, rakendati jõudu, hakkasid baariumi plaatinatsüaniidi kristallid hõõguma.

Wilhelm Konrad Roentgen

See mõju huvitas Roentgenit ja ta jätkas oma uurimistööd, mille tulemusel avastati X-kiirgus. Füüsik leidis, et nende spetsiaalsete kiirte allikas on katoodkiirguse kokkupõrke koht torus oleva takistusega. Oma katseid jätkates leiutas Roentgen spetsiaalse disainilahenduse, mis oli varustatud lameda anoodiga. See võimaldas röntgenvoo intensiivistumist. Selle aparaadiga töötades kirjeldas teadlane kiirte omadusi, mida hiljem nimetati röntgeniks

X-kiirguse füüsikalised omadused

Tänu Roentgeni uurimistööle eriomadused x-kiirgus. Nii sai selgeks, et see suudab tungida läbi mitmesuguste läbipaistmatute materjalide, ilma et nad samal ajal peegelduksid või refrääniksid. Lisaks ei saa kiirgust polariseerida ega difraktsiooni. Erilist tähelepanu tuleks pöörata asjaolule, et röntgenikiirgus on inimese kehale kahjulik. Teadlane ei teadnud seda, seetõttu lagunes tema tervis tõenäoliselt avastatud kiirguse pikaajalise kokkupuute tõttu. Kaasaegsed seadmed võimaldavad tõhusalt kaitsta uuritavat röntgenikiirguse kahjulike mõjude eest, kuid sellegipoolest ei soovitata röntgenuuringut sagedamini kui üks kord aastas.

Radiograafia meditsiinis

Avatud röntgenkiirguse kasutamiseks leiutati spetsiaalne seade, mille kõige mitmekesisemad modifikatsioonid on leidnud rakendust peaaegu kõigis kaasaegse meditsiini valdkondades. Tuleb märkida, et kui inimkeha pehmed koed edastavad kiirte, siis luud ja tahked materjalid, mis mingil põhjusel kehas asuvad, lükatakse edasi. Ja luustiku seisundi ja võõrkehade olemasolu määramiseks kehas töötati välja eraldi suund - fluoroskoopia.

Wilhelm Roentgeni avastus sai 1919. aastaks laialt levinud. Tänu tema uurimistööle hakkasid ilmnema uued meditsiinitööstused - roentgenoloogia, röntgendiagnostika, röntgenstruktuuride analüüs jne. Nende meetodite abil oli võimalik päästa sadade tuhandete inimeste tervis ja elu kogu maailmas. Seetõttu on Roentgeni töö tulemused kahtlemata üks suuremaid saavutusi inimkonna ajaloos.

"Röntgenikiirgus kuulub kõigile, kogu inimkonnale ... Töötab
seostatud röntgenikiirtega, nad ei hakanud minust ega lõppe minuga.
See, mida ma olen teinud, on vaid lüli suures ahelas ... "

(Saksa Wilhelm Conrad Röntgen) - esimene ajaloos laureaat Nobeli preemia (1901), suurim Saksa eksperimentaalfüüsik, Berliini Teaduste Akadeemia liige. Tema nime seostatakse igavesti tema suur avastus - röntgenikiirgus, ilma milleta pole võimatu ette kujutada kaasaegne teadus ja tsivilisatsioon.

Päris 1896. aasta alguses ärritasid sensatsioonilised uudised kõiki maailma ülikoole ja akadeemiaid: mõni vähetuntud saksa professor Wilhelm Konrad Roentgen avastas mõned uued kiired, millel olid märkimisväärsed omadused.

Inimsilm neid ei märganud, kuid nad tegutsesid fotoplaadil ja nende abiga oli võimalik pilte teha isegi täielikus pimeduses. Lisaks võis nende kiirte olemasolu kohta õppida järgmiselt: kui nende teele pandi spetsiaalse keemilise koostisega kaetud paberi- või klaasiekraan, siis hakkas ekraan eredalt särama - fosforiseeruma.

Ja kõige hämmastavam oli see uued kiired läksid enam-vähem vabalt läbi ükskõik millise objekti, näiteks valgus läbi klaasi... Need tungisid läbi tihedalt suletud uste, läbi tühjade vaheseinte, läbi rõivaste ja inimese keha. Kui need olid käega blokeeritud, ilmusid helendavale ekraanile luude tumedad piirjooned - sõrmedega vingerdava luustiku käsi!

Kõigile nööpidele kinnitatavas uhkes mantlis auväärsed inimesed võisid tärnitud rinnatükiga ekraanil näha oma ribisid, selgroogu, kogu oma luustiku varju ja samal ajal kella vesti taskus või pükstesse peidetud rahakotis olevaid münte.

Kohe leidus inimesi, kes on arvanud, et rakendab praktiliselt uusi talasid... Näiteks Ameerikas, näiteks juba neljandal päeval pärast Roentgeni avastamist teadasaamist, kasutas mõni arst neid kiirte abil, et teha kindlaks, kas haavatud keha, tema patsiendi, kehasse on kuul kinni jäänud.

Wilhelm Konrad Roentgen sündis 27. märtsil 1845 Preisimaal Remscheidi lähedal alevikus Lennepis ning oli eduka tekstiilikaupmehe Friedrich Konrad Roentgeni ja Charlotte Constance'i ainus laps.

1848. aastal kolis pere Hollandi linna Apeldoorni, Charlotte'i vanemate kodumaale. Aastal 1862 astus Roentgen Utrechti tehnikumi, kuid saadeti riigist välja, kuna ta keeldus nimetamast sõpra, kes joonistas õpetaja karikatuuri.

Kõrgkooli lõpetamata püüdis Wilhelm sooritada eksamid teises õppeasutuses immatrikuleerimistunnistuse saamiseks, kuid tulemusteta. 1865. aastal läks ta Zürichisse õppima Kõrgemasse Tehnikakooli masinaehitust, kus immatrikuleerimistunnistust ei nõutud.

Heade hinnete eest, mis ta Utrechti tehnikumist tõi, vabastati ta sisseastumiseksamist. Kolme aasta jooksul õppis Roentgen masinaehitust, tundes eriti huvi rakendusmatemaatika ja tehnilise füüsika vastu. Pärast teadusliku ja insenerikursuse läbimist pöördus ta füüsiku A. Kundti soovitusel eksperimentaalfüüsika poole.

Aastal 1869 sai Roentgen doktorikraadi artikli kohta, mis käsitles gaaside teooriat. 1874. aastal järgis ta Kundti Strasbourgi ülikooli. 1875. aastal sooritas ta füüsika ja matemaatika õpetamise õiguse eksamid ning sai professoriks Goenheimi Kõrgemas Põllumajanduskoolis.

Aasta hiljem kolis Konrad Roentgen Strasbourgi ja 1879. aastal sai silmapaistva teadlase Hermann Helmholtzi soovitusel Giesseni ülikoolis professori ametikoha. Siin tegeles ta peamiselt elektromagnetismi ja optikaga ning tegi väga olulise avastuse: Faraday-Maxwelli elektrodünaamika põhjal avastas ta liikuva laengu magnetvälja. Tema teiste selle perioodi tööde hulgas on kvartskristallide füüsika uurimine.

1888. aastal asus Konrad Roentgen tööle Würzburgi ülikoolis füüsikaprofessori ja füüsikainstituudi direktorina, kus ta jätkas uurimistööd paljude probleemide, sealhulgas vee ja elektrilised omadused kvarts. Aastal 1894 valiti ta ülikooli rektoriks ja hakkas samal ajal katoodkiiri uurima.

8. novembri 1895 õhtul töötas Roentgen nagu tavaliselt oma laboris, uurides katoodkiiri. Umbes südaööl hakkas ta väsinuna tundma, et ta lahkub. Labori ümber ringi heites lülitas ta valgust välja ja kavatses äkitselt ukse sulgeda märganud pimedas mingit hõõguvat kohta... Selgub, et baariumi sünergistlik ekraan säras. Miks see hõõgub? Päike oli loojunud juba ammu, elektrivalgus ei saanud hõõguda, katooditoru oli välja lülitatud ja lisaks oli see kaetud musta papist korpusega. Roentgen vaatas veel kord katooditoru ja tegi endale etteheiteid, et unustas selle välja lülitada. Lüliti järele vajunud, lülitas teadlane vastuvõtja välja. Samuti kadus ekraani sära; lülitas toru sisse, kuma ilmus ikka ja jälle. Nii on kuma põhjustatud katooditorust! Aga kuidas? Lõppude lõpuks lükkavad katoodkiired katte abil edasi ja meetri pikkune õhuvahe toru ja ekraani vahel on neile soomuseks. Nii algas avastuse sünd.

Olles toibunud hetkelisest hämmastusest, asus Roentgen õppima avastatud nähtus ja uued kiired, mida ta nimetas röntgenikiirguseks. Jättes korpuse tuubi nii, et katoodkiired olid suletud, hakkas ta, ekraanil käes, laboris ringi liikuma. Selgus, et poolteist kuni kaks meetrit pole nende tundmatute kiirte jaoks takistuseks. Nad tungivad hõlpsalt läbi raamatu, klaasi, stanioli ...

Ja kui teadlase käsi oli tundmatute kiirte teel, nägi ta ekraanil tema luude siluetti! Fantastiline ja jube! Kuid see on vaid minut, sest Roentgeni järgmine samm oli samm kabinetti, kus fotoplaadid lebasid, sest oli vaja fikseerida see, mida ta pildil nägi.

Nii algas uus öökatse. Teadlane avastas, et kiired valgustavad plaati, et need ei erine toru ümber sfääriliselt, vaid neil on kindel suund ...

Hommikul läks kurnatud Wilhelm Roentgen koju pisut puhkama ja asus siis tundmatute kiirtega uuesti tööle. Viiskümmend päeva (päevad ja ööd) toodi altarile enneolematu tempo ja sügavusega uurimistööle. Selleks ajaks unustati pere, tervis, õpilased ja õpilased.

Ta ei algatanud kedagi oma töösse enne, kui ta selle ise välja mõistis. Esimene inimene, kellele Roentgen oma avastust demonstreeris, oli tema naine Bertha. See on läbilõige tema käest, abielusõrmus sõrmel, oli lisatud Roentgeni artiklile "Uut tüüpi kiirte kohta", mille ta saatis 28. detsembril 1895 ülikooli füüsika ja meditsiini seltsi esimehele.

Artikkel avaldati kiiresti eraldi voldikuna ja Wilhelm Roentgen saatis selle välja Euroopa juhtivatele füüsikutele. Roentgen mõistis, et see avas enneolematud võimalused, eriti meditsiinis.

Röntgenikiirgus, mis võimaldab teil näha seda, mis oli varem nähtamatu, jättis oma kaasaegsetele tugeva mulje. Röntgenikiirgus muutus hindamatuks, kuid sama oluline oli see, et nad kvalitatiivselt rikastanud meie arusaamist ainest.

Röntgenikiired said sensatsiooniks. Roentgenit ärritas talle langenud kuulsus, mis võttis ära tema aja ja segas edasisi uurimistöid, nii et ta avaldas harva väljaandeid, ehkki ei jätkanud kirjutamist - Roentgen kirjutas kokku 58 artiklit. 1921. aastal, kui ta oli 76-aastane, avaldas ta artikli kristallide elektrijuhtivusest.

Aastal 1900 sai Roentgen kutse Müncheni ülikooli. Ta töötas selles ülikoolis professorina kuni 1920. aastani. Aastail 1903–1906 oli siin abiks vene füüsik AF Ioffe.

Münchenis sai Wilhelm Konrad Roentgen teada, et temast on saanud esimene Nobeli füüsika laureaat "Tunnustades teadusele erakordselt olulisi teeneid, mida väljendatakse imeliste kiirte avastamisel, mida hiljem nimetati ka tema auks."

Roentgen ei unistanud kunagi patendist ega rahalisest tasust. Ta on pälvinud mitmeid auhindu, sealhulgas Londoni Kuningliku Ühingu Rumfordi medal, Columbia ülikooli Barnardi kuldmedal silmapaistva teenete eest teaduse eest. Paljude riikide teadusseltside auliige ja vastav liige.

Suur ja terve inimene nii teaduses kui ka elus - Wilhelm Konrad Roentgen ei reetnud oma põhimõtteid mitte milleski. Olles otsustanud pärast 1914. aastat, et tal pole sõja ajal moraalset õigust elada teistest inimestest paremini, ta kandis riigile kogu oma raha, sealhulgas Nobeli preemia... Elu lõpul pidi ta ennast palju eitama. Niisiis, selleks, et külastada viimast korda Šveitsi paiku, kus ta kunagi elas koos oma hiljuti surnud naisega, pidi ta peaaegu aasta jooksul kohvist loobuma.

Parimaks eksperimenteerijaks tunnistati Konrad Roentgen. Talle pakuti kõrgeid ametikohti, kuid ta lükkas need tagasi samamoodi nagu aadli ettepanekud ja mitmesugused käsud, mis järgnesid tema avastusele, ja väga kiired elu lõpuni kutsus neid "röntgenikiirguseks", samal ajal kui kogu maailm on neid juba nimetanud röntgeniks.

10. veebruaril 1923 suri Roentgen 78-aastaselt vähki - tema avastatud kiirguse põhjustatud haigusesse - röntgenikiirgusse.

Roentgeni auks nimetatakse gammakiirguse doosi mittesüsteemset ühikut röntgenikiirguseks (R)... Seal on röntgenikaamerad, röntgenmikroskoopia, röntgenspektroskoopia, röntgenstruktuuride analüüs, radiograafia, radioloogia, fluoroskoopia, röntgenteraapia ja muud teadused, mille nimed on seotud legendaarse saksa teadlase nimega.

Väljaspool Maad on leitud võimsaid röntgenkiirte allikaid. Uute ja supernoova tähtede sügavuses toimuvad protsessid, mille käigus tekivad kõrge intensiivsusega röntgenkiired. Mõõtes Maale saabuvate röntgenkiirte vooge, saavad astronoomid hinnata nähtusi, mis toimuvad meie planeedist mitme miljardi kilomeetri kaugusel. Tekkinud on uus teadusvaldkond - röntgenkiirte astronoomia, mis uurib tähtede ja Päikese kiirgust. Märkimisväärne avastus oli röntgenpulsside avastus - süsteem, mis koosneb kahest tähest, millest üks on neutron ja teine \u200b\u200bon gaasiline. Pöörledes selline süsteem pulseerib ja hiiglasliku "röntgenikiirguse prožektorivalguslamp" pöörleb koos sellega.

Röntgenograafiline analüüs võimaldab füüsikutel ja bioloogidel saada olulist teavet aine struktuuri kohta. Täpsemalt näidati selle meetodi kasutamisel, et DNA molekul on "keerutatud" kahekordseks spiraaliks. Röntgenikiirgus tungib nii mikro- kui ka makromaailma.

Täna jätkame oma lugu Nobeli preemia laureaatide kohta. Meie veeru "Kuidas saada Nobeli preemiat" teine \u200b\u200bnumber on pühendatud füüsikavaldkonna esimesele laureaadile - inimesele, kes andis oma nime mitte ainult kiirgusdoosiühikule, vaid ka tervele reale elektromagnetiline kiirgus... Niisiis, tere tulemast - tõeline X-mees, Wilhelm Konrad Roentgen.

Sündinud 27. märtsil 1845 Preisimaa kuningriigis Lennepis, suri 10. veebruaril 1923 Münchenis.

1901 füüsika Nobeli preemia laureaat. Nobeli komitee sõnastus: "Tunnustades erakordseid teeneid, mida ta osutas teadusele imeliste kiirte avastamise teel, kes hiljem teda nimetati." (Tunnustamaks erakorralisi teeneid, mis ta on teinud tänu temale hiljem nimetatud tähelepanuväärsete kiirte avastamisele).

Roentgeni õpetajat võib nimetada säravaks eksperimenteerijaks August Kundtiks, kes töötas füüsikaprofessorina kuulsas ETH Zürichis (Zürichi Šveitsi kõrgem tehnikakool). Just sinna astus Wilhelm 1865. aastal, kuna ta tahtis saada masinaehitusinseneriks. Ent Kundt (muide, endine õpetaja ja valguse rõhu avastanud Peter Lebedev), nähes 20-aastase poisi erakordseid võimeid, soovitas tal tungivalt teha füüsikat ja 1869. aastal sai Roentgenist Kundti abiline. Seejärel kolis ta koos õpetajaga Würzburgi, sealt Strasbourgi. Järk-järgult oli Roentgen ise juba võitnud parima eksperimenteerija kuulsust. Alates 1874. aastast (Roentgen - 29) sai temast ise Strasbourgi ülikooli õpetaja. Sellele järgnevad Giessen ja taas Würzburg, kus 1894. aastal sai temast ülikooli rektor. 49 aastat vana näib olevat oluline, auväärne ja rahaline positsioon, mida veel vaja on? Kuid Roentgen asus tööle piirkonda, kus tundus, et kõik oli juba tehtud: elektrilahendus vaakumtorus. Näiteks krooksi torus.

Kiirtoruga William Crookes

Wikimedia Commons

See on klaasist anum, mille vastasotstes on kaks elektroodi, millest peaaegu kogu õhk välja pumbatakse. Selle seadme looja William Crookes avastas, et kui õhk on piisavalt hajutatud, siis katoodi vastas oleva toru otsas olev klaas hakkab fluorestseeruma kollakasrohelise tulega, ilmselt mingi kiirguse mõjul, mida nimetati katoodkiirteks.

Mõni sõna tuleb muidugi öelda ka William Crookesi enda kohta. Kuulus teadlane, kes avastas talliumi ja hankis laboratoorsetes tingimustes heeliumi, oli innukas vaimulik. Aastal 1874, olles 42-aastane, avaldas oma teaduslike jõudude eeskujul artiklit, milles ta kuulutas, et spiritism on teaduslik ja vaimude ilmingud esinevad tegelikult. Skandaal oli selline, et Crookes pidi mitu aastat "madalal lamama" - ootama, kuni tema teaduslik autoriteet muutub vapustamatuks, nagu tema ametikoht Kuninglikus Teaduslikus Seltsis, ootama rüütelkonda (1897) ja 1898. aastal välja tulema oma vaimus. need aastad, kuulutades, et ta on veendunud vaimulik. Krookused jäid neile kuni surmani 1919. aastal. Nii juhtis 1913–1915 Londoni kuninglikku seltsi meie arvates pseudoteadlane (kuid ainult selles).

Aga tagasi Roentgeni ja katoodtorude juurde. 1895. aastaks tundus, et kõik nende torude kohta oli juba teada. Ja vähesed inimesed võisid arvata, et möödub vaid kaks aastat ja Crookesi toru abil tehakse kaks suurt avastust, mis tõid kaks füüsika Nobeli preemiat. Teisest räägime hiljem, kui hakkame rääkima 1906. aasta laureaadist, elektroni avastajast, "JJ" Thomsonist.

Ja jätkame lugu Roentgenist. Reede õhtul, 8. novembril viibis Roentgen laboris tavaliselt hilja. Assistendid läksid koju, oli suhteliselt pime. Laboris oli katooditoru, mis oli kaetud musta papiga. Ta lülitas voolu sisse ja nägi, et läheduses asuv paber, mis oli kaetud baariumi ja plaatina keeruka ühendi kristalliga, helendas roheliselt. Nii tegi juba kuuekümnendates eluaastates teadlane füüsika ajaloo ühe suurima avastuse - röntgen- või röntgenikiirte. Kõigi põhjalikku kontrollimist (ta oli väga põhjalik) veetis Roentgen kaks nädalat.

Annalen der Physik avaldas 28. detsembril 1895 Roentgeni esimese artikli "Uut tüüpi kiirte kohta". Kogu mõte oli juba esimeses lõigus: “Kui suure Rumkorfi mähise tühjendamine juhitakse läbi Hittorffi, Crookesi, Lenardi või mõne muu seadme toru, siis täheldatakse järgmist nähtust. Baariumplaatinatsüaniidiga kaetud paberitükk ( Ba \u003d 4H20), kui läheneb torule, mis on suletud õhukesest mustast papist piisavalt tihedalt liidetava kattega, vilgub iga väljalaskega ereda valgusega: see hakkab fluorestseeruma. Fluorestsents on nähtav piisava varjundiga ja see ei sõltu sellest, kas tuua paber paberiga kaetud või mitte baariumplaatinatsüaniidiga. Fluorestsents on torust isegi kahe meetri kaugusel. Lihtne on kontrollida, kas fluorestsentsi põhjused pärinevad tühjendustorust, mitte juhtmestiku ühest kohast. "

Roentgeni põhjalikkus katsetes on väga tuntav. Sama artikli esimestel lehtedel on loetletud objektid ja ained, mida Roentgen katsetas läbilaskvuse osas: paber, 1000-leheküljeline raamat, kahekordne kaardipakk, stanioli leht, erineva paksusega kuuselauad, alumiiniumplaat, eboniitkettad, klaas pliiga ja klaas ilma pliita , vesi, süsinikdisulfiid ja muud vedelikud vilgukoobastes, oma käsi ... "Kui hoiate oma kätt tühjendustoru ja ekraani vahel, näete käe nõrges kontuuris luude tumedaid varje." Peagi tehti kuulus käe röntgen.

Roentgeni naise vasak käsi, paremal - Kelliker

Wikimedia Commons

Vasakpoolse käe fotol on abielusõrmus selgelt nähtav - see on läbilõige Roentgeni naise Anna Berta Ludwig Roentgeni käest. Kuid väga sageli avaldatakse sama pildi all teine \u200b\u200bpilt ja sõrmega sõrmus. Kuid see pilt on Roentgeni sõbra Saksa anatoomi ja histoloogi Albert von Kellikeri harjaportree (armuge pun). See foto on tehtud 23. jaanuaril 1896.

Nii leiti uue avastuse esimene meditsiiniline rakendus. Juba 1896 kasutas Birmingenist pärit John Francis Hall-Edwards röntgenikiirte kasutamist meditsiinis: esiteks võttis ta 11. jaanuaril käest röntgenpildi, millesse oli sisestatud steriilne nõel. Ja juba sama aasta 14. veebruaril tehti talle esimene operatsioon, mille käigus juhendas ta kirurgina röntgenograafiat. Veidi hiljem (1899) sai temast esimene ametlik radioloog maailmameditsiinis. Samuti on tal au kasutada röntgenikiirte kasutamist sõjameditsiinis: 1900. aastal kasutas Lõuna-Aafrikas Hall-Edwardsi üksus Boeri sõja ajal sõjaväepolümpiahaiglas röntgenikiirte. Esimeses maailmasõjas tänu röntgeniaparatuurile päästetud vigastatud inimeste arvu ei saa öelda, sest hinnanguliselt on see sadu tuhandeid. Väga oluline: Roentgen keeldus patentide andmisest kiirte enda ja röntgenpildi saamise meetodi kohta, uskudes, et see peaks kuuluma inimkonnale.

Loomulikult kahandas Roentgenile langenud kuulsus kuulsust (ta vihkas oma kuulsust). Ja on loomulik, et füüsika esimene "Nobel" läks tema juurde.

Esimese Nobeli preemia nominatsioone polnud palju: 29 inimest esitati 11 inimest. Ja absoluutne enamus oli Roentgenil - 16 nominatsiooni! Peaaegu ainus sellise üleoleku juhtum. Teiste kandidaatide hulgas võib nimetada Nobeli füüsika võitjaid Johannes Van der Waalsit, Peter Zeemani, Guillermo Marconi, Philip von Lenardit ja Henri Becquerelit, tulevast keemia nobelisti Svante Arrheniust (see ainulaadne inimene nomineeriti nii keemia kui ka füüsika jaoks ja meditsiinis), samuti auhinnatud William Thomson, keda tuntakse meile paremini kui Lord Kelvin.

Huvitav on veel üks asi: nagu Arrhenius, võib ka Roentgenist juba 1906. aastal saada ajaloo esimene kaks korda Nobeli preemia laureaat: alates 1906. aastast nimetati ta absoluutselt teenitult viis korda Nobeli füsioloogia- või meditsiinipreemia kandidaadiks. Veel üks huvitav tõsiasi Roentgeni "Nobeli" ajaloost: ta nimetas ise kolmel korral auhinnale kolleege. Aastail 1901 ja 1903 - juba mainitud William Thomson, 1905 - veel üks Thomson, "JJ" (nad ütlevad, alles pärast seda, kui ta isiklikult kontrollis elektroni olemasolu, kuni selle ajani keelas ta seda sõna laboris hääldada). Ja üllataval kombel, hoolimata sellest, et Roentgen ise "uuest füüsikast" eemale hoidis, nimetas ta 1917. aastal Nobeli nimeliseks Max Plancki ja 1922. aastal Niels Bohri. Roentgen ei läinud auhinda vastu võtma.

Avastaja ise jätkas õpinguid. Nagu kirjutas temaga koos töötanud Abram Ioffe, kirjutas esimesel aastal pärast Roentgeni avastust röntgenikiirte kohta üle 1000 artikli ja üle saja teaduslikud tööd... "Kuid 12 aasta jooksul pole ükski töö lisanud midagi märkimisväärset sellele, mida Roentgen on suutnud teha."

Ja me ei pea rääkima võimalustest, mille röntgenikiirgus on teadusele avanud. Siin on vaid mõned näited.

Vähem kui 20 aastat pärast kiirte avastamist mõistsid isa ja poeg, William Henry ja William Lawrence Braggie, et röntgenkiirte või õigemini röntgendifraktsiooni abil materjali kristallil saab teada kristallivõre struktuuri. Nii ilmus röntgenkiirte difraktsioonanalüüs ja "pereleping" sai 1915. aastal Nobeli füüsikapreemia (Bragg Jr.-st sai kõigi aegade noorim loodusteaduste laureaat: auhind läks talle 25-aastaselt!). Kuid vähesed inimesed teavad, et Roentgen üritas ise röntgenikiirguse abil kristallide struktuuri kindlaks teha.

Hiljem selgus, et sel viisil on võimalik kindlaks teha valkude struktuur, peamine on kasvatada neist kristalle. See protsess on tõeline kunst ja esimest korda viis selle läbi Briti keemik Dorothy Crowfoot-Hodgkin, kellele anti 1964. aastal oma töö eest keemia Nobeli preemia (kõik naised said kõrgeima auhinna teaduspreemia selles kategoorias neli korda). Muide, neljas naine, Ada Yonath, kes sai 2009. aastal auhinna ribosoomi struktuuri uurimise eest, kasutas sama röntgenanalüüsi.

Wilhelm Konrad Roentgen kuulus "vana kooli" teadlaste hulka, kus silmapaistvad saavutused teaduses ühendati sageli isikliku tagasihoidlikkuse ja erakordsega isikuomadused... 1917. aastal oli Saksamaa juba sõja kaotamas. Toit jaotati toiduratsiooni kaartide järgi. Paljud sõbrad ja teadlased saatsid Roentgenisse või ja suhkruga maatükke, kuid Roentgen annetas kõik oma maatükid linnaelanike vahel jagamiseks. Võimud sundisid suurte raskustega 24 kilogrammi kaotanud Roentgenit parandatud toidukorrale vahetama. Riigi esimesel pöördumisel andis teadlane ära kogu oma kapitali, mis oli paigutatud Hollandi väärtpaberitesse.

1919 suri tema armastatud naine. 1920. aastal astus Roentgen tagasi kõigilt ametikohtadelt ja ta jäeti peaaegu ilma rahata. Selleks, et oleks enne abikaasaga aega oma naisega Šveitsi lemmikkohti külastada, veetis Roentgen terve aasta kohvist ja muudest liigsetest keeldudest. Sellegipoolest sai ta oma elus kõigega hakkama.

Igal aastal tehakse kliinilise läbivaatuse käigus fluorograafia tohutul hulgal inimesi. Luude luumurru või muu kahjustuse kahtluse korral kasutatakse röntgenikiirgust. Need protseduurid on pikka aega muutunud tavaliseks, kuigi kui järele mõelda, on need iseenesest hämmastavad. Kes oli mees, kes suretas oma nime, andes maailmale võimsa diagnostikavahendi? Kus ja millal sündis Wilhelm Roentgen?

Varasematel aastatel

Tulevane teadlane sündis 17. märtsil 1845 Saksamaal Lennepe linnas, praeguse Remscheidi asukohas. Tema isa oli tootja ja müüs riideid, unistades ühel päeval oma äri Wilhelmist edasi viia. Ema oli pärit Hollandist. Kolm aastat pärast nende ainsa poja sündi kolis pere Amsterdami, kus tulevane leiutaja alustas õpinguid. Tema esimene haridusasutus sai eraõiguslikuks asutuseks Martinus von Dorni juhtimisel.

Tulevase teadlase isa uskus, et tootja vajab inseneriharidust ja tema poeg polnud üldse vastu - ta huvitas teadust. 1861. aastal läks Wilhelm Konrad Roentgen üle Utrechti tehnikumi, kust ta peagi riigist välja saadeti, keeldudes andmast üle sõpra, kes joonistas sisejuurdluse alustamisel ühe õpetaja karikatuuri.

Pärast koolist välja lendamist ei saanud Roentgen Wilhelm haridusdokumente, mistõttu oli kõrgkooli astumine talle nüüd keeruline ülesanne - ta sai vaid audiitori staatust taotleda. 1865. aastal üritas ta just selliste lähteandmetega saada Utrechti ülikooli tudengiks, kuid sai lüüa.

Koolitus ja töö

Sellegipoolest teenis visadus teda hästi. Veidi hiljem sai temast siiski õpilane, ehkki mitte Hollandis. Vastavalt isa soovidele otsustas ta saada insenerihariduse ja asus õppima Zürichi föderaalsesse polütehnilisse instituuti. Wilhelm Konrad Roentgen paelus oma müürides veedetud aastate jooksul füüsikat eriti. Järk-järgult alustab ta oma uurimistööga. Aastal 1869 lõpetas ta õpingud masinaehituse ja doktorikraadiga. Lõpuks, otsustades kirglikult oma lemmiktöö üle minna, läheb ta ülikooli ja kaitseb väitekirja, mille järel ta jätkab ja hakkab tudengitele loenguid pidama. Hiljem vahetub ta mitu korda ühelt haridusasutus teises ja 1894 sai temast Würzburgi rektor. 6 aastat hiljem kolis Roentgen Münchenisse, kus töötas kuni karjääri lõpuni. Kuid siis oli see veel kaugel.

Peamised juhised

Nagu iga teadlane, töötas ka Wilhelm väga erinevates teadusvaldkondades. Põhimõtteliselt huvitas saksa füüsik Roentgen kristallide mõnda omadust, uuris neis esinevate elektriliste ja optiliste nähtuste suhet ning viis läbi ka magnetilisuse uuringuid, millel Lorentzi elektrooniline teooria hiljem põhines. Ja kes teadis, et kristallide uurimine toob talle hiljem ülemaailmse tunnustuse ja palju auhindu?

Isiklik elu

Veel Zürichi ülikoolis olles kohtus Wilhelm Roentgen (1845–1923) oma tulevase naise Anna Bertha Ludwigiga. Ta oli instituudi pansionaadi omaniku tütar, mistõttu pidid nad omal ajal üsna tihti kokku puutuma. 1872. aastal nad abiellusid. Paarike meeldis üksteisele ja tahtis lapsi. Ent Annal ei õnnestunud rasestuda ja siis nad adopteerisid orvuks jäänud kuueaastase tüdruku, Frau Bertha õetütre.

Muidugi, mõistes abikaasa töö olulisust, püüdis naine uurimise lõppfaasis veenduda, et ta sööb ja puhkab õigel ajal, teadlane pühendus aga täielikult tööle, unustades omaenda vajadused. See kannatlikkus ja töö tasustati täies mahus - just naine oli avastuse demonstreerimisel omamoodi eeskuju: tema käe kujutis rõngaga lendas ümber maailma.

1919. aastal, kui tema armastatud naine suri ja adopteeritud tütar abiellus, oli Wilhelm juba 74-aastane. Vaatamata ülemaailmsele kuulsusele tundis ta end kohutavalt üksikuna, võõraste tähelepanu isegi kahandas teda. Lisaks oli teda hädasti vaja, kandes esimese maailmasõja ajal kõik raha valitsusele üle. Pärast oma naise surma elas ta ise üsna vähe, suri 1923. aasta alguses vähki - pideva suhtluse tagajärjel tema avatud kiirtega.

Röntgen

Üldiselt ei üritanud Wilhelm eriti karjääri teha. Ta oli juba 50-aastane ja suuri saavutusi polnud ikka veel, kuid tundub, et ta polnud sellest üldse huvitatud - talle meeldis lihtsalt teadust edasi viia, lükates uuritava piire. Ta istus hilja laboris, viis lõputult läbi katseid ja analüüsis nende tulemusi. 1895. aasta sügisõhtu polnud erand. Lahkudes ja juba tule välja lülitades märkas ta katooditorus täppi. Otsustades, et unustas selle lihtsalt välja lülitada, keeras teadlane lüliti. Salapärane koht kadus kohe ära, kuid uurija oli sellest väga huvitatud. Ta kordas seda katset mitu korda, jõudes järeldusele, et süüdi on salapärane kiirgus.

Ilmselt tundis ta, et on suure avastuse äärel, sest isegi oma naisele, kellega ta tavaliselt tööst rääkis, ei öelnud ta midagi. Järgmised kaks kuud olid täielikult pühendatud salapäraste kiirte omaduste mõistmisele. Katooditoru ja Roentgeni ekraani vahele paigutas Wilhelm tulemusi analüüsides erinevaid objekte. Paber ja puit lasevad radiatsiooni täielikult, metall ja mõned muud materjalid aga varjutavad varju ning nende intensiivsus sõltus muu hulgas aine tihedusest.

Omadused

Edasised uuringud andsid väga huvitavaid tulemusi. Esiteks selgus, et plii neelab selle kiirguse täielikult. Teiseks, asetades käe toru ja ekraani vahele, sai teadlane pildi luudest selle sees. Ja kolmandaks, kiired valgustasid fotofilmi, nii et iga uuringu tulemusi oli võimalik hästi dokumenteerida - just seda tegi Wilhelm Roentgen, kelle avastused tuli enne avalikkusele esitlemist veel korralikult vormistada.

Kolm aastat pärast esimesi katseid avaldas saksa füüsik teadusajakirjas artikli, millele ta lisas pildi, mis näitab selgelt kiirte läbitungimisvõimet, ja kirjeldas juba uuritud omadusi. Vahetult pärast seda kinnitasid kümned teadlased seda omaette katsete abil. Lisaks väitsid mõned teadlased, et nad puutusid selle kiirgusega kokku, kuid ei pidanud seda oluliseks. Nüüd karjusid nad end tähelepanematuse pärast kadestades, nagu neile tundus, lihtsalt edukamat kolleegi nimega Wilhelm Roentgen.

Vahetult pärast artikli avaldamist ilmus tohutul hulgal nutikaid ärimehi, kes väitsid, et röntgenkiirguse abil on võimalik inimese hinge uurida. Ilmalikumad reklaamitavad seadmed, mis väidetavalt võimaldavad teil rõivaste kaudu näha. Näiteks USA-s kästi Edisonil töötada välja kiirguse abil. Kuigi idee ebaõnnestus, tekitas see üsna suurt segamist. Ja riideid müüvad kaupmehed reklaamisid oma tooteid, väites, et nende kaup ei läbinud kiirte ja naised võivad end turvaliselt tunda, mis suurendas müüki märkimisväärselt. Kõik see häiris kohutavalt teadlast, kes tahtis lihtsalt oma teadusuuringuid jätkata.

Rakendus

Kui Wilhelm Roentgen avastas ja näitas, milleks nad võimelised on, õhkas see sõna otseses mõttes ühiskonda. Kuni selle hetkeni oli võimatu vaadata elava inimese sisse, näha tema kudesid neid lõikamata ega kahjustamata. Ja see näitas, milline näeb välja inimese skelett koos teiste süsteemidega. Meditsiin oli esimene ja peamine valdkond, kus lahtisi kiiri rakendati. Nende abiga oli arstidel palju lihtsam diagnoosida luu- ja lihaskonna probleeme, samuti hinnata vigastuste raskust. Hiljem hakati teatud haiguste raviks kasutama röntgenikiirgust.

Lisaks kasutatakse neid kiirte abil metallitoodete defekte ja nende abiga on võimalik paljastada teatud materjalide keemiline koostis. Röntgenikiirte kasutatakse ka kunstiajaloos, nende abil saate näha, mis on peidetud ülemiste värvikihtide all.

Ülestunnistamine

Avastus tekitas tõelise sega, mis oli teadlasele täiesti arusaamatu. Uurimistöö jätkamise asemel oli Roentgen Wilhelm sunnitud kaaluma ja tagasi lükkama Saksamaa ja Ameerika kaupmeeste lõputud ettepanekud, kes soovitasid tal kavandada erinevaid seadmeid, mis põhineksid röntgenikiirgusel. Ajakirjanikud ei lubanud ka teadlasel töötada, tehes pidevalt kohtumisi ja intervjuusid ning igaüks neist küsis, miks Roentgen ei soovinud oma avastuse jaoks patenti saada. Ta vastas igaühele neist, et peab kiirte kasutamist kogu inimkonna omandiks ega tundnud õigust piirata selle kasutamist headel eesmärkidel.

Auhinnad

Wilhelm Roentgenit iseloomustas loomulik tagasihoidlikkus ja vähene kuulsus. Ta loobus aadli tiitlist, millele ta sai õiguse pärast ordeni saamist. Ja 1901. aastal sai temast esimene hoolimata sellest, et see nii oli kõrgeim tase tunnustuse saamiseks ei tulnud uurija tseremooniale, ehkki võttis auhinna vastu. Hiljem kandis ta selle raha valitsusele. 1918. aastal autasustati teda ka Helmholtzi medaliga.

Pärand ja mälu

Sama tagasihoidlikkust nimetas Roentgen Wilhelm oma avastust äärmiselt lihtsalt - X-kiirguseks. See nimi kleepus, kuid uurija, vene füüsiku õpilane tutvustas lõpuks kontseptsiooni, mis põlis teadlase nime. Mõistet "röntgenikiirgus" kasutatakse võõrkeeles suhteliselt harva, kuid siiski esineb.

Aastal 1964 oli üks kraatreid edasi tagumine külg kuu. Tema auks on nimetatud ka ioniseeriva tervenemise üks mõõtühikuid. Paljudes linnades on nii tema nimelisi tänavaid kui ka monumente. Majas, kus Roentgen lapsena elas, asub isegi terve muuseum. Selle inimese elulugu ei pruugi olla huvitavate detailidega täis, kuid see illustreerib suurepäraselt, et hoolsuse ja visaduse, aga ka tähelepanelikkuse abil on võimalik saavutada kõrgeid tulemusi.

Wilhelm Konrad Roentgen. Röntgenikiirguse avamine

Roentgen Wilhelm Konrad Wilhelm Konrad Roentgen sündis 17. märtsil 1845 Madalmaadega piirnevas Saksamaa piirkonnas Lenepe linnas. Tehnilise hariduse sai ta Zürichis samas Kõrgemas Tehnikumis (polütehnikumis), kus Ejashtein hiljem õppis. Kirg füüsika järele pani ta pärast kooli lõpetamist 1866. aastal jätkama kehalist kasvatust.

Pärast filosoofiadoktori kraadi kaitsmist 1868. aastal töötas ta assistendina füüsika osakonnas, kõigepealt Zürichis, seejärel Giessenis ja seejärel Strasbourg'is (1874-79) Kundti juures. Siin läbis Roentgen hea eksperimentaalkooli ja temast sai esimese klassi katsetaja. Ta tegi täpsed mõõtmised gaaside Cp / Cy suhte, paljude vedelike viskoossuse ja dielektrilise konstandi kohta, uuris kristallide elastseid omadusi, nende piesoelektrilisi ja püroelektrilisi omadusi ning mõõtis liikuvate laengude magnetvälja (röntgenvoolu). Roentgen viis osa oma olulistest uurimistöödest läbi oma õpilase, Nõukogude füüsika ühe rajaja AF Ioffega.

Teadusuuringud on seotud elektromagnetismi, kristallifüüsika, optika, molekulaarfüüsikaga.

1895. aastal avastas ta ultraviolettkiirguse (röntgenkiirguse) lainepikkusest lühema lainepikkusega kiirguse, mida hiljem nimetati röntgenikiirguseks, ja uuris nende omadusi: võimet õhku peegeldada, neelata, ioniseerida jne. Ta pakkus välja toru õige disaini Röntgenikiirte vastuvõtmine - kallutatud plaatinavastane katood ja nõgus katood: esimene tegi fotosid röntgenikiirte abil. Avastas 1885. aastal elektriväljas liikuva dielektriku magnetvälja (nn. Roentgeni vool). Tema kogemus näitas selgelt, et magnetvälja loovad liikuvad laengud ja see oli oluline elektroonilise teooria X. Lorentzi loomisel. Märkimisväärne arv Roentgeni töid on pühendatud vedelike, gaaside, kristallide, elektromagnetiliste nähtuste omaduste uurimisele, avastanud kristallides elektriliste ja optiliste nähtuste seoseid. Tema nime kandvate kiirte avastamise eest pälvis Roentgen 1901. aastal füüsikute seas esimesena Nobeli preemia.

Aastast 1900 kuni viimased päevad elu (ta suri 10. veebruaril 1923), töötas ta Müncheni ülikoolis.

Röntgenikiirte avastamine

19. sajandi lõpp mida iseloomustab suurenenud huvi elektrienergia gaaside läbilaskmise vastu. Isegi Faraday uuris neid nähtusi tõsiselt, kirjeldas mitmesuguseid tühjendusvorme, avastas tumeda ruumi harvendatud gaasi hõõguvas kolonnis. Faraday pime ruum eraldab sinaka, katoodiliku sära roosakasest, anoodilisest.

Gaasi haruldasuse täiendav suurenemine muudab märkimisväärselt hõõgumise iseloomu. Matemaatik Plucker (1801-1868) avastas 1859. aastal piisavalt tugeval harjutusel katoodist väljuva nõrgalt sinaka kiirtekiire, mis jõudis anoodini ja pani tuubi klaasi särama. Plückeri õpilane Gittorf (1824–1914) 1869. aastal jätkas õpetaja uurimistööd ja näitas, et toru fluorestsentspinnal ilmub selge vari, kui katoodi ja selle pinna vahele on paigutatud tahke aine.

Kiirte omadusi uurinud Goldstein (1850–1931) nimetas neid katoodkiirteks (1876). Kolm aastat hiljem tõestasid William K käed (1832-1919) katoodkiirte materiaalset olemust ja nimetasid neid "kiirgavaks aineks" - aineks spetsiaalses neljandas olekus. Tema tõendid olid veenvad ja graafilised. Katseid "Crookes'i toruga" demonstreeriti hiljem kõigis füüsikatubades. Katoodkiire läbipaine Crookesi torus oleva magnetvälja abil on muutunud klassikaliseks kooli meeleavalduseks.

Katoodkiirte elektrilise läbipainde katsed ei olnud aga nii veenvad. Hertz sellist kõrvalekallet ei leidnud ja jõudis järeldusele, et katoodkiir on eetris võnkeprotsess. Hertzi õpilane F. Lenard, kes katsetas katoodkiirtega, näitas 1893. aastal, et need läbivad alumiiniumfooliumiga kaetud akna ja põhjustavad akna taga olevas ruumis kuma. Hertz pühendas oma viimase, 1892. aastal avaldatud artikli pühendatud katoodkiirte läbi õhukeste metallkerede nähtusele.See algas sõnadega:

"Katoodkiired erinevad valgust olulisel määral nende võimetest tungida läbi tahkete ainete." Katoodkiirte kulla, hõbeda, plaatina, alumiiniumi jne läbimise katsete tulemuste kirjeldamine lendlehti, märgib Hertz, et ta ei jälginud erilised erinevused nähtustes. Kiired ei läbida lehti sirgjooneliselt, vaid on hajutatult hajutatud. Katoodkiirte olemus oli endiselt ebaselge.

Just selliste Crookesi, Lenardi ja teiste torudega katsetas Würzburgi professor Wilhelm Konrad Roentgen 1895. aasta lõpus baariumi sünergistlik toru lähedal. Selle olukorra tõttu takerdunud, hakkas Roentgen ekraaniga katsetama. Oma esimeses teatises “Uut tüüpi kiirte peal”, 28. detsembril 1895, kirjutas ta nendest esimestest katsetest: “Plaatinatsüaniidi baariumiga kaetud paberitükk, kui katseklaas läheneb, kaetud üsna tihedalt külgneva kattega õhukesest mustast papist, vilgub iga tühjenemise korral ereda tulega: hakkab fluorestseeruma. Fluorestsents on nähtav piisava varjundiga ja see ei sõltu sellest, kas paberit kantakse baariumisünergistlikuga kaetud või mitte baariumisünergistliku kattega. Fluorestsents on torust kahe meetri kaugusel märgatav. ”

Hoolikas uurimistöö näitas Roentgenile, "et must papp, mis pole läbipaistev päikese nähtavale ja ultraviolettkiirgusele ega elektrikaarekiirtele, tungib läbi mingi aine, mis põhjustab fluorestsentsi". Roentgen uuris selle "agendi", mida ta lühidalt nimetas röntgenikiirguseks, tungimist erinevate ainete jaoks. Ta leidis, et kiired läbivad vabalt paberit, puitu, eboniti, õhukesi metallikihid, kuid plii lükkab need tugevasti edasi.

Seejärel kirjeldab ta sensatsioonilist kogemust:

"Kui hoiate kätt tühjendustoru ja ekraani vahel, näete käe enda varju nõrgas kontuuris luude tumedaid varje." See oli esimene inimkeha fluoroskoopiline uurimine. Röntgen sai ka esimesed röntgenikiired, pannes need käele.

Need pildid jätsid tohutu mulje; avastus polnud veel lõpule jõudnud, kuid röntgendiagnostika oli juba teekonda alustanud. "Minu labor oli ujutatud sellega, et arstid viisid patsiente, kes kahtlustasid, et neil on keha eri osades nõelu," kirjutas inglise füüsik Schuster.

Juba pärast esimesi katseid leidis Roentgen kindlalt, et röntgenikiirgus erineb katoodkiirtest, nad ei kanna laengut ja neid ei suuna magnetväli, vaid neid erutavad katoodkiired. "... Röntgenikiirgus pole identne katoodkiirtega, kuid erutab neid tühjendustoru klaasseintes," kirjutas Roentgen.

Ta leidis ka, et nad on vaimustatud mitte ainult klaasist, vaid ka metallidest.

Viidates Hertz-Lenardi hüpoteesile, mille kohaselt katoodkiired "on eetris esinev nähtus", osutab Roentgen, et "võime oma kiirte kohta öelda midagi sarnast". Kuid ta ei suutnud kiirte laineomadusi tuvastada, nad "käituvad teistmoodi kui seni teadaolevad ultraviolettkiirguse nähtav, infrapunakiirgus". Oma keemilises ja luminestsentstoimingus on nad Roentgeni sõnul sarnased ultraviolettkiirtega. Esimeses sõnumis väljendas ta hilisemat oletust, et need võivad olla eetri pikilained.

Roentgeni avastus äratas teadusmaailma vastu suurt huvi. Tema katseid korrati peaaegu kõigis maailma laborites. Moskvas kordas neid P. N. Lebedev. Peterburis katsetas raadio leiutaja A. S. Popov röntgenikiirgust, demonstreeris neid avalikes loengutes, saades erinevaid röntgenikiirte. Cambridge'is rakendas D. D. Thomson kohe röntgenikiirte ioniseerivat toimet, et uurida elektrienergia läbimist gaaside kaudu. Tema uurimistöö viis elektroni avastamiseni.

Viidete loetelu

1. Kudryavtsev P.S. Füüsika ajalugu. osariik uch. ped. toim. Min küsige. RSFSR. M., 1956

2. Kudryavtsevi PS füüsika ajaloo kursus M .: valgustumine, 1974

3. Khramov Y. A. Füüsika: Bibliograafiline teatmik. 2. trükk, rev. ja lisage. M .: Teadus, peatoimetaja füüsiline-matt. lit, 1983

Selle töö ettevalmistamiseks kasutati portaali siteronl.ru/ materjale