Zusammenfassung

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

Sein Name ist mit der Entdeckung der elektromagnetischen Strahlung im Frequenzbereich, der heute als Röntgenstrahlung bekannt ist, am 8. November 1895 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. Die Begründung lautete "in Anerkennung herausragender Leistungen 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.

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 bereits im 17. Jahrhundert bekannt waren, 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 der Grundschule, im Alter von zwölf Jahren, trat Röntgen in das von Martinus Hermanus van Doorn geführte 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 Mitschülers zu nennen, der eine Karikatur eines ziemlich strengen Lehrers gezeichnet hatte. Trotz der Tatsache, dass seine Ausbildung einige grundlegende Mängel aufwies, bestand sein Vater darauf, dass er eine angemessene Universitätsausbildung erhielt. Ohne Schulabschluss konnte Röntgen in den Niederlanden nur als Gasthörer die Universität besuchen.

Am 18. Juni 1865 immatrikulierte er sich an der Universität Utrecht als Physikstudent, ohne die für ein reguläres Studium erforderlichen Zeugnisse zu besitzen. An der Universität freundete er sich mit einem jungen Schweizer an, Dr. Thormann, einem Ingenieur in einer Schweizer Lokomotivfabrik. Von diesen erfuhr Wilhelm Röntgen, dass die Polytechnische Schule Zürich (heute ETH Zürich) auch Studenten ohne Abschluss aufnahm, allerdings 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 zu den Eigenschaften von Gasen durch. Nach einem Jahr der Zusammenarbeit mit Professor Kundt promovierte er am 12. Juni 1869 an der Universität Zürich zum Doktor der Physik. 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.

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 in der französischen Stadt. Die Zeit, die Röntgen in Straßburg und Hohenheim verbrachte, diente der Vervollkommnung seiner Methodik für physikalische Experimente und dem Sammeln von Erfahrungen als Lehrer. 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.

1881 wurde Röntgen zum Mitglied des Geheimen 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 Röntgen 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 Experimente mit Röntgenstrahlen wieder aufzunehmen und zu vervollkommnen, und 1904 die Einladung, Präsident der Physikalisch-Technischen Anstalt Charlottenburg zu werden. Röntgen hatte einen Zweig seiner Familie in den Vereinigten Staaten 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. So blieb er für den Rest seiner Karriere in München und verließ 1919 den Schuldienst. Im Jahr 1920 wurde er zum Professor emeritus ernannt, was es ihm ermöglichte, zwei kleine Laboratorien zu besitzen, in denen er, wenn auch unter Schwierigkeiten, weiter arbeitete.

Röntgen war ein Musterbeispiel für einen gewissenhaften Forscher, der die wissenschaftliche Wahrheit liebte und sich keineswegs von der Jagd nach Geld und Patenten angezogen fühlte. Er hatte eine klare Vorstellung von den Problemen, war geschickt in experimentellen Untersuchungen und schloss seine Forschungen ab, wobei er die erzielten Ergebnisse streng kontrollierte, bevor er seine Ergebnisse kurz, logisch und zeitnah präsentierte.

Er lehnte viele prestigeträchtige Aufträge ab und schlug mehrere lukrative Angebote aus. Trotz des Rummels um seine Entdeckung und der Anerkennung seiner Verdienste im In- und Ausland versuchte er dennoch, bis zu seinem Tod ein schüchternes und wirtschaftlich bescheidenes Leben zu führen. Er hat sich nie in die Entscheidungen von Unternehmen oder Ingenieuren eingemischt, die seine Entdeckung durch den Bau von Geräten für die medizinische Diagnostik und für Forschungslabors kommerziell weiterentwickelt haben.

Privatleben

Während seiner Zeit in Würzburg, als er Professor Kundt folgte, der zum Professor für Experimentalphysik an dieser Universität ernannt worden war, begann Röntgen eine Beziehung mit der sechs Jahre älteren Anna Bertha Ludwig. Die beiden heirateten am 19. Januar 1872 in der Nähe von Alpedoorn mit dem Einverständnis von Röntgens Eltern, die von dem Mädchen wohlwollend beeindruckt waren. Sie lebten fünfzig Jahre lang zusammen. Sie hatten keine leiblichen Kinder, sondern adoptierten 1887 rechtlich Josephina Berta, eine sechsjährige Nichte von Bertha, der 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 hatte er viele Stunden in den Bergen südlich von Zürich verbracht und oft den Betelberg bestiegen. 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 aller Stille und führten ein finanziell 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 in seinem Haus am Stadtrand von München an den Folgen eines Darmkarzinoms. 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 Anodenstrahlen durch den deutschen Physiker Eugen Goldstein im Jahr 1886, 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 mit Hilfe einer Quecksilberpumpe, die es ermöglichte, der Röhre die Luft zu entziehen und ein bestimmtes Gas in sie einzuführen. Es sei darauf hingewiesen, dass Röntgen aufgrund 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. Röntgen starrte starr auf den Bildschirm, konnte aber nichts sehen. In einem Versuch, die Eigenschaften der Strahlen zu entdecken, legte er seine Hand auf die Flugbahn des Strahls und bemerkte, dass der Schatten der Knochen seiner Hand auf dem Blatt zu sehen war; er stellte fest, dass diese Strahlen, die "Röntgenstrahlen" genannt wurden, weil sie unbekannt waren, durch den Kontakt der Kathodenstrahlen mit der Antikathode in der Röhre entstanden. Was auch immer den aus schwarzem Karton bestehenden Bildschirm beleuchtete, war sowohl für das bloße Auge unsichtbar als auch in der Lage, die dicke Papierschicht zu durchdringen, mit der die Röhre bedeckt war.

Röntgen wiederholte das Experiment mehrmals, um sicherzugehen, dass er keinen Fehler gemacht hatte. Er versuchte dann, den geheimnisvollen Strahl mit verschiedenen Gegenständen zu blockieren, was nur mit Blei gelang. 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 der Entdeckung ihres Mannes ahnte, ihre Hand ruhig auf den Teller zu halten. Nach 15-minütiger Anwendung der auf die Platte gerichteten Strahlen konnte das Paar die Knochen von Bertas Hand in einem dunklen Schatten erkennen, der als das Fleisch der Finger selbst identifiziert wurde. Auf diese Weise erhielt Röntgen das erste Röntgenbild der Geschichte: ein Bild der Handknochen seiner Frau und ihres Eherings. Er beschloss, die mysteriösen Strahlen versuchsweise "Röntgenstrahlen" 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 trug Röntgen den Bericht über seine Entdeckung Ueber eine neue Art von Strahlen vor der Medizinisch-Physikalischen Gesellschaft zu Würzburg vor, und innerhalb weniger Tage wurde die Nachricht durch die große Prominenz, mit der die internationale Presse sie verbreitete, allgemein bekannt. Die unerwartete Entdeckung der Röntgenstrahlen fand in der Weltpresse große Beachtung und brachte Röntgen eine Berühmtheit, die er gar nicht wollte. Die meisten Wissenschaftler lasen diese Artikel, bevor die Übersetzungen des Originalspeichers verfügbar waren, und so ist es nicht verwunderlich, dass einige von ihnen sie zunächst nicht glaubten. 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 konnten. Der Kaiser, der von der Vorführung positiv beeindruckt war, zeichnete ihn mit den Insignien des preußischen Kronenordens II.

Am 23. Januar 1896 stellte Röntgen vor der Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft in Würzburg seine Dissertation über eine neue Art von Strahlen vor. Er erläuterte die bis dahin erzielten Ergebnisse und veranschaulichte sie mit grundlegenden Experimenten. Zum Abschluss machte er eine Röntgenaufnahme der Hand des berühmten von Kölliker, Professor für Anatomie an dieser Universität und der 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 so hochinteressantes Thema vorgestellt worden sei. Er schlug vor, der neuen Strahlung den Namen Röntgenstrahlen zu geben, der in Deutschland noch heute verwendet wird, und fand damit die begeisterte Zustimmung der gesamten Versammlung.

Das Laborhaus in Würzburg, in dem Röntgen die Strahlen entdeckte, die Materie durchdringen, ist heute ein kleines Museum, die Röntgen-Gedächtisstätte, in der auch der Verein "Kuratorium zur Förderung des Andenkens an Wilhelm Conrad Röntgen" in Würzburg, der das Andenken an Wilhelm Conrad Röntgen fördert, seinen Sitz hat.

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. In der Geschichte der Wissenschaft ist es sehr selten vorgekommen, dass eine Entdeckung so schnell bekannt wurde wie die Röntgenstrahlen und eine solche Wirkung auf die öffentliche Meinung hatte. 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 den beiden Wiener Ärzten Hascheck und Lindenthal die Röntgenaufnahme 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. Die Kugeln könnten mit Hilfe von Röntgenstrahlen genauer lokalisiert und auf weniger blutige und schmerzhafte Weise herausgezogen werden.

Im April 1896 wurde eine Frau, die in einem Theater die Treppe hinuntergefallen 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 im Vereinigten Königreich war die erste radiologische Abteilung in einem Krankenhaus in Betrieb, und innerhalb kurzer Zeit wurden Röntgenstrahlen weltweit eingesetzt, um Bilder nicht nur von Knochenbrüchen und Schusswunden, sondern auch von Erkrankungen des Brustkorbs und des Unterleibs zu erhalten.

Doch schon bald wurden die Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit der Verwendung von Röntgenstrahlen deutlich. Die Geschichte erzählt von einem Studenten der Columbia University namens Herbert D. Hawks, der als Nebenjob die Neuheit der Röntgenstrahlen in einer Ausstellung in einem Kaufhaus präsentierte. Er legte seinen Kopf neben die Röhre, um seinen Schädel durchsichtig zu machen. Nach anhaltender Sonnenbestrahlung 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. All dies geschah im Juli 1896. In den folgenden 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, d. h. die gefährlichste Strahlung, die bei Kernspaltungen, z. B. bei Atomexplosionen, entsteht.

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

Original Memoiren:

Englische Versionen

Roentgenio

Das chemische Element 111, Röntgenium, das 1994 im Labor synthetisiert wurde, wurde 2004 nach dem Physiker benannt.

Quellen

1. Wilhelm Conrad Röntgen
2. Wilhelm Conrad Röntgen
3. P. Thurn, E. Bücheler: Einführung in die radiologische Diagnostik. 8. Auflage, Thieme, Stuttgart 1986.
4. Heinz Otremba: Wilhelm Conrad Röntgen. Ein Leben im Dienst der Wissenschaft. ... Würzburg 1970, S. 31.
5. Walter Beier: Wilhelm Conrad Röntgen. Teubner Verlagsgesellschaft, Leipzig u. a. 1970, S. 11.
6. G. A. Evers: Wilhelm Conrad Rontgen in Den Niederlanden. In: Acta Radiologica. Band 16, Nr. 1, Januar 1935, ISSN 0001-6926, S. 88–93, doi:10.3109/00016923509133860 (tandfonline.com [abgerufen am 11. Februar 2023]).
7. ^ Glasser, O., Wilhelm Conrad Rontgen and the Early History of the Roentgen Rays, 1993, pp. 118-123.
8. ^ Nitske, R.W., The life of W. C. Rontgen, discoverer of the X-Ray, 1971, pp. 24-56.
9. ^ Wong, D. S. and S. Y. Tan, Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923): a light in the dark, 2009, pp. 851-852.
10. John Gribbin: 13,8. A Világegyetem valódi kora és a mindenség elmélete nyomában. Icon Books, London, 2015. Magyarul: Akkord Kiadó, 2016. Talentum Könyvek, 267 old. ISBN 978 963 252 093 3; ISSN 1586-8419
11. ^ Segovia-Buendía, Cristina (22 July 2020). "Röntgens Wurzeln im Bergischen". Lüttringhauser Anzeiger (in German).
12. ^ Novelize, Robert. Squire's Fundamentals of Radiology. Harvard University Press. 5th edition. 1997. ISBN 0-674-83339-2 p. 1.
13. ^ a b Stoddart, Charlotte (1 March 2022). "Structural biology: How proteins got their close-up". Knowable Magazine. doi:10.1146/knowable-022822-1. Retrieved 25 March 2022.
14. ^ Rosenbusch, Gerd. Wilhelm Conrad Röntgen: The Birth of Radiology. p. 10.