Wilhelm Röntgen

Wilhelm Conrad Röntgen se narodil v Lennepe jako syn obchodníka s látkami Friedricha Conrada Röntgena a Charloty Constanze Frohwein. Ve třech letech rodina odešla do holandského Apeldornu. Jeho školní výchova byla nepravidelná, moc konkrétních informací o ní nevíme. Do 16 let navštěvoval obecnou a střední školu v Apeldornu, pak dva roky malou soukromou školu, která připravovala chlapce na technické povolání. Maturitní vysvědčení z této školy ho ale neopravňovalo ke studiu na všech typech vysokých škol. Röntgen však tuto školu nedokončil, protože odmítl prozradit jméno spolužáka, který nakreslil karikaturu ředitele, a tak byl vyloučen. Snažil se sice připravit na maturitní zkoušku sám včetně studia klasických jazyků, ale neobstál. Protože neodmaturoval, nemohl se zapsat na žádnou univerzitu. Pracoval v malé dílně, kde vyráběl mechanické předměty. Učarovaly mu lokomotivy a parní stroje.

Wilhelm Röntgen.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Ze zájmu navštěvoval přednášky z matematiky, fyziky, chemie a botaniky na univerzitě v Utrechtu. Od přítele se dozvěděl, že švýcarská Polytechnika v Zürichu přijímá studenty i bez maturity. Navštěvoval přednášky Rudolfa Clausia a později Augusta Kundta. V roce 1868 získal diplom za práci obsahující velký strojní projekt. Rok po ukončení studia strojního inženýrství obhájil doktorát z teorie plynů, získal místo asistenta u profesora Augusta Kundta a zasnoubil se s Bertou Ludwigovou. Habilitace mu byla na Würzburské univerzitě zamítnuta – maturita byla nutným předpokladem. Krátce na to odešel Kundt do Straβburgu a vzal Röntgena jako asistenta s sebou. Tam se začal připravovat k habilitaci a za dva roky ji obhájil. Od 13. března 1874 tam působil jako soukromý docent. O rok později odešel na zemědělskou akademii do Hohenheimu, kde na doporučení H. F. Webera získal místo profesora matematiky a fyziky. Po roce se na přání profesora Kundta vrátil zpět do Straβburgu. Od roku 1879 působil jako řádný profesor v Giessenu a v roce 1888 se vrátil zpět do Würzburgu jako řádný profesor na místo uvolněné po Kohlrauschovi.

Röntgenova laboratoř na Würzburgské univerzitě.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Svou kariéru Röntgen začal studiem krystalů, piezoelektrického a pyroelektrického jevu, vlivu tlaku na různé vlastnosti kapalin. V polovině 90. let 19. století se začal zabývat katodovým zářením. Aby se rychle dostal do problematiky, zopakoval pokusy svých kolegů – Phillipa Lenarda, Plückera, Johanna Wilhelma Hittorfa, A. Wüllnera, Eugena Goldsteina a Williama Crookse. 8. listopadu 1895 ve Würzburgu zjistil, že v blízkosti katodové trubice začalo světélkovat několik krystalů, i když katodová trubice byla obalená černým papírem. Tento jev mu nebyl znám z žádné práce jeho kolegů, nové záhadné paprsky proto pojmenoval paprsky X. Dlouho nemohl uvěřit, že objevil nové paprsky. Uvěřil, až když nahradil světélkující krystaly fotografickou deskou, která působením paprsků zčernala. Röntgen postupně umístil mezi desku a katodovou trubici předměty, které měl po ruce. Nejúžasnější bylo, když mezi trubici a desku vložil svou ruku a spatřil obraz svých kostí.

Nový objev ho natolik zaujal, že z laboratoře téměř nevycházel a spal tu. Během dalších sedmi týdnů zjistil všechny základní informace o novém záření. Röntgen zjistil, že podstatou vzniku paprsků X je to místo trubice, na které dopadají katodové paprsky a které fluoreskuje. Dále zjistil že se záření šíří přímočaře, vzduchem se málo pohlcuje, hranolem se neláme, čočkami se nekoncentruje ani nerozptyluje, elektrickým ani magnetickým polem se nevychyluje. Není tedy totožné s katodovým zářením, i když to způsobuje jeho vznik. Později zjistil řadu dalších zajímavých vlastností. Mimo jiné také to, že každý materiál po dopadu katodových paprsků vyzařuje rentgenové záření. Wilhelm Rontgen také sestrojil trubici se šikmo postavenou antikatodou a katodou ve tvaru kulového vrchlíku. Danou problematiku tak na dalších deset let vyčerpal.

Podstatu svého objevu popsal takto: “Když necháme procházet elektrický výboj většího Ruhmkorffova induktora Hittorfovou trubicí či Lenardovou nebo Crookseovou trubicí nebo podobnou aparaturou a jestliže ji těsně obalíme černým kartonovým papírem v dokonale zatemněné místnosti, stínidlo pokryté kyanidem platnatobornatým, nacházející se nedaleko trubice, světélkuje, a to i tehdy, když citlivou vrstvu odvrátíme od trubice. Tuto fluorescenci pozorujeme i v tom případě, když je stínidlo ve vzdálenosti dvou metrů od experimentálního zařízení. Nejpozoruhodnější na tomto jevu je ta skutečnost, že určitý aktivní činitel prochází černým obalem, který je neprůsvitný pro viditelné a ultrafialové záření Slunce anebo elektrického oblouku …“ [2] Takto popsal Röntgen svůj objev v prvním odstavci desetistránkového sdělení Über eine neue Art von Strahlen (O novém druhu paprsků), které předal 28. prosince 1895 sekretáři Fyzikálně lékařské společnosti ve Würzburgu a ten ho nechal vytisknout ve Zprávách společnosti. Krátce na to 16. března 1896 vydal další zprávu s názvem Eine neue Art der Strahlen (Nový druh paprsků) a celou trilogii uzavřel zprávou z května 1897 Weitere Öbachtungen über die eigens Chaften von X–Strahlen (Další pozorování paprsků X). Röntgen vydal zprávu později i v malém spisu, který společně s fotografiemi busoly, sady závaží v dřevěné krabici nebo levé ruky paní Röntgenové pořízených dne 22. prosince 1895 rozeslal všem slavným fyzikům té doby. Brzy se stal nejpopulárnějším a nejcitovanějším fyzikem své doby. Pochvalné dopisy mu přišly od Williama Thomsona, George Stokese, Henri Poincarého, Ludwiga Boltzmanna a dalších.

Levá ruka paní Röntgenové.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Wilhelm Conrad Röntgen. Public domain.

23. ledna 1896 promluvil v přeplněné posluchárně würzburského ústavu před Fyzikálně lékařskou společností. Byla to v podstatě jeho jediná přednáška na toto téma. Skoro osmdesátiletý anatom Albert von Kölliker za souhlasu celého obecenstva navrhl, aby se paprsky X nazývaly rentgenovými poté, co mu Röntgen vytvořil fotografii ruky.

Odměnou za tento objev bylo Wilhelmu Conradu Röntgenovi udělení vůbec první Nobelovy ceny za fyziku 10. prosince 1901. Jako jediný laureát Nobelovy ceny nepřednesl nobelovskou přednášku. Důvodem byla Röntgenova ostýchavost. To ale způsobilo, že se objevila řada pomluv. Mezi nimi i názor, že si Röntgen objev přivlastnil, že nebyl první apod. Tento názor zastával hlavně Phillipe Lenard. Wilhelm Röntgen věnoval celou sumu z Nobelovy ceny Würzburgské univerzitě. Svůj objev si nedal ani patentovat, protože byl přesvědčen, že vědecké objevy patří všem.

Ve stínu objevu rentgenových paprsků zůstávají jeho další práce v oblasti mechaniky, kapilarity apod. Měřil pohlcování infračervených paprsků ve vodních parách, studoval elektrické jevy v dielektriku, dokázal, že pohybující se elektrický náboj má magnetické účinky stejně jako elektrický proud. Tento objev podporoval myšlenku elektrického proudu jako pohybujících se částic.

V roce 1900 Röntgen opustil Würzburg a odešel do Mnichova, kde žil až do konce svého života. Roku 1920 místní katedru fyziky přenechal na vlastní žádost Wilhelmu Wienovi. Ponechal si vedení metronomické sbírky. Po první světové válce se hodnota marky snížila, Röntgen přišel o své úspory a zůstal bez prostředků. Musel dokonce nechat roztavit Ruhmkorffovu medajli, aby si mohl ponechat vlastní dům. Několik let strádal a 10. února 1923 zemřel na rakovinu střev. Jeho popel je uložen Giessenu. Podle jeho příkazu zničili správci jeho písemnou pozůstalost – korespondenci, nedokončené spisy, poznámky apod.

Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Použité zdroje

[1] BALÁŽ, P. Wilhelm Conrad Röntgen a význam jeho objevu. Fyzika ve škole, leden 1966, roč. 4, č. 5. s. 234–236.

[2] KOCHANOVSKÁ, A. Wilhelm Conrad Roentgen (K padesátému výročí úmrtí). Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, 1973, roč. 18, č. 4, s. 177-184. ISSN 0032-2423.

[3] KOLOMÝ, R. K objevu rentgenových paprsků. Matematika a fyzika ve škole, říjen 1990, roč. 21, č.2, s. 138–140.

[4] KRAUS, I. Dvě výročí jména Röntgen. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, 1995, roč. 40, č. 5, s. 254-263. ISSN 0032-2423.

[5] KUBA, J. Wilhelm Conrad Röntgen. Přemožitelé času 1.

[6] NEHER, F. L. Röntgen. Román badatele. Praha: Orbis, 1943.

[7] VANĚRKA, M. - VYHNÁNEK, L. Wilhelm C. Röntgen. 1. vydání. Praha: Horizont, 1989. ISBN 80–7012–024–X.

[8] Dějiny matematiky a fyziky v obrazech, šestý soubor. Redigoval Jaroslav Folta. 1. vydání. Praha: Jednota československých matematiků a fyziků, 1989. ISBN 80–7015–012–2.

[9] Encyklopedická edice, listy, fyzici. ISBN 80–860–44–05–X.