Wilhelm Conrad Röntgen

gigatos | November 14, 2021

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Zusammenfassung

Wilhelm Conrad Röntgen (Lennep, 27. März 1845 – München, 10. Februar 1923) war ein deutscher Physiker.

Sein Name ist mit der am 8. November 1895 erfolgten Entdeckung der elektromagnetischen Strahlung im Frequenzbereich der heutigen Röntgenstrahlung verbunden. Die Bekanntgabe dieser Entdeckung erfolgte am 5. Januar 1896. Am Ort der Entdeckung befindet sich heute ein kleines Museum, die Röntgen-Gedächtnisstätte. Röntgen wurde von der Universität Würzburg die Ehrendoktorwürde verliehen.

Für diese Entdeckung erhielt Röntgen 1901 den ersten Nobelpreis für Physik. Dies geschah „in Anerkennung seiner herausragenden Verdienste bei der Entdeckung der wichtigen Strahlung, die später nach ihm benannt wurde“. Röntgen spendete das Preisgeld seiner Universität. Wie Pierre Curie einige Jahre später, weigerte sich Röntgen aus moralischen Gründen, diese Entdeckung patentieren zu lassen; er wollte auch nicht, dass die neue Strahlung nach ihm benannt wurde, obwohl dies ungeachtet seines Willens geschah.

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Ausbildung

Er wurde am 27. März 1845 in Lennep, einer Stadt im Bergischen Land, geboren. Er war der einzige Sohn von Friedrich Conrad Röntgen, einem Textilfabrikanten und Kaufmann, der einer alten Kaufmannsfamilie entstammte, deren Mitglieder bis ins 17. Jahrhundert zurückreichen, und der Charlotte Constanze Frowein, eine Cousine ersten Grades, geheiratet hatte. Als er drei Jahre alt war, zog seine Familie in das Haus seines Großvaters in Alpeldoorn in den Niederlanden.

Am Ende seiner Grundschulzeit, im Alter von zwölf Jahren, trat Röntgen in das von Martinus Hermanus van Doorn geleitete Internat auf einem großen Landgut in Middelland ein. Fünf Jahre später meldeten ihn seine Eltern an der Technischen Schule in Utrecht an, von der er verwiesen wurde, weil er sich weigerte, den Namen eines Klassenkameraden zu nennen, der eine Karikatur eines ziemlich strengen Lehrers gezeichnet hatte. Obwohl seine Ausbildung einige grundlegende Mängel aufwies, bestand sein Vater auf einer angemessenen Universitätsausbildung. Ohne Schulabschluss konnte Röntgen in den Niederlanden nur als Gasthörer die Universität besuchen.

Am 18. Juni 1865 schrieb er sich daher an der Universität Utrecht als Physikstudent ein, ohne die für einen regulären Studenten erforderlichen Zeugnisse zu besitzen. An der Universität freundete er sich mit einem jungen Schweizer an, Dr. Thormann, einem Ingenieur in einer Schweizer Lokomotivfabrik. Von ihm erfuhr Wilhelm Röntgen, dass die Zürcher Polytechnische Schule (heute ETH Zürich) auch Studenten ohne Abschluss aufnahm, allerdings erst nach einer recht schwierigen Aufnahmeprüfung. Obwohl er keine Matura hatte, schaffte Röntgen die Aufnahmeprüfung an der ETH Zürich, wo er drei Jahre lang Maschinenbau studierte.

1868 schloss Röntgen sein Studium mit einer Arbeit über die Untersuchung von Gasen ab und wurde ein beliebter Schüler von August Kundt, Professor für Experimentalphysik an der Polytechnischen Schule, wo er Vorlesungen über die Theorien des Lichts hielt. In Kundts Labor führte Röntgen seine ersten physikalischen Experimente über die Eigenschaften von Gasen durch. Nach einem Jahr Arbeit bei Professor Kundt promovierte er am 12. Juni 1869 zum Doktor der Physik an der Universität Zürich. Im folgenden Jahr wurde er Assistent im Physiklabor und schloss im selben Jahr ein originelles Forschungsprojekt ab, das in einer Veröffentlichung mit dem Titel On the Determination of the Ratio of Specific Heats of Air mündete.

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Karriere

1872 folgte Röntgen Professor August Kundt nach Straßburg, um als erster Assistenzprofessor für Physik das Studium und die Lehre der Physik an der dortigen Universität zu eröffnen. Im Jahr 1874 wurde er Rektor der Universität Straßburg und 1875 Professor für Mathematik und Physik an der Landwirtschaftlichen Akademie in Hohenheim, Württemberg.

Im Jahr 1876 kehrte er nach Straßburg zurück und blieb drei Jahre lang in der französischen Stadt. Die Zeit, die Röntgen in Straßburg und Hohenheim verbrachte, diente dazu, die Methodik der physikalischen Experimente zu perfektionieren und Erfahrungen als Lehrer zu sammeln. In diesen Jahren verbesserte er die Qualität seiner Experimente und die methodische Genauigkeit erheblich. Im Jahr 1879 wurde er Vorsitzender des Fachbereichs Physik an der Universität Gießen. Er blieb dort zehn Jahre lang, die produktivste Zeit seiner wissenschaftlichen Karriere vor der Entdeckung der Röntgenstrahlen. In Gießen beschäftigte sich Röntgen vor allem mit zwei Forschungslinien: zum einen mit den Eigenschaften von Kristallen, zum anderen mit den Wechselwirkungen zwischen Gasen und Wärmestrahlung.

Im Jahr 1881 wurde Röntgen zum Mitglied des Erweiterten Senats der Universität und zum Präsidenten der Hessischen Gesellschaft für Naturwissenschaften gewählt. 1888 schloss Röntgen seine Arbeit „über die elektrodynamische Kraft, die durch dielektrische Bewegung in einem homogenen elektrischen Feld erzeugt wird“ ab, die Maxwells Theorien experimentell bestätigte. Als Ergebnis seiner Arbeit erhielt er den Lehrstuhl für Physik an der Universität Würzburg, deren Rektor er 1894 wurde. Auf besonderen Wunsch der bayerischen Regierung erhielt Rontgen im Jahr 1900 eine Professur an der Universität München, wo er bis zu seinem Tod im Jahr 1923 blieb.

1902 lehnte er eine Einladung der Carnegie Institution for Science in Washington ab, um seine Röntgenexperimente fortzusetzen und zu verfeinern, und 1904 die Einladung, Präsident des Physikalisch-Technischen Instituts in Charlottenburg zu werden. Rontgen hatte einen Zweig seiner Familie in den USA und hatte mehrmals erwogen, dorthin zu ziehen. Obwohl er eine Professur an der Columbia University in New York City erhalten hatte, änderte der Ausbruch des Ersten Weltkriegs seine Pläne. Er blieb für den Rest seiner Karriere in München und verließ den Lehrerberuf im Jahr 1919. Im Jahr 1920 wurde er emeritiert und erhielt zwei kleine Labors, in denen er seine Arbeit fortsetzte, wenn auch unter Schwierigkeiten.

Röntgen war ein Musterbeispiel für einen gewissenhaften Forscher, ein Liebhaber der wissenschaftlichen Wahrheit und keineswegs vom Streben nach Vergütung und Patenten angezogen. Er verstand es, Probleme klar zu formulieren, war geschickt in der experimentellen Untersuchung und beendete seine Forschung, deren Ergebnisse er streng kontrollierte, bevor er seine Ergebnisse kurz, logisch und auf den Punkt brachte.

Er lehnte viele prestigeträchtige Aufträge ab und schlug verschiedene Möglichkeiten aus, Geld zu verdienen. Trotz des Rummels um seine Entdeckung und der Anerkennung seiner Verdienste im In- und Ausland versuchte er bis zu seinem Tod ein bescheidenes und wirtschaftlich bescheidenes Leben zu führen. Er hat sich nie in die Entscheidungen von Unternehmen oder Ingenieuren eingemischt, die seine Entdeckung kommerziell weiterentwickelt haben, indem sie Geräte für die medizinische Diagnostik und Forschungslabors gebaut haben.

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Privatleben

Während seiner Zeit in Würzburg bei Professor Kundt, der zum Professor für Experimentalphysik an dieser Universität ernannt worden war, begann Röntgen eine Beziehung mit der sechs Jahre älteren Anna Bertha Ludwig. Sie heirateten am 19. Januar 1872 in Alpedoorn mit der Zustimmung von Röntgens Eltern, die von dem Mädchen beeindruckt waren. Sie lebten 50 Jahre lang zusammen. Sie hatten keine leiblichen Kinder, aber 1887 adoptierten sie Josephina Berta, Berthas sechsjährige Nichte und die Tochter ihres Bruders.

Das Paar teilte die Liebe zu Spaziergängen in der Natur und die Liebe zu den Bergen. In seiner Kindheit hatte Röntgen viel Zeit damit verbracht, die Landschaft in der Nähe von Alpendoorn zu erkunden, und in seiner Jugend verbrachte er viele Stunden in den Bergen südlich von Zürich, wobei er oft den Betelberg bestieg. Sein Lieblingsort war Pontresina, ein Schweizer Alpendorf. Als er mit Bertha verheiratet war, gingen die beiden oft gemeinsam klettern und auf den Alpenseen Boot fahren. Die letzten Jahre ihres Lebens verbrachten sie in Frieden und führten ein bescheidenes Leben in Weilheim bei München.

Nach Jahren des Leidens starb Bertha 1919 und ließ ihren Mann allein und müde zurück. Röntgens Tod folgte bald darauf. Tatsächlich starb Röntgen am 10. Februar 1923 im Alter von 78 Jahren an den Folgen eines Darmkrebses in seinem Haus in einem Vorort von München. Seine Asche wird auf dem Gießener Friedhof neben der seiner Frau und seiner Eltern beigesetzt. Die Testamentsvollstrecker verbrannten auf seine Anweisung hin alle seine wissenschaftlichen Schriften und seine Korrespondenz.

1894 war das Jahr, das seine Karriere als Forscher am meisten prägte. Damals, nach der Entdeckung der anodischen Strahlen im Jahr 1876 durch den deutschen Physiker Eugen Goldstein, wurde in wissenschaftlichen Kreisen viel über die Natur der Strahlen selbst diskutiert. Röntgen beschloss, Studien auf dem Gebiet der Kathodenstrahlen durchzuführen, um die von den deutschen Physikern Heinrich Hertz und Philipp Lenard gezogenen Schlüsse zu überprüfen. Er wiederholte die Experimente von Lenard, indem er eine Induktionsspule für den elektrischen Strom beschaffte, die acht Impulse pro Sekunde mit etwa 35.000 Volt erzeugte, und zwar dank einer Quecksilberpumpe, die es ermöglichte, der Röhre die Luft zu entziehen, so dass ein bestimmtes Gas in sie eingeführt werden konnte. Es sei darauf hingewiesen, dass Röntgen wegen seiner Farbenblindheit den Raum während seiner Experimente vollständig abdunkeln musste.

Am Abend des 8. November 1895, dem Tag der Entdeckung, bemerkte er, dass ein mit Bariumplatinocyanid bestreuter Schirm, den er in geringer Entfernung von der Röhre aufgestellt hatte, schwach leuchtete.

Das Licht war nur aus dem Augenwinkel sichtbar, in einem Bereich, in dem sich ein besonders empfindlicher Teil der Netzhaut befindet. Rontgen starrte auf den Bildschirm, konnte aber nichts sehen. In einem Versuch, die Eigenschaften der Strahlen zu entdecken, hielt er seine Hand in den Strahlengang und bemerkte, dass der Schatten der Handknochen auf dem Papier zu sehen war; er stellte fest, dass diese Strahlen, die er „X“ nannte, weil sie unbekannt waren, vom Kontakt der Kathodenstrahlen mit der Antikathode in der Röhre kamen. Was auch immer die schwarze Pappscheibe beleuchtete, war sowohl für das bloße Auge unsichtbar als auch in der Lage, die dicke Papierschicht zu durchdringen, die die Röhre abdeckte.

Röntgen wiederholte das Experiment mehrmals, um sicherzugehen, dass er keinen Fehler gemacht hatte. Er versuchte dann, den geheimnisvollen Strahl mit verschiedenen Gegenständen zu blockieren, und stellte fest, dass nur Blei die Aufgabe erfüllen konnte. Schließlich erkannte er, dass es möglich war, die erhaltenen Bilder zu fixieren und über einen längeren Zeitraum aufzubewahren, indem er ein Objekt zwischen den Strahlenemitter und eine fotografische Platte einfügte. Also ersetzte er den Bildschirm durch einen Fotofilm und bat seine Frau, die nichts von den Entdeckungen ihres Mannes ahnte, ihre Hand ruhig auf die Platte zu halten. Nach einer 15-minütigen Bestrahlung der Platte konnte das Paar deutlich die Knochen von Bertas Hand in einem dunklen Schatten erkennen, der als das Fleisch der Finger selbst identifiziert wurde. So erhielt Röntgen das erste Röntgenbild der Geschichte: ein Bild der Knochen in der Hand seiner Frau und ihres Eherings. Er beschloss, die geheimnisvollen Strahlen vorläufig „X“ zu nennen, nach dem mathematischen Zeichen für eine unbekannte Größe.

Am 28. Dezember 1895 übergab er das Manuskript mit der Beschreibung des Experiments direkt an den Sekretär der Medizinisch-Physikalischen Gesellschaft in Würzburg mit der Bitte um rasche Veröffentlichung. Am 28. Dezember 1895 überreichte Röntgen der Medizinisch-Physikalischen Gesellschaft in Würzburg den Bericht über seine Entdeckung „Über eine neue Art von Strahlen“, und innerhalb weniger Tage war die Nachricht durch die breite Berichterstattung in der internationalen Presse in aller Munde. Die unerwartete Entdeckung der Röntgenstrahlen fand in der Weltpresse große Beachtung und brachte Röntgen eine Berühmtheit, die er gar nicht wollte. Die meisten Wissenschaftler haben diese Artikel gelesen, bevor die Übersetzungen des Originalspeichers verfügbar waren, und so ist es nicht verwunderlich, dass viele von ihnen ihnen ihnen zunächst keinen Glauben schenkten. Zu den Skeptikern gehörte Lord Kelvin von der Universität Glasgow, der zu dieser Zeit als einer der bedeutendsten lebenden Wissenschaftler galt.

Am 13. Januar 1896 wurde er an den Hof von Kaiser Wilhelm II. eingeladen, um seine Experimente zu demonstrieren. Nachdem er das Gerät installiert hatte, zeigte er, wie die von ihm entdeckten Strahlen sowohl Holzbretter als auch Pappkartons durchdringen können. Der Kaiser war von der Vorführung beeindruckt und zeichnete ihn mit den Insignien des preußischen Kronenordens 2.

Am 23. Januar 1896 stellte Röntgen vor der Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft in Würzburg seine Dissertation über eine neue Art von Strahlen vor. Er präsentierte die bis dahin erzielten Ergebnisse und illustrierte sie mit grundlegenden Experimenten. Zum Schluss machte er eine Röntgenaufnahme der Hand des berühmten von Kölliker, Professor für Anatomie an dieser Universität und als deutscher Vater der Biologie des 19. Von Kölliker ergriff das Wort und erklärte, dass er in den 48 Jahren seiner Mitgliedschaft in der Medizinisch-Physikalischen Gesellschaft noch nie an einer Sitzung teilgenommen habe, in der ein Thema von so großem Interesse vorgestellt worden sei, und er schlug unter begeisterter Zustimmung der gesamten Versammlung vor, der neuen Strahlung den Namen Röntgenstrahlen zu geben, der in Deutschland noch heute verwendet wird.

Das Laborhaus in Würzburg, in dem Röntgen die Strahlen entdeckte, die Materie durchdringen, ist heute ein kleines Museum, die Rontgen-Gedächtnisstatte, in der auch der Verein „Kuratorium zur Förderung des Andenkens an Wilhelm Conrad Rontgen“ in Würzburg untergebracht ist, der das Andenken an Wilhelm Conrad Röntgen fördert.

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Die Folgen der Entdeckung der Röntgenstrahlen

Röntgen hatte entdeckt, dass die Elektronen, die normalerweise von Kathodenstrahlröhren emittiert werden, unter bestimmten Bedingungen elektromagnetische Strahlung aussenden, die fast jedes Material durchdringen kann. Selten in der Geschichte der Wissenschaft wurde eine Entdeckung so schnell bekannt gemacht wie die Röntgenstrahlen und hatte einen solchen Einfluss auf die öffentliche Meinung. Besonderes Interesse weckten die Fotos, die die sensationellen Anwendungen der Strahlen im medizinischen Bereich zeigten.

Innerhalb von vier Wochen nach der Veröffentlichung der Arbeit war Röntgens Name in fast allen europäischen wissenschaftlichen Publikationen zu lesen. Im Januar 1896, einen Monat nach seiner Entdeckung, erhielt er von zwei Wiener Ärzten, Hascheck und Lindenthal, das Röntgenbild einer amputierten Hand. Sie hatten eine Mischung aus Wismut-, Blei- und Bariumsalzen in die Blutgefäße der Hand injiziert. Die Venen traten auf dem Bild deutlich hervor: Es war die erste Annäherung an ein Angiogramm. Chirurgen wiesen zunehmend auf die Nützlichkeit von Röntgenaufnahmen hin, nicht nur bei der Diagnose von Frakturen, sondern auch in der postoperativen Phase. Kugeln könnten durch Röntgenaufnahmen genauer geortet und weniger grausam und schmerzhaft herausgezogen werden.

Im April 1896 wurde eine Frau, die in einem Theater die Treppe hinuntergestürzt war, an eine amerikanische Universität überwiesen, wo eine Röntgenaufnahme einen mehrfachen Bruch des linken Fußes ergab. Diese Fotos wurden später im Rahmen einer Klage gegen das Theater vor Gericht gebracht. Bereits ein Jahr nach dem Experiment war die erste radiologische Abteilung in einem britischen Krankenhaus in Betrieb, und innerhalb kurzer Zeit wurden Röntgenstrahlen weltweit nicht nur zur Darstellung von Knochenbrüchen und Schusswunden, sondern auch von Brust- und Unterleibserkrankungen eingesetzt.

Doch schon bald wurden die Sicherheitsaspekte bei der Verwendung von Röntgenstrahlen deutlich. Es gibt eine Geschichte über einen Studenten der Columbia University namens Herbert D. Hawks, der die zweite Aufgabe übernahm, die Neuheit der Röntgenstrahlen in einer Ausstellung in einem Kaufhaus zu präsentieren. Er legte seinen Kopf neben die Röhre, um seinen Schädel durchsichtig zu machen. Nachdem er den Strahlen weiter ausgesetzt war, trat auf seiner Haut ein Sonnenbrand auf, der später von Schmerzen begleitet wurde.

Er bemerkte auch, dass ihm die Haare ausfielen, seine Nägel nicht mehr wuchsen und sein Sehvermögen beeinträchtigt war. Das war im Juli 1896. In späteren Jahren wurden weitere negative Auswirkungen von Röntgenstrahlen dokumentiert. Dazu gehören Strahlenkrankheit, Unfruchtbarkeit und verschiedene bösartige Erkrankungen.

Was Röntgen auch nicht wusste, war, dass diese Strahlen in hohen Dosen ähnliche Wirkungen haben wie eine andere Art von elektromagnetischer Strahlung, die Gammastrahlen, die gefährlichste Strahlung, die bei Kernspaltungen wie Atomexplosionen freigesetzt wird.

Das kleine Gerät, das Röntgen für seine Entdeckung verwendete, wurde mit einigen Verbesserungen viele Jahre lang auch für medizinische Zwecke genutzt.

Original Memoiren:

Englische Versionen

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Roentgenio

Im Jahr 2004 wurde der Physiker nach dem chemischen Element 111, Roentgenium, benannt, das 1994 in seinem Labor synthetisiert wurde.

Quellen