Вильгельм Рентген — выдающийся физик из Германии, который был профессором нескольких университетов. В 1901 году он был удостоен Нобелевской премии за свои открытия в области физики, став первым человеком, кому она была присуждена.
Современная медицина сделала большой прогресс. Теперь врачи намного быстрее и точнее ставят диагнозы, в чем значительную роль играет рентген. Пройти флюорографию или сделать рентгенограмму можно в практически любой клинике, и эта процедура стала настолько обыденной, что больше не вызывает никаких эмоций. Но сто лет назад рентген смотрели как на чудо, и человека, открывшего рентгеновские лучи, считали волшебником. Его имя — Вильгельм Рентген.
Детство
Фамилия выдающегося физика Вильгельма Конрада Рёнтгена чаще всего пишется как Рентген. Он родился 27 марта 1845 года недалеко от Дюссельдорфа, в небольшом городе Леннепе. Он был единственным сыном Фридриха Рентгена, купца и производителя одежды, и Шарлотты Констанцы (до замужества Фровейн), уроженки Амстердама.
Когда Вильгельму было три года, его семья решила уехать на родину его матери, в Нидерланды. Они отправили его учиться в школу Мартинуса Ф.Дорна, которую он закончил в 1861 году. Отец надеялся, что сын однажды унаследует его бизнес, поэтому считал необходимым получить инженерное образование. Вильгельм согласился, так как увлекался наукой. В том же году он поступил в Утрехтскую Техническую школу, но не учился там долго. В 1863 году его исключили из-за того, что кто-то из студентов нарисовал карикатуру на одного из преподавателей, и Рентген отказался выдать этого студента, хотя знал, кто это сделал.
Парень выходит из школы, не получает аттестата, и ему тяжело поступить в университет. В 1865 году Рентген пытается поступить в Утрехтский университет, но его отклоняют.
Тогда Вильгельм ищет удачу в другом учебном заведении, и он ее находит. Он становится студентом Цюрихского политехнического института, где изучает механическую инженерию. В 1869 году Рентген получает диплом института и степень доктора философии. Он решает посветить свою жизнь науке, и в этом он проявляет свою целеустремленность и настойчивость.
Преподавание
После успешной защиты диссертации, Рентген получил должность ассистента в Цюрихском университете, а затем перешел в университет Гиссена. В период с 1871 по 1873 годы он работал в Вюрцбурге. В 1876 году Вильгельм и его научный руководитель Август Адольф приняли приглашение Страсбургского университета, где Рентген читал лекции студентам в течение пяти лет. Также в этом же году он был назначен профессором.
Через три года, в 1879 году, ученый получает новую должность, на этот раз он приглашен на кафедру физики Гиссенского университета. Некоторое время спустя он становится ее заведующим. В 1888 году Рентген становится заведующим кафедрой в университете Вюрцбурга, через шесть лет его назначают ректором этого вуза. Свою трудовую биографию ученый продолжил на кафедре физики в Мюнхенском университете. Когда пришло время передавать управление кафедрой, его преемником стал В.Вин. Но ученый не планировал уходить на заслуженный отдых, он продолжал работать на кафедре до самой смерти.
Главное открытие Рентгена
В конце XIX века в Америке и Европе произошло потрясающее событие — появилось известие о том, что профессор из университета Вюрцбурга сделал удивительное открытие. Все газеты опубликовали на своих страницах фотографию руки, которая впоследствии оказалась принадлежащей Берте Рентген, жене ученого.
Вильгельм не обращал внимания на восторженную реакцию публики, он проводил дни и ночи в лаборатории, продолжая изучать открытые им лучи. Работа Рентгена побудила его к новым исследованиям. Ученые по всему миру признали, что Вильгельм внес огромный вклад в развитие науки. Его стали называть «тонким классическим экспериментатором».
После избрания ученым ректором университета, он начал проводить эксперименты над электрическим разрядом в вакуумных стеклянных трубках для обеспечения чистоты эксперимента. В начале ноября 1895 года Вильгельм, как обычно, задержался в лаборатории до поздней ночи, изучая катодные лучи. Усталость накрыла его, и около полуночи ученый решил оставить работу на следующий день. Он осмотрел помещение, выключил свет, и уже почти уходя, заметил светлое пятно в темной комнате. Как оказалось, это был экран из синеродистого бария. Это заинтересовало Вильгельма, и он начал размышлять о причинах свечения. От электрического света это было не возможно, солнечных лучей тоже не было (на улице была полночь), катодную трубку он выключил и прикрыл ее черным картонным чехлом. Вильгельм продолжал размышлять, и вновь проверил трубку, обнаружив, что не выключил ее. Найдя выключатель, ученый отключил трубку, свечения прекратилось, затем снова включил трубку, и свечение появилось снова. Таким образом, путем простых манипуляций, ученый выяснил источник излучения. Однако он так и не понял, почему излучение стало видимым, ведь он прикрыл трубку.
Неизвестному наукe излучению Рентген дал имя Х-лучи. Не снимая картонной оболочки с трубки, ученый начал перемещаться по лаборатории. Он обнаружил, что это излучение «работает» на расстоянии до двух метров, оно проходит сквозь книги, стекло и фольгу. Когда рука Вильгельма случайно попала в луч, он увидел каждую косточку своей кисти. Чтобы запечатлеть это на снимке, Рентген взял фотопластинки со шкафа, но затем понял, что излучение действует в определенном направлении и переводит пластинку в свет. Вильгельм провел в лаборатории всю ночь, уставший и измученный, но довольный своим открытием, он вернулся домой только под утро.
В течение следующего месяца ученый усердно трудился. Рентген мог объявить всему миру о своем открытии, но потом осознал, что можно добиться большего эффекта, разгадав природу этого излучения. И он принялся усердно изучать свойства этих необычных лучей.
Эксперимент
28 декабря 1895 года Рентген анонсировал своим коллегам о своем открытии феноменального излучения. Для описания этого явления ему потребовалось целых тридцать страниц, которые он опубликовал в одной брошюре и разослал всем ученым мира, заинтересованным в этом открытии. В своем сообщении ученый подчеркнул, что для наблюдения флюоресценции необходимо провести достаточное затемнение, и что явление не зависит от материала подложки, на которую она падает. Он также отметил, что флюоресценция сохраняется на расстоянии до двух метров от источника излучения.
Исследователь также выдвинул гипотезу о том, что излучение вызвано рентгеновскими лучами, способными проникать через непрозрачные материалы, не пропускающие обычный свет. Для подтверждения этой гипотезы он немедленно начал изучать способность веществ поглощать излучение. В результате экспериментов Рентген установил, что рентгеновские лучи проникают сквозь все материалы, хотя и с разной степенью проницаемости. Луч спокойно прошел через книгу толщиной в тысячу страниц, деревянную доску толщиной от 2 до 3 см и алюминиевую пластину толщиной 15 мм. Конечно, сквозь пластину излучение было менее интенсивным, но полностью она его не задерживала.
Сложности научных изысканий
Рентген был не в состоянии обнаружить, как лучи отражаются или преломляются. Однако ученому все-таки удалось выявить, что в отсутствие правильного отражения материалы ведут себя так, как мутные среды, реагирующие на свет. Таким образом, ученому удалось подтвердить факт рассеивания лучей при соприкосновении с веществом.
Тем не менее, анализ явления интерференции продолжал оставаться безрезультатным. То же самое происходило и во время экспериментов по изучению взаимодействия излучения с магнитным полем. Полученные данные заставили ученого подумать, что излучение отличается от катодного. В то же время оно проявляется на стенках стеклянной трубки.
Во время своих экспериментов Рентген столкнулся с вопросом о природе нового излучения, которое он открыл. Он исследовал интенсивность химического воздействия и свечения лучей и пришел к выводу, что это ультрафиолетовый свет или его разновидность. Однако возникли новые вопросы: не поляризуются ли эти лучи, не преломляются ли они при прохождении через различные вещества, такие как алюминий, вода, каменная соль, сероуглерод, стекло, цинк, и не отражаются ли от них.
В дополнение к этому, интенсивность поглощения лучей напрямую зависит от плотности материала, через который они проникают. По результатам проведенных исследований, ученый пришел к заключению, что поведение УФ-лучей существенно отличается от изученных ранее ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.
Второе открытие
В 1896 году Вильгельм Конрад Рентген опубликовал второе сообщение, в котором он рассказывал о результатах своих экспериментов по изучению ионизирующего воздействия лучей, открытых им, а также о воздействии этих лучей на различные тела. Ученый пришел к выводу, что свечение возникало при воздействии на любое твердое тело. В процессе своих исследований Рентген усовершенствовал саму трубку.
Для создания новой трубки ученый заменил катод алюминиевым зеркалом, который имел вогнутую форму. В центре зеркала была размещена платиновая пластина, которая была наклонена под углом 45 градусов к оси. Эта пластина выполняла функцию анода, из которого вылетали Х-лучи. Интенсивность лучей оставалась постоянной независимо от того, являлся ли участок анодом или нет. Таким образом, ученому удалось создать основную конструкцию новой трубки.
Открытие Вильгельма Рентгена вызвало огромный интерес, не только у ученых, но и у широкой публики. Его открытие было тщательно изучено в различных странах Европы. Газета «Новая свободная пресса», издаваемая в Вене, опубликовала сообщение о этом удивительном событии. В Санкт-Петербурге ученые проводили демонстрации экспериментов великого ученого на лекциях для студентов-физиков. Х-лучи начали активно применяться в различных областях, особенно в технической сфере и медицине.
Личная жизнь
В 1872 году Вильгельм Рентген вступил в законный брак с Анной Бертой Людвиг. Ее отец владел пансионом, и молодые люди познакомились в Цюрихе. Брак остался бездетным, однако в 1881 году супруги взяли на воспитание шестилетнюю племянницу Берты по имени Жозефина. Анна скончалась в 1919 году, после чего Вильгельм больше не пытался устроить свою личную жизнь и до самой смерти прожил в одиночестве.
10 февраля 1923 года ушел из жизни сам Вильгельм Рентген. Причиной его ухода стала онкологическая болезнь, и ученого похоронили в Гиссене.
Награды
В жизни Вильгельма Рентгена был очень честным и скромным человеком. Когда принц-регент Баварии присвоил ему дворянский титул, чтобы подчеркнуть его заслуги в науке, ученый отказался. Однако он не стал отказываться от Нобелевской премии, которую получил в 1901 году, хотя и не присутствовал на церемонии награждения из-за своей невероятной занятости. Рентген стал первым среди физиков, кто получил эту престижную награду, доставленную ему по почте. Во время войны правительство Германии обратилось к гражданам страны с просьбой оказать финансовую помощь. Рентген пожертвовал свою Нобелевскую премию во имя победы.
В России, в городе на Неве, был установлен первый памятник ученому в январе 1920 года, что является довольно необычным фактом. Изначально это был обычный бюст из цемента, но затем в феврале 1928 года был установлен бронзовый памятник. Он был размещен около рентгено-радиологического института, который в настоящее время является домом для кафедры рентгенологии Санкт-Петербургского медицинского университета имени Павлова. В 1923 году имя ученого было дано одной из улиц Петрограда, а также новооткрытому химическому элементу под номером 111.
В память о Вильгельме Рентгене в 1964 году был назван один из лунных кратеров. Также излучение, открытое им, носит его имя и звучит одинаково на разных языках. Научные методы и дисциплины, использующие рентгеновское излучение, носят производные от его фамилии названия — рентгенография, рентгенология, рентгеновская астрономия и т.д.