Wilhelm Conrad Röntgen, nositel Nobelovy ceny - fyzik, in¾enýr a vynálezce
Vynálezce byl sám pøekvapen svým objevem paprskù X, pozdìji nazvaných na jeho poèest Röntgenovy paprsky. Jeho objev je pova¾ován za souèást dnešního ¾ivota. Pøispìl ale k dalším objevùm i mnoha dalších nositelù Nobelovy ceny.
Wilhelm Conrad Röntgen narodil 27. bøezna 1845 v mìstì Lennap v Severním Porýní-Vesfálsku, které je dnes samosprávnou èástí mìsta Remscheidu. Jeho otec Friedrich Röntgen (1801 - 1884) byl obchodníkem s látkami. Jeho maminka byla otcovou sestøenicí a byla holandského pùvodu - Charlotte Constanze Frowein (1806 - 1888). Byl jediným dítìtem svých rodièù. V roce 1848 se rodina pøestìhovala do Holandska, podle nìkterých pramenù ze strachu z obavc revoluce 1848, do mìsta Apeldoornu v provincii Geldry, kde Wilhelm strávil své dìtství. Navštìvoval soukromou internátní školu Instituut Martinus Herman van Doorn. Zde neprojevoval nìjaké zvláštní nadání, pouze lásku k pøírodì. Zabýval se ale mechanikou.
Od roku 1861 do 1863 navštìvoval všeobecnou technickou školu v Utrechtu, kde ¾il v rodinì otcovského pøítele. Mìl tam ale problém - byl vylouèen proto, ¾e nìkdo na zástìnu u kamen nakreslil karikaturu profesora a on neprozradil, kdo. Ale zároveò mu byl odepøen i pøístup do dalších holandských škol.
Bez maturitního vysvìdèení mohl být na utrechtské univerzitì pouze mimoøádným posluchaèem, ale po dvou letech pøešel na švýcarskou techniku - Eidgenössiche technische Schule v Curych (Federální polytechnická škola) na studium strojírenství, kde musel absolvovat pøijímací zkoušku místo chybìjícího maturitního vysvìdèení. Ve studiu pak dosahoval vynikajících výsledkù a in¾enýrský diplom získal roku 1868; nìkteré prameny uvádìjí letopoèty 1865 a 1866. Jedním z jeho významných profesorù byl Rudolf Clausius (1822 - 1888), pova¾ovaný za zakladatele termodynamiky, který definoval pojem „entropie“. Zároveò Röntgen studoval i na místní univerzitì, kde si musel doplnit vzdìlání v klasických pøedmìtech, proto¾e ty se na školách, které navštìvoval pøedtím, nevyuèovaly. Získal tedy 28. èervna 1869 i doktorát z filozofie na téma „Studium plynù“ (Studien über Gase).
Po absolutoriu se stal asistentem svého profesora Augusta Kundta (1839 - 1894), se kterým pøešel v roce 1870 na univerzitu do Würzburgu (Julius Maximilians- Universität). - Profesor Kundt se proslavil mìøením rychlosti zvuku ve vzduchu a v plynech všeobecnì.
Vlastnosti plynù byly obsahem první Röntgenovy vìdecké práce z roku 1870, uveøejnìné èasopisecky, kde se zabýval specifickým teplem plynù „Über die Bestimmung des Verhältnisses der spezifischen Wärmen der Luft“ (O zjiš»ování specifického tepla ve vzduchu).
V roce 1872 se o¾enil v Apeldoornu s Annou Berthou Ludwig z Curychu (1839 - 1919), její¾ otec byl curyšský kavárník a hospodský, majitel restaurace „Zu Grünen Glas“ (U zelené sklenice). Jejím bratrancem byl nìmecký dramatik a spisovatel Otto Ludwig (1813 - 1865). Man¾elé Röntgenovi nemìli vlastní dìti, tak roku 1887 adoptovali šestiletou dceru Annina bratra Hanse - Josephinu Berthu Ludwig.
V roce 1873 Röntgen Kundta následoval na univerzitu do Štrasburku. Aby mohl dále uèit, habilitoval se 13. bøezna 1874. Od roku 1874 byl na univerzitì soukromým docenten, pøíštího roku byl u¾ mimoøádným profesorem.
Roku 1878 publikoval práci „Ûber ein Aneroidbarometer mit Spiegelablesung“ (O barometru se zrcadlovým odeèítáním) a následujícího roku práci „Über die elektromagnetische Drehung der Polarisationsebene des Lichtes in den Gasen“ (O elektromagnetické rotaci polarizaèní roviny svìtla v plynech).
Následujícího roku získal místo mimoøádného profesora fyziky na zemìdìlské akademii v Hohenheimu ve Würtembersku. Moc spokojen tam nebyl - univerzita byla pøístrojovì velmi chudì vybavena a on potøeboval pracovat experimentálnì. V roce 1876 se tedy vrátil zpátky na univerzitu do Štrasburku a v dubnu roku 1879 získal katedru fyziky na univerzitì v Giessenu (Justus Liebig - Universität), kde zùstal do roku 1888. Bìhem tého doby dostal nabídky na místo profesora na univerzity do Jeny a Utrechtu, které odmítl. Také bìhem jeho pobytu v Giessenu tam zemøeli oba Röntgenovi rodièe a byli v Giessenu pochováni.
Bydlel v Südanlage 17 a na domì je od tøicátých let dvacátého století pamìtní deska. Uvádí se také, ¾e mìl v Giessenu pronajatý revir.
Z tohoto období je nìkolik pøíspìvkù do rùzných èasopisù. Z roku 1881 je zajímavá práce „Ûber Töne, welche durch intermittierende Bestrahlung eines Gases entstehen“ (O tónech. které vznikají pøerušovaným ozaøováním plynù), co¾ byl zaèátek fotoakustické spektrometrie. Pokud se toti¾ záøení periodicky pøerušuje, tak vzniká v plynu kolísání tlaku, které lze zaznamenat akusticky podle odpovídající frekvence. Tìmto zvukùm se øíká „Röntgenovy tóny“. Podobný pokus ve stejné dobì uskuteènil ve Spojených státech skotský fyzik a vynálezce telefonu Graham Bell (1847 - 1922).
Práce o viskozitì „Ûber ein Einfluss des Druckes auf die Viskosität der Flüssigkeiten, speziell des Wassers“ (O vlivu tlaku na viskozitu kapalin, obzvláštì vody) a „Neue Versuche über die Absorption von Wärme durch Wasserdampf“ (Nové pokusy o absorpci tepla vodní parou) vyšly v roce 1884.
Roku 1888 dostal Röntgen nabídku místa na univerzitì ve Würzburku, kde mìl nahradit profesora Friedricha Kohlrausche (1840 - 1910), který šel uèit do Štrasburku, a zároveò být øeditelem fyzikálního ústavu.Nastoupil tam 1. øíjna.
Dalších dvanáct let pùsobil Röntgen na würzburské univerzitì, v roce 1894 byl dokonce jejím rektorem.
V roce 1888 vyšla jeho práce „Über die durch Bewegung eines im homogen elektrischen Felde befindlichen Dielektrikums hervorgerufene elektrodynamische Kraft“ (O elektrodynamické síle vyvolané pohybem dielektrika, nacházejícího se v homogenním elektrickém poli), na kterou navázal holandský fyzik Hendrik Lorentz (1853 - 1928) pøi formulaci tzv. Lorentzovy transformace. Lorentz pojmenoval posuvný proud, který pøi tomto jevu vznikal v dielektriku, jako Röntgenùv proud. Tato Röntgenova práce byla fyziky pøijata jako velmi významná.
V roce 1890 uveøejnil èlánek „Über die Dicke von kohärenten Ölschichten auf der Oberfläche des Wassers“ (O tlouš»ce souvislé olejové vrstvy na povrchu vody) a v roce 1892 to byl èlánek „Über die Konstitution des flüssigen Wassers“ (O uspoøádání tekoucích vod).Na konci sedmdesátých let devatenáctého století se anglický fyzik Sir William Crookes zabýval katodovým záøením, pøi pokusech, kde napøíklad byl v v trubici s vyèerpaným vzduchem umístìn køí¾ a bylo mo¾né po pøipojení trubice na vysoké napìtí pozorovat v proudu svìtelných paprskù ostrý stín tohoto køí¾e. V jeho dobì byla tato trubice nazývána Crookesovou trubicí. Také ji¾ døíve se tìmito pokusy zabýval nìmecký experimentátor, Heinrich Daniel Ruhmkorff (1803 - 1877), známý svou konstrukcí Ruhmkorffova induktoru. Byli i další fyzici - nìmeètí fyzici Julius Plucker (1801 - 1868) a Heinrich Hertz (1857 - 1894), nìmecký fyzik a chemik Johann Wilhelm Hittorf (1824 - 1914), anglický in¾enýr Cromwell Fleetwood Varley (1828 - 1883) a nìmecký fyzik Eugen Goldstein, kteøí se tímto jevem intenzívnì zabývali. Další fyzik, nìmecko - maïarský fyzik Philipp Lénárd, rodák z Bratislavy (1862 - 1947), rovnì¾ dìlal v koncem devatenáctého století pokusy s katodovým záøením. Od r. 1887 se výzkumem katodových paprskù zabýval také Nikola Tesla (1856 - 1943).
Röntgen experimentoval s katodovými paprsky od roku 1894. Místo, kde své pokusy konal, je na obrázku.
O historii objevu Röntgenových paprskù, ke kterému došlo v pátek 8. listopadu 1895 pozdì odpoledne, existuje spousta legend. Röntgen sám zamezil další informování o sobì, proto¾e ve své poslední vùli urèil, ¾e se jeho zápisky mají spálit.
Röntgen byl velmi introvertní èlovìk, dokonce se traduje, ¾e v pøípadì, kdy pracoval na nìjakém problému, neodpovídal na dotazy ani své man¾elce. Tehdy pracoval v laboratoøi také sám. O své práci napsal: „Nikomu jsem o své práci nic neøekl, svojí man¾elce jsem øekl, ¾e dìlám nìco, o èem - kdyby se to lidé dozvìdìli, ¾e by øekli, ¾e se ten Röntgen úplnì zbláznil.“
Nìmecký fyzik a fyziolog Hermann von Helmoltz (1821 - 1897) ji¾ døíve ve své pøedpovìdi zformuloval matematicky to, co Röntgen objevil.
Pravdìpodobnì napomohla i náhoda. Uvádí se, ¾e Röntgen pracoval s rùznými katodovými trubicemi podle konstrukcí svých pøedchùdcù a zkoumal elektrickou vodivost plynù. Místnost byla bez oken a Röntgen sám ztlumil svìtlo a trubici zakryl, aby ho nerušilo katodové záøení. A pøes to zakrytí vidìl, ¾e krystalky v blízkosti trubice zaèaly svìtélkovat. Zkoumal rùzné konfigurace s pøeká¾kami stavìnými do dráhy tìchto, zatím neznámých paprskù, a odvozoval, ¾e se jedná o záøení lidským zrakem nepostøehnutelné. Zjistil také, ¾e tlouš»ka pøeká¾ky na cestì paprskù zpùsobuje rùznou transparentnost.
Následujících sedm týdnù Röntgen tvrdì pracoval pøi prozkoumání zjištìného jevu. Dokonce se uvádí, ¾e do laboratoøe pøenesl i svou postel a ¾e tam i jedl, aby ho nic nevyrušovalo.
Své bádání se sna¾il dokumentovat na fotografické desce. Zkusil fotograficky zaznamenat obraz prosvícené ruky své man¾elky; uvádí se, ¾e se 22. prosince 1895 podrobila expozici, trvající kolem dvacet minut, netušíc tehdy, ¾e se vystavuje znaènému riziku ozáøení! Paprsky Röntgen nazval „paprsky X“. Obrázek prvního rentenového snímku je na dalším obrázku.
U¾ 28. prosince tého¾ roku referoval Röntgen o svém objevu pøedsedajícímu Fyzikálnì - lékaøské spoleènosti (Physikalisch-Medizinische Gesselschaft) ve Würzburgu o svém objevu. Název jeho zprávy zní „Über eine neue Art von Strahlen. Vorläufige Mitteilung“ (O novém druhu paprskù. Pøedbì¾ná zpráva). Svým kolegùm zprávu poslal spolu s novoroèním blahopøáním.
Hned na zaèátku roku 1896 pøedlo¾il Röntgen svùj objev v Berlínì císaøi Wilhelmovi II. (1859 - 1941).
Ji¾ v roce 1896 byly paprsky na jeho poèest pøejmenovány na Röntgenovy, i kdy¾ v anglièinì pøetrváva oznaèení „paprsky X“.On sám ve své skromnosti toto pojmenování odmítal.
Brzy vyšel jeho objev ve známost v široké veøejnosti a Rötgen byl oslavován, proto¾e lékaøi nejdøíve poznali pøevratný objev pro svou práci.
V únoru 1896 se nechal jeho objevem inspirovat pøi svých pokusech francouzský fyzik Henri Becquerel a objevil také nový druh záøení - pøirozenou radioaktivitu.
Hned v roce 1896 dostal Röntgen ocenìní od Královské spoleènosti v Londýnì - Rumfordovu medaili - a od Italské spoleènosti vìd Matteucciho medaili.
O svém objevu a dalších pokusech s Röntgenovými paprsky Röntgen dále psal ve svých zprávách. První je z r. 1896 „Eine neue Art von Strahlen. 2. Mitteilung“ (Nový druh paprskù. 2. zpráva) a z r. 1897 je „Weitere Beobachtungen über die Eigenschaften der X-Strahlen“ (Další sledování vlastností paprskù X).
Na obrázku je schéma Röngenovy lampy chlazené vodou - K je katoda, A je anoda U jsou napìtí pro elektrody, W je pøítok a odtok chladicí vody a X jsou Röngenovy paprsky.
V roce 1897 jej chtìl bavorský vládce, princ regent Luitpold (1821 - 1912) povýšit do šlechtického stavu, ale Röntgen to ve své skromnosti odmítl, pøijal pouze dekorování øádem královské koruny (Königlicher Kronen-Orden). Odmítal i nabídky spolupráce s firmami, které chtìly rùzným zpùsobem zkonstruovat pøístroje na základì jeho objevu.
Citovala se i jeho odpovìï na jednu z tìchto nabídek: „Prohlásil, ¾e podle dobré tradice profesorù nìmecké univerzity mìl pøíle¾itost, aby jeho objev a vynález patøil lidstvu a ¾e by to v ¾ádném pøípadì nemìlo být svázáno patenty, licencemi, smlouvami, které by nìjaká skupina øídila a kontrolovala.“
V roce 1900 dostal Röntgen od bavorské vlády nabídku profesorského místa na univerzitì v Mnichovì (Ludwig - Maximilian Universität), které se uvolnilo úmrtí profesora fyziky Eugena von Lommela (1837 - 1899). Odmítl nabídky profesorského místa na berlínské akademie a pozici prezidenta berlínského Øíšského fyzikálnì - technického ústavu.
Za svùj objev byl jmenován laureátem Nobelovy ceny za fyziku v prvním roce jejího rozdílení. Od sekretáøe Švédské akademie vìd, fyzika Svante Arrhenia (1859 - 1927) dostal 17. listopadu 1901 oficiální dopis, v nìm¾ ho Arrhenius informoval o jeho volbì. Röntgen mu odpovìdìl tìmito slovy: „Pohádka byla uvedena ve skuteènost. tato myšlenka mì po pøijetí vašich øádek neopouští...“
Na pøedání ceny dostal Röntgen od 6. prosince dovolenou. Pøi projevu pøi banketu na oslavu proslovil Röntgen oslòující øeè se zøetelem na skandinávskou mytologii o snu, který se pro nìj stal skuteèností. Pøi vlastním pøedání ale dìkovnou øeè nepronesl. Padesát tisíc švédských korun, která k cenì dostal, vìnoval würzburské univerzitì. Rovnì¾ odmítal svùj objev patentovat s poukazem, ¾e má slou¾it lidstvu.
Nechtìl pøijmout ani ¾ádnou jinou odmìnu, proto¾e objev vykonal na pùdì würzburské univerzity.
Své dovolené vìtšinou trávil ve svém rekreaèním domku na úpatí bavorských Alp ve Weilheimu, kam zval své pøátele a podnikal výlety do hor. Nìkdy se i dostával do nebezpeèných situací.
Velké mno¾ství pøístrojù, které pøi svých pokusech pou¾íval, si vyrobil sám.
Ve svých pokusech na univerzitì dále pokraèoval a v roce 1913 vydal zprávu „Über die Elektrizitätsleitung in einigen Kristallen und über den Einfluß der Bestrahlung darauf“ (O vedení elektøiny v nìkterých krystalech a vliv záøení na nìj), kterou sepsal se svým ¾ákem, ruským fyzikem Abramem Fjodorovièem Ioffem (1880 - 1960).
Další práci vydal v roce 1914 „Pyro - und piezo-elektrische Untersuchungen“ (Pyroelektrické a piezoelektrické výzkumy).
V té dobì uva¾oval o emigraci do Spojených státù, dostal toti¾ nabídku místa na Kolumbijské univerzitì v New Yorku. Ale kvùli vypuknutí války zùstal v Mnichovì.
Celkem publikoval asi šedesát prací.
Dostal mno¾ství ocenìní a vyznamenání, dohromady je to k sedmdesáti polo¾kám. Získal napøíklad èestné obèanství rodného mìsta, èestný doktorát lékaøské fakulty würzburské univerzity, byl dopisujícím èelenem akademie v Mnichovì.
Na podzim roku 1919 zemøela po dlouhé a tì¾ké nemoci jeho ma¾elka. On sám odešel roce 1920 do penze.
V dùsledku znehodnocení nìmecké mìny zùstal na konci ¾ivota témìø bez prostøedkù. zemøel v Mnichovì 10. února 1923 na rakovinu støev. Nìkteré prameny tvrdí, ¾e onemocnìní vzniklo na základì jeho pokusù, jiné uvádìjí, ¾e mìl olovìnou ochranu. Pochován je v Giessenu v rodinném hrobì se svými rodièi a man¾elkou.
Jeho jménem byly pojmenovány mnohé ulice, námìstí, školy a ústavy. Je po nìm pojmenován asteroid è. 6401. V roce 2004 byl po nìm pojmenován prvek roentgenium a døíve se jako jednotka ozáøení u¾íval jeden rentgen (R). Na jeho poèest poøádá mìsto Remscheid od roku 2001 bìh po nìm nazvaný. V Berlínì sídlí spoleènost radiologù
Deutsche Röntgengesellschaft, která bude v kvìtnu tohoto roku poøádat kongres.
V Giessenu je jeho moderní pomník a v jeho rodném mìstì jeho muzeum.
Röntgenovy paprsky našly uplatnìní pøedevším v lékaøství a jejich význam se ještì zvìtšil pou¾itím poèítaèové tomografie. Ale pou¾ívají se pøi zkoumání velice malých èástí - Röntgenùv mikroskop, ale také pøi prùzkumu vesmíru - rengenová astronomie. Neménì významné je pou¾ití Röntgenova záøení pøi diagnostice rùzných materiálù.
Dobromila Lebrová
