Вильгельм Рентген

Вильгельм Рентген — немецкий физик, профессор, первый в истории лауреат Нобелевской премии по физике (1901). Всемирную известность приобрёл благодаря открытию в 1895 году и последующему исследованию X-лучей, которые в его честь в русскоязычной традиции называются рентгеновскими.

Биография

Ранние годы и образование

Вильгельм Конрад Рентген родился 27 марта 1845 года в городе Леннеп (ныне часть Ремшайда, земля Северный Рейн-Вестфалия, Германия) в семье торговца и производителя тканей Фридриха Конрада Рентгена и Шарлотты Констанцы Фровайн, родом из Нидерландов. Когда Вильгельму было три года, семья переехала в Апелдорн (Нидерланды), где он пошёл в школу при Утрехтском техническом училище. В 1862 году поступил в Утрехтскую техническую школу, но в 1863 году был исключён за отказ выдать однокурсника, нарисовавшего карикатуру на учителя. В 1865 году сдал экзамены для поступления в Утрехтский университет, однако из-за отсутствия аттестата о полном среднем образовании не мог быть зачислен на полноправное отделение. В том же году он сдал вступительные экзамены в Федеральный политехнический институт Цюриха (Швейцария) и был принят на механико-техническое отделение. В 1868 году получил диплом инженера-механика, а в 1869 году — степень доктора философии Цюрихского университета за диссертацию «Исследования о газах» (Studien über Gase).

Научная карьера

После защиты диссертации Рентген стал ассистентом физика Августа Кундта в Цюрихе, затем последовал за ним в Вюрцбургский университет (1870) и Страсбургский университет (1872). В 1874 году получил право преподавания (хабилитацию) в Страсбургском университете, а в 1875 году стал профессором математики и физики в Сельскохозяйственной академии в Гогенгейме (близ Штутгарта). В 1876 году вернулся в Страсбург, где работал экстраординарным профессором физики. В 1879 году занял должность профессора физики и директора Физического института в Гессенском университете в Гиссене. С 1888 года — профессор физики в Вюрцбургском университете, где в 1894 году был избран ректором. В 1900 году принял приглашение Мюнхенского университета, где возглавил Физический институт и работал до выхода на пенсию в 1920 году.

Открытие X-лучей

Предпосылки и эксперимент

К середине 1890-х годов многие физики изучали катодные лучи, возникающие в газоразрядных трубках при высоком напряжении. 8 ноября 1895 года, работая в своей лаборатории в Вюрцбурге, Рентген проводил эксперименты с трубкой Гитторфа-Крукса, покрытой чёрным картоном. В затемнённой комнате он заметил, что находящийся в стороне экран, покрытый кристаллами платиноцианида бария, начинает светиться (флуоресцировать) каждый раз, когда на трубку подаётся напряжение. Это свечение наблюдалось на расстоянии до двух метров от трубки, что указывало на неизвестное излучение, способное проходить сквозь непрозрачный для света картон.

Первое сообщение и реакция

Рентген провёл интенсивное исследование нового явления в течение семи недель, работая в одиночку. 28 декабря 1895 года он представил Вюрцбургскому физико-медицинскому обществу рукопись «О новом роде лучей» (Ueber eine neue Art von Strahlen). В ней он описал свойства открытых лучей: способность проходить через бумагу, дерево, алюминий, но задерживаться свинцом и костями; отсутствие заметного отражения и преломления; способность вызывать флуоресценцию и засвечивать фотопластинки. Особый резонанс вызвало приложенное к статье изображение кисти руки его жены Анны Берты с чётко видимыми костями и обручальным кольцом. Новость мгновенно распространилась по миру: уже в январе 1896 года о «рентгеновских лучах» писали газеты в Европе и США. Научное сообщество и общественность были потрясены возможностью «видеть сквозь тело».

Дальнейшие исследования

В 1896 году Рентген опубликовал вторую работу «Новое сообщение о лучах», а в 1897 — третью «Дальнейшие наблюдения о свойствах X-лучей». Он установил, что интенсивность излучения пропорциональна напряжению на трубке, а жёсткость (проникающая способность) увеличивается с ростом напряжения. Рентген отказался патентовать своё открытие, считая, что результаты научных исследований должны принадлежать всему человечеству. Он также не принял предложенное ему дворянство.

Нобелевская премия

В 1901 году была учреждена Нобелевская премия. Первым лауреатом по физике стал Вильгельм Рентген с формулировкой «в знак признания исключительных заслуг, которые он оказал науке открытием замечательных лучей, названных впоследствии в его честь». Денежную часть премии (150 800 шведских крон) Рентген передал Вюрцбургскому университету.

Другие научные достижения

Помимо открытия X-лучей, Рентген внёс значительный вклад в различные области физики:

• Теплоёмкость газов: экспериментально подтвердил закон Майера для отношения теплоёмкостей газов.
• Электродинамика: исследовал электрические свойства кристаллов, в частности пиро- и пьезоэлектричество, а также вращение плоскости поляризации света в электрическом поле (эффект Керра).
• Механика: изучал сжимаемость жидкостей и твёрдых тел.
• Магнетизм: открыл магнитное поле, создаваемое движущимся электрическим зарядом (в 1878 году, одновременно с Эдвином Холлом, но не опубликовал результаты).

Личная жизнь

В 1872 году Рентген женился на Анне Берте Людвиг, дочери владельца пансиона в Цюрихе. Детей у пары не было. В 1881 году они удочерили шестилетнюю племянницу Анны — Берту. Рентген отличался замкнутым характером, избегал публичности и светских мероприятий. Его хобби были пешие прогулки в Альпах и охота. После смерти жены в 1919 году он жил уединённо в своём доме в Вайльхайме. Умер 10 февраля 1923 года в Мюнхене от рака кишечника. Похоронен на Старом кладбище Гиссена.

Наследие и память

Открытие Рентгена произвело революцию в медицине, физике, материаловедении и других науках. Практически сразу после публикации X-лучи начали применяться для диагностики переломов, обнаружения инородных тел, а позднее — для лечения онкологических заболеваний (лучевая терапия). В физике рентгеновское излучение стало ключевым инструментом для изучения структуры кристаллов (рентгеноструктурный анализ), а также привело к открытию радиоактивности Анри Беккерелем.

В честь учёного названы:

• Единица измерения экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения — рентген (Р).
• Кратер на обратной стороне Луны.
• Астероид (6401) Рентген.
• Институт рентгенологии и радиологии в Берлине (нем. Deutsches Röntgen-Museum).
• Многие улицы, больницы и учебные заведения в Германии и других странах.

Интересные факты

• Рентген назвал открытые лучи «X-лучами» (X-Strahlen), подчёркивая их неизвестную природу. Термин «рентгеновские лучи» (Röntgenstrahlen) ввёл в обиход немецкий анатом Альберт фон Кёлликер.
• При жизни Рентген категорически возражал против использования термина «рентгеновские лучи» в немецкоязычных странах, предпочитая «X-лучи».
• Первая в мире рентгенограмма была получена 22 декабря 1895 года — это был снимок кисти руки Анны Берты Рентген.
• Во время Первой мировой войны Рентген, несмотря на преклонный возраст, работал в Мюнхенском университете, занимаясь рентгенодиагностикой раненых.

Источники

• Wilhelm Conrad Röntgen. Ueber eine neue Art von Strahlen (1895).
• Нобелевская лекция В. К. Рентгена (1901).
• Otto Glasser. Wilhelm Conrad Röntgen and the Early History of the Roentgen Rays (1933).
• Большая советская энциклопедия, 3-е издание (статья «Рентген Вильгельм Конрад»).
• Deutsches Röntgen-Museum (Remscheid, Германия).