Биография В.К. Рентгена

Биография В.К. Рентгена. В.Рентген стал автором своего открытия в возрасте 50 лет, занимая пост ректора Вюрцбургского Университета и имея репутацию одного из лучших экспериментаторов своего времени. Краткая его биография такова. Родился 27 марта 1845 года близ Дюссельдорфа. Отец был состоятельным торговцем и владельцем фабрики сукна, мать - умная и разбирающаяся в делах женщина, была родом из Амстердама.

Детские годы Рентгена в связи с переездом семьи прошли в Голландии. Известно, что он был исключен из школы и не смог получить аттестат зрелости. Поэтому путь в высшую школу был для него закрыт. Вначале в качестве вольнослушателя он посещал естественно-научные лекции в Утрехтском университете. Затем изучал машиностроение в Высшей технической школе в Цюрихе, где впоследствии стал учеником известного физика Августа Кундта.

В 1870 г. в возрасте 25 лет вместе с А.Кундтом, в качестве его ассистента В.Рентген переходит в Вюрцбургский университет, который спустя еще 25 лет станет местом его триумфального открытия. Однако в то время успешной карьере его в Вюрцбурге все еще мешало отсутствие аттестата об окончании школы. В 1872 г. опять вместе с Кундтом он переезжает в Страсбург, где в 1974 году получает право на преподавание несмотря на отсутствие аттестата зрелости. На следующий год Рентген становится профессором физики и математики в Гоенгейме, а через год возвращается в Страсбург уже в качестве экстраординарного профессора математической физики 2 . То, что Рентгену доверили этот предмет, показывает, что его уровень соответствовал теоретическим требованиям физической науки того времени.

Он, конечно, не был физиком - теоретиком в собственном смысле, и вся его любовь была отдана экспериментальному исследованию, но необходимыми физику математическими средствами он владел свободно.

Подобно Фарадею, Рентген обладал способностью представлять содержание физических теорий в осязаемо наглядных формах. По словам А.Зоммерфельда, он не нуждался в математическом костыле. В его рукописях формулы встречаются редко 9 . В 1879 году Рентген получил кафедру экспериментальной физики в университете Гиссена. Только теперь в 34 года он получил возможность самостоятельно заниматься экспериментальной физикой. Охотнее всего Рентген работал с простыми приборами.

С их помощью он достигал результатов высочайшей точности. Подобно Герцу, Маху, Оствальду и другим естествоиспытателям уходящего Х1Х он обладал высокоразвитыми ремесленными навыками. Он отлично умел строить сам аппараты, необходимые для исследования и преподавания. При этом он изобрел немало приспособлений, о которых сообщал в специальных публикациях. Так, например, на протяжении десятилетий в физических лабораториях платинированные стаканы паялись по инструкции, составленной Рентгеном.

Рентген всю жизнь высоко ценил ремесло и как развлечение, и как противовес умственному труду. Ему казалось преимуществом то, что радость успеха здесь не заставляет себя ждать. Я всегда находил писал он в последние годы что механическая работа именно в то время, когда дух занят менее приятными вещами, может принести настоящее удовлетворение. Всегда сразу видишь готовый и желаемый результат своих усилий, а в духовной области это далеко не всегда происходит так быстро. Всего за время своей более чем пятидесятилетней деятельности Рентген опубликовал около 50 научных работ.

Они посвящены довольно широкому кругу вопросов - жидкости, растворы, газы, кристаллы, магнетизм, пьезо- и пиро-электричество, электро- и пьезо-оптические свойства. По свидетельству его ученика А.Ф.Иоффе каждая работа печаталась только тогда, когда результаты ее Рентген считал совершенно законченными. Значительная часть работ носила измерительный характер. Причем всегда он стремился к наивысшей точности.

Многие его измерения оставались рекордными и через 40 лет с с, сжимаемость и др Однако этой точности он добивался не усложнением аппаратуры и многочисленными поправками подобно, например, Реньо, а применением нового, целесообразно продуманного метода, который в корне устранял важнейшие ошибки и позволял получать новые результаты при помощи простых, часто самодельных приборов, отвечающих его вкусу, как он сам выразился в одной из своих заметок 7 . Имя Рентгена вошло в историю физики благодаря еще одному открытию, которое он сделал в годы пребывания в Гиссене, еще до своего возвращения в Вюрцбург.

Речь идет о классическом опыте Рентгена - демонстрации тока, возникающего при движении диэлектрика в электрическом поле. Лоренц назвал его Рентгеновским током, и так он и вошел в физическую терминологию и литературу, как важное подтверждение электродинамики Фарадея - Максвелла - Лоренца. Три работы, выполненные Рентгеном в 1895-1896гг по исследованию невидимых лучей, то есть в совершенно новой области, дают хорошее представление о методах его работы. В них содержится огромное количество материала.

Они позволили составить весьма стройное представление о свойствах рентгеновских лучей или, в современной терминологии об особенностях их взаимодействия с веществом, которое, как упоминалось выше, просуществовало без всяких добавлений 12 лет, несмотря на большое число работ по рентгеновским лучам, появившихся за это время. Вот некоторые результаты классических работ Рентгена 1. Отражение и поглощение.

Рентген заметил, что лучи не отражаются заметно даже от хорошо полированных поверхностей. Можно было, однако, думать, что разница по сравнению со светом здесь только количественная коэффициент отражения лучей очень мал. Но вместо того, чтобы улучшением измерительных приборов измерить эту малую величину, Рентген устанавливает, что истолченное в порошок и цельное вещество одинаково прозрачны для рентгеновских лучей отсюда следует, что многочисленные поверхности отдельных зерен истолченного тела отражают и рассеивают лучей не больше, чем внутренность целого тела. Рентген дает совершенно точное описание рассеяния и поглощения лучей, сравнивая тело с комнатой, полной табачного дыма, сквозь которую проходит луч света.

Каждый атом внутри тела и на его поверхности рассеивает лучи одинаково и тем сильнее, чем больше его атомный вес. Рентген ставит вопрос, идентичны ли рассеянные лучи с первичными и совершенно правильно предполагает, что, наряду с отклоненными первичными лучами, появляются еще другие, всегда более мягкие лучи, создаваемые атомами рассеивающего тела. Сама характеристика жесткости лучей по их поглощаемости, сохранившаяся и после открытия Лауэ, наряду с количественной спектроскопией, принадлежит Рентгену. 2. Ионизация.

Рентген обнаружил эффект разрежения наэлектризованного тела под влиянием лучей и сейчас же установил, что главную роль в этом явлении играет ионизация воздуха. Лучи, проходящие мимо наэлектризованного тела разряжают его так же, как и лучи, прямо на него падающие.

Однако и этот эффект можно приписать вторичным лучам, вызванным в воздухе и попадающим на тело. Рентген показывает, что если засосать через длинную трубку освещенный лучами воздух, то он сохраняет способность разряжать заряженное тело. Поместив на пути ионизированного воздуха в трубке ватную пробку, можно лишить воздух его способности снимать заряды с тел. Чтобы удостовериться, что причина этого явления лежит в соприкосновении ионизированного воздуха с поверхностями пор в вате, а не в замедлении движущегося в трубке воздуха, Рентген помещает ту же пробку в такое место трубы, через которое воздух проходит еще до ионизации по другую сторону освещенного лучами участка трубы. Движение воздуха в трубке замедляется одинаково, куда бы ни поместить пробку, между тем как разряжающая способность сохраняется только в том случае, если ионы не соприкасались с ватой. 3. Первые же опыты с лучами приводят Рентгена к правильной конструкции трубки наклонный платиновый антикатод, вогнутый алюминиевый катод.

Сделанные им тогда же снимки являются образцами экспериментального искусства.

Так, он получил, например, изображение надписи, выгравированной на стволе охотничьего ружья предельное достижение и для современной рентгеновской техники. 4. О необыкновенном экспериментальном чутье Рентгена свидетельствуют его настойчивые попытки обнаружить эффект, через 17 лет открытый Лауэ. Установив, что лучи рассеиваются каждым атомом, Рентген заключает, что при правильном расположении атомов, имеющем место в кристалле, рассеяние и поглощение должны зависеть от направления.

Он ищет это явление в обстановке, весьма напоминающей опыты Лауэ и Фридриха, но только с фотографической пластинкой, прижатой к кристаллу. Более тонких представлений о дифракции или интерференции у него быть не могло, так как волновая природа лучей не была известна. Но и основные соображения Рентгена настолько убедительны, что в каждой из 3 работ он повторяет свою уверенность в существовании эффекта, несмотря на то что все его попытки дали отрицательный результат.

Если бы даже и случай, столь благоприятствовавший ему в открытии лучей, заставил Рентгена поставить фотографическую пластинку на правильное место, то все же при малой мощности тогдашних трубок он вряд ли мог бы обнаружить искомый эффект. Ведь и первые опыты Фридриха, знавшего, что он ищет, дали отрицательный результат, и только наугад поставленная Книппингом на пути лучей фотографическая пластинка привела к открытию Лауэ. В 1895 и 1896 гг. не было еще почвы для нового открытия, но Рентген знал, где его искать.

Следует отметить, что все это исследование в совершенно новой области было проведено самыми элементарными средствами единственный прибор, которым пользовался Рентген это электроскоп с листочком. Для изучения каждого свойства лучей им были придуманы новые чрезвычайно остроумные методы, не раз затем использованные в самых различных случаях.

Четыре года спустя после своего открытия Рентген принимает предложение перейти в Мюнхенский университет, где он оставался до конца своей жизни 10 февраля 1923г. Он был директором Физического института университета и одновременно руководил Государственным физико-метрономическим собранием 7 . 2.