Изобретение рентгена. Рентгеновский аппарат. История изобретения и производства Главное открытие вильгельм конрад рентген

Рентген Рентгенографическое обследование желудка имеет свои особенности. Для того чтобы желудок был виден на снимке, используется взвесь бария – специальное вещество, которое не пропускает рентгеновские лучи. Перед процедурой пациенту дают выпить стакан этой

ВИЛЬГЕЛЬМ I (Wilhelm I, 1797–1888), прусский король с 1861 г., германский император с 1871 г. 138 * Какой, с Божьей помощью, оборот! Конец телеграммы от 2 сент. 1870 г., посланной королеве Августе из-под Седана, после взятия в плен французской армии вместе с Наполеоном III Точный текст:

Вильгельм III (William III) (1650-1702), принц Оранский, король Англии и Шотландии с 1689.Родился в Гааге в 14 ноября 1650. Отец – Вильгельм II, который умер за несколько дней до рождения сына. Мать – Мария Стюарт, дочь свергнутого короля Карла I. Со дня рождения был четвертым в линии

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:

1. Не поляризоваться.
2. При переходе в воду, алюминий, сероуглерод, каменную соль, цинк, стекло и прочие материалы из воздуха не испытывать заметного преломления.
3. 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.

Вильгельм Рентген краткая биография жизни немецкого физика – экспериментатора, новатора изложены в этой статье.

Вильгельм Конрад Рентген краткая биография

Родился будущий ученый 27 марта 1845 года в городке Леннепе, Пруссия, в семье состоятельного торговца. В 1848 году его семья переезжает в Голландию.

Вильгельм в 1862 году поступает в Утрехтскую техническую школу. Прослушав несколько курсов в Утрехтском университете, он решает поступать в 1865 году в Федеральный технико-логический университет в Цюрихе. Через 3 года, окончив учебное заведение, Рентген серьезно начал заниматься наукой и уже спустя год он защищает диссертацию в Цюрихском университете на степень доктора.

В 1871 году Рентгена берут на работу в Вюрцбурский университет. Здесь его интеллектуальный талант и способности раскрылись сполна.

В 1872 году Вильгельм берет в жены Ганг Берту Людиг. В супругов, к сожалению, своих детей не было. Они решили усыновить племянницу Рентгена, которая лишилась родителей в возрасте 6 лет. В 1872 году Вильям переходит работать в университет Страсбурга, зарекомендовав себя первоклассным классическим физиком-экспериментатором.

В 1879 году его назначили на должность профессора Гессенского университета. Находясь здесь, физик открыл в 1885 году магнитное поле диэлектрика в электрическом поле, который позже назвали рентгеновский ток. Открытие ученого довело, что создается магнитное поле благодаря подвижным зарядам.

В 1888 году физик возвращается в университет Вюрцбурга в звании профессора физики и директора физического института, продолжая экспериментировать. В 1894 году Рентген был избран на пост ректора учебного заведения. В это же время Вильгельм приступает к исследованию электрического заряда, возникающего в вакуумных стеклянных трубках. Через год после начала экспериментов он открыл икс-лучи, которые спустя некоторое время были названы в его честь. Продолжая проводить эксперименты с лучами, он улучшил конструкцию трубки с возможностью делать фотографии.

Сегодня мы продолжаем наш рассказ о нобелевских лауреатах. Второй выпуск нашей рубрики «Как получить Нобелевку» посвящен первому в истории лауреату в области физики, человеку, давшему свое имя не только единице дозы облучения, но и целому диапазону электромагнитного излучения. Итак, встречайте - настоящий Х-man, Вильгельм Конрад Рентген.

Родился 27 марта 1845 года в Леннепе, Королевство Пруссия, умер 10 февраля 1923 года в Мюнхене.

Лауреат Нобелевской премии по физике 1901 года. Формулировка Нобелевского комитета: «В знак признания исключительных услуг, которые он оказал науке открытием замечательных лучей, названных впоследствии в его честь» (In recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of the remarkable rays subsequently named after him) .

Учителем Рентгена можно назвать блестящего экспериментатора Августа Кундта, который работал профессором физики в знаменитой ETH Zurich (Швейцарская высшая техническая школа Цюриха). Именно туда Вильгельм поступил в 1865 году, поскольку хотел стать инженером-механиком. Однако Кундт (кстати, бывший учителем и открывшего давление света Петра Лебедева), увидев незаурядные способности 20-летнего юноши, настоятельно советовал ему заняться физикой, и в 1869 году Рентген стал ассистентом Кундта. Затем вместе с учителем он переехал в Вюрцбург, потом в Страсбург. Постепенно сам Рентген уже обретал славу тончайшего экспериментатора. С 1874 года (Рентгену - 29) он сам стал преподавателем Страсбургского университета. Затем следует Гиссен и снова Вюрцбург, где в 1894 году он становится ректором университета. Казалось бы, 49 лет, важная, почетная и денежная должность, чего еще надо? Но Рентген взялся за исследования в области, в которой, казалось, все уже сделано: электрический разряд в вакуумной трубке. Например, в трубке Крукса.

Уильям Крукс с лучевой трубкой

Wikimedia Commons

Это стеклянный сосуд с двумя электродами в противоположных концах, из которого выкачан почти весь воздух. Уильям Крукс, создатель этого прибора, обнаружил, что при достаточном разрежении воздуха стекло на противоположном катоду конце трубки начинает флуоресцировать желто-зеленым светом, видимо, под действием некоего излучения, которое было названо катодными лучами.

Несколько слов нужно, конечно, сказать о самом Уильяме Круксе. Известнейший ученый, открывший таллий и получивший в лабораторных условиях гелий, был заядлым спиритистом. В 1874 году он, будучи 42 лет от роду, в самом расцвете научных сил, опубликовал статью, в которой заявлял, что спиритизм - это научно, и явления духов происходят на самом деле. Скандал был такой, что Круксу пришлось на много лет «залечь на дно» - дождаться того, что его научный авторитет станет незыблем, как и позиции в Королевском научном обществе, дождаться рыцарского титула (1897) и в 1898 году совершить каминг-аут в духе тех лет, заявив, что он убежденный спиритуалист. Им Крукс и оставался до самой смерти в 1919 году. Так что с 1913 по 1915 год Лондонское королевское общество возглавлял, по-нашему, лжеученый (но только в этом).

Но вернемся к Рентгену и катодным трубкам. К 1895 году казалось, что все в этих трубках уже известно. И мало кто мог догадаться, что пройдет всего два года, и при помощи трубки Крукса будет совершено два важнейших открытия, принесших две Нобелевских премии по физике. О втором мы еще поговорим, когда начнем разговор о лауреате 1906 года, первооткрывателе электрона, «Джей-Джей» Томсоне.

А мы продолжим рассказ о Рентгене. 8 ноября, пятничным вечером, Рентген по традиции остался допоздна в лаборатории. Ассистенты ушли домой, было сравнительно темно. В лаборатории стояла катодная трубка, закрытая черным картоном. Он включил ток в ней и увидел, что лежавшая рядом бумага, покрытая кристаллом комплексного соединения бария и платины, засветилась зеленым светом. Так ученый, которому уже пошел шестой десяток, сделал одно из самых великих открытий в истории физики - рентгеновское излучение или Х-лучи. На тщательную проверку всего (он был очень скрупулезен) Рентген потратил две недели.

28 декабря 1895 года в Annalen der Physik вышла первая статья Рентгена «О новом виде лучей». Вся суть была уже в первом абзаце: «Если пропускать разряд большой катушки Румкорфа через трубку Гитторфа, Крукса, Ленарда или любой другой прибор, то наблюдается следующее явление. Кусок бумаги, покрытой платиносинеродистым барием (Ba∙4H 2 O ), при приближении к трубке, закрытой достаточно плотно прилегающим к ней чехлом из тонкого черного картона, при каждом разряде вспыхивает ярким светом: начинает флуоресцировать. Флуоресценция видна при достаточном затемнении и не зависит от того, подносить ли бумагу стороной покрытой или не покрытой платиносинеродистым барием. Флуоресценция заметна еще на расстоянии двух метров от трубки. Легко убедиться, что причины флуоресценции исходят именно от разрядной трубки, а не от какого-нибудь места в проводке».

Очень заметна тщательность Рентгена в экспериментах. На первых страницах той же статьи перечислены предметы и вещества, которые Рентген испытал на проницаемость: бумага, книга в 1000 страниц, двойная колода карт, лист станиоля, еловые доски разной толщины, алюминиевая пластинка, диски из эбонита, стекло со свинцом и стекло без свинца, вода, сероуглерод и другие жидкости в слюдяных сосудах, собственная рука... «Если держать между разрядной трубкой и экраном руку, то видны темные тени костей в слабых очертаниях самой руки». Очень скоро был сделан и знаменитый снимок руки в рентгеновских лучах.

Слева рука жены Рентгена, справа - Келликера

Wikimedia Commons

На этой фотографии левой руки хорошо видно обручальное кольцо - это снимок руки жены Рентгена, Анны Берты Людвиг Рентген. Но очень часто публикуют другой снимок, под этим же названием, и тоже с кольцом на пальце. Но этот снимок - портрет кисти (простите за каламбур) немецкого анатома и гистолога Альберта фон Келликера, друга Рентгена. Этот снимок был сделан 23 января 1896 года.

Так было найдено первое медицинское применение новому открытию. Уже в 1896 году Джон Фрэнсис Холл-Эдвардс из Бирмингенма применил Х-лучи в медицине: сначала, 11 января, он сделал рентгеновский снимок кисти руки с введенной в нее стерильной иглой. А уже 14 февраля того же года им была выполнена первая операция, во время которой он, как хирург, руководствовался рентгеновским снимком. Чуть позже (1899) он стал первым официальным радиологом в мировой медицине. Ему же принадлежит честь использования рентгеновских лучей в военной медицине: в 1900 году в Южной Африке подразделение Холла-Эдвардса применяло рентген в военно-полевом госпитале во время англо-бурской войны. О количестве раненых, спасенных благодаря рентгеновским аппаратам в Первую мировую, можно не говорить, ведь оно исчисляется сотнями тысяч. Очень важно: Рентген отказался от патента на сами лучи и на способ получения рентгеновского изображения, считая, что это должно принадлежать человечеству.

Естественно, что слава, свалившаяся на Рентгена, оказалась оглушительной (он ненавидел свою известность). И естественно, что первый «Нобель» по физике достался именно ему.

Номинаций на самую первую Нобелевскую премию оказалось не очень много: 11 человек были номинированы 29 раз. И абсолютное большинство было за Рентгеном - 16 номинаций! Чуть ли не единственный случай такого превосходства. Среди прочих кандидатов можно отметить получивших «Нобеля» по физике Йоханнеса Ван-дер-Ваальса, Питера Зеемана, Гульермо Маркони, Филиппа фон Ленарда и Анри Беккереля, будущего нобелиата по химии Сванте Аррениуса (этот уникальный человек был номинирован и по химии, и по физике, и по медицине), а также не получившего премию Уильяма Томсона, более известного нам как лорд Кельвин.

Интересно другое: как и Аррениус, Рентген уже в 1906 году мог стать первым в истории дважды нобелевским лауреатом: начиная с 1906 года его абсолютно заслуженно пять раз номинировали на Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Еще один интересный факт из «нобелевской» истории Рентгена: сам он шесть раз номинировал коллег на премию. В 1901 и 1903 году - уже упомянутого Уильяма Томсона, в 1905 - другого Томсона, «Джей-Джей» (говорят, только после того, как самолично удостоверился в существовании электрона, до тех пор он запрещал произносить это слово в лаборатории). И, удивительное дело, несмотря на то, что сам Рентген держался подальше от «новой физики», тем не менее в 1917 году он номинировал на «Нобеля» Макса Планка, а в 1922 году - Нильса Бора. На получение премии Рентген не поехал.

Сам первооткрыватель же продолжил свои штудии. Как писал работавший с ним Абрам Иоффе, в первый год после открытия Рентгена об Х-лучах вышло более 1000 статей и более сотни научных работ. «Но в течение 12 лет ни одна работа не добавила ничего существенного к тому, что сумел сделать Рентген».

А уж о тех возможностях, которые открыли рентгеновские лучи науке, можно не говорить. Вот только несколько примеров.

Менее чем через 20 лет после открытия лучей отец и сын, Уильям Генри и Уильям Лоуренс Брэгги, поняли, что, используя рентгеновское излучение, а точнее, дифракцию рентгеновских лучей на кристалле вещества, можно узнать структуру кристаллической решетки. Так появился рентгеноструктурный анализ, а «семейный подряд» получил Нобелевскую премию по физике 1915 года (Брэгг-младший так и вовсе стал самым молодым естественнонаучным лауреатом премии за все времена: награда досталась ему в 25 лет!). Но мало кто знает, что попытку установить строение кристаллов при помощи Х-лучей предпринял сам Рентген.

Позже оказалось, что таким образом можно определять и структуру белков, главное - вырастить из них кристаллы. Этот процесс - настоящее искусство, и впервые его удалось осуществить британскому химику Дороти Кроуфут-Ходжкин, которая в 1964 году удостоилась за свои работы Нобелевской премии по химии (всего женщины получали высшую научную награду в этой категории четыре раза). Кстати, четвертая женщина, Ада Йонат, получившая премию в 2009 году за изучение строения рибосомы, пользовалась тем же рентгеноструктурным анализом.

Вильгельм Конрад Рентген относился к ученым «старой школы», где незаурядные успехи в науке очень часто сочетались с личной скромностью и незаурядными личностными качествами. В 1917 году Германия уже проигрывала войну. Продукты распределялись по продовольственным карточкам. Многие друзья и ученые присылали Рентгену посылки с маслом и сахаром, однако Рентген сдавал все свои посылки для распределения среди горожан. С огромным трудом власти заставили Рентгена, потерявшего 24 килограмма, перейти на улучшенный паек. По первому призыву государства ученый отдал и все свои капиталы, размещенные в голландских ценных бумагах.

В 1919 году умерла его любимая жена. В 1920 году Рентген ушел со всех постов и остался почти без средств. Для того чтобы успеть перед смертью посетить любимые с женой места в Швейцарии, Рентген целый год отказывался от кофе и других излишеств. Тем не менее он успел в своей жизни все.