Physik: Vor 110 Jahren: neue Strahlenart entdeckt
Released by matroid on Do. 24. November 2005 20:06:37 [Statistics]
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Physik

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Am 8. November 1895 entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), Physikprofessor und Rektor der Universität Würzburg, eine neue Art von Strahlen, die er, da sie ihm rätselhaft erschienen, "X-Strahlen" nannte, ähnlich wie in der Mathematik, wo "Unbekannte" häufig mit x bezeichnet werden.

Was vorher war, wie die Entdeckung im einzelnen ablief und welch' große Bedeutung sie gewann, soll im folgenden ein wenig dargestellt werden.



Bereits Jahrzehnte zuvor hatten der deutsche Physiker Eugen Goldstein (1850-1930) und der Engländer William Crookes (1832-1919) mit den sogenannten Kathodenstrahlen experimentiert. Diese entstehen wie folgt:

Fügt man in eine luftgefüllte Glasröhre einige Dezimeter voneinander entfernt zwei scheibenförmige Elektroden ein und legt an diese eine Gleichspannung von mehreren kV, so ist zunächst nichts Besonderes zu bemerken. Wird jedoch durch eine an die Röhre angeschlossene Vakuumpumpe der Luftdruck in der Röhre nach und nach verringert, fängt die verdünnte Luft unter dem Einfluß des zwischen der Kathode (=Minuspol) und der Anode (=Pluspol) herrschenden elektrischen Feldes zu leuchten an. Diese Lichterscheinung, bei der auch eine eigentümliche hell-dunkle Schichtung beobachtet werden kann, läßt sich heutzutage in vielen Schulen eindrucksvoll vorführen. Bei weiterem Abpumpen der in der "Crookes'schen Röhre" enthaltenenen Luft (heute sagt man dazu meist "Gasentladungsröhre") wird das Leuchten schwächer und hört schließlich ganz auf, wenn die Röhre praktisch luftleer ist. Statt dessen leuchtet das Glas selbst schwach grünlich in der Umgebung der Anode. Gedeutet wird dieses so: aus der metallischen Kathode werden durch das immer noch bestehende elektrische Feld Elektronen, die in ihr in großer Zahl "quasi-frei" vorhanden sind, herausgezogen und beschleunigt. Sie treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Glaswand und lassen sie fluoreszieren. (Kleine Abschweifung: dieses Wort kommt von dem Mineral Kalziumfluorid, dem Flußspat, der bei Bestrahlung mit unsichtbarem, ultraviolettem Licht sichtbar zu leuchten beginnt.) Die aus der Kathode "herausgesaugten", durch die luftleere Röhre fliegenden Elektronen nannte man Kathodenstrahlen; sie sind unsichtbar.

Die Fluoreszenz der von einem Kathodenstrahl getroffenen Glaswand der Gasentladungsröhre läßt sich verstärken, indem man diese von innen mit bestimmten Stoffen beschichtet. Röntgen, um endlich auf ihn zu kommen, untersuchte, welche sich dafür besonders gut eignen. Während eines seiner Experimente lag auf dem Labortisch außerhalb der Röhre zufällig ein mit Bariumplatinzyanür bestrichenes Stück Papier (heutige Bezeichnung: Barium-tetracyano-platinat). Obwohl es von den Kathodenstrahlen nicht getroffen werden konnte, leuchtete es zu Röntgens Verwunderung auf. Er stellte ein Buch zwischen die Röhre und das Papier, trug es weiter weg und ging damit sogar ins Nebenzimmer, doch das Leuchten hörte nicht auf, solange die Spannung an der Röhre eingeschaltet war. Es mußte also von dieser eine bis dahin unbekannte, durchdringende Strahlung ausgehen, deren Eigenschaften nun zu untersuchen waren. Dabei stellte sich heraus, daß die "X-Strahlen" je nach Material unterschiedlich geschwächt werden. Durch eine genügend dicke Bleiplatte zum Beispiel gehen sie überhaupt nicht durch; andere Metalle absorbieren sie mehr oder weniger stark. Feststellungen dieser Art veranlaßten den Forscher, eine "Röntgenaufnahme" auch von der Hand seiner Frau zu machen, die diese zwischen die Strahlungsquelle und eine Fotoplatte hielt. Die "Belichtungsdauer" betrug dabei 25 (!) Minuten. Deutlich sind auf dem Bild die Knochen und ein Fingerring zu erkennen.

Das Foto wurde 1896 in einer medizinischen Zeitschrift veröffentlicht und löste im In- und Ausland, bis hin nach Amerika, Stürme der Begeisterung aus, vor allem bei Ärzten. Diese sahen nunmehr eine Möglichkeit, in das Innere eines lebenden Menschen hineinzuschauen, ohne ihn (unter Betäubung) aufzuschneiden.

Von Anfang an war Röntgen sich der großen Bedeutung seiner Erfindung im Gesundheitswesen bewußt. Er verzichtete darauf (anders, als man es heute tun würde), sich seine Erfindung, die "Röntgenröhre", patentieren zu lassen, die vielfach nachgebaut wurde und manchem Fabrikanten materiellen Wohlstand brachte.

Röntgen selber arbeitete im Anschluß an seine Entdeckung, vor allem in den ersten Tagen, Wochen und Monaten, noch zehn weitere Jahre unermüdlich an der Erforschung der Röntgenstrahlen, wie man sie ihm zu Ehren zumindest in Deutschland nennt. Dabei fand er unter seinen Fachkollegen viele Mitstreiter, die sich wie er darum bemühten, etwas über die Natur der rätselhaften Strahlung herauszubekommen.

Lange Zeit merkten diejenigen, die sich teils in der Grundlagenforschung, teils bei der medizinisch-diagnostischen Anwendung mit der neuen Strahlenart beschäftigten, nicht, wie gefährlich diese ist, und so gab es dabei mehrere tödliche Unfälle. Auch außerhalb von Arztpraxen und Krankenhäusern wurde mit den Röntgenstrahlen bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts recht sorglos umgegangen. So gab es zum Beispiel in meiner Kindheit in der Schuhabteilung von großen Kaufhäusern aufgestellte Röntgengeräte, mit denen man bei der Anprobe neuer Schuhe sozusagen "wissenschaftlich" prüfen konnte, ob durch sie die Füße nicht zu sehr zusammengedrückt werden - das war damals regelrecht modern.

Später wurden sehr strenge gesetzliche Richtlinien erlassen, die die Verwendung von Röntgenstrahlen stark einschränken, unabhängig davon, ob sie bewußt erzeugt werden oder nur als unbeabsichtigter Nebeneffekt auftreten. Auch das gibt es nämlich, was man zur Zeit Röntgens und lange danach nicht wußte bzw. bedachte. In der Schule, in der ich unterrichtete, hatten wir einen älteren Funkeninduktor zur Erzeugung von Hochspannung; ihn durften wir eines Tages wegen möglicher parasitärer Röntgenstrahlung nicht mehr benutzen. - Und wenn bei einer Zahnbehandlung geröntgt werden muß, bekommt der Patient eine Bleimanschette umgelegt.

Es gäbe noch manches zu berichten, darunter, worin nun eigentlich das Wesen der Röntgenstrahlung besteht, wie sie genau zustandekommt, welche Besonderheiten und Feinheiten es bei ihr gibt und wo sie überall noch angewendet wird; doch würde das diesen Beitrag zu sehr in die Länge ziehen, so daß ich mich mit dem Vorstehenden begnügen möchte.

Hans-Jürgen

P. S. Hier gibt es eine ausführliche PDF-Datei über Röntgen, der sich auch auf anderen physikalischen Gebieten erfolgreich betätigte. In ihr werden interessante Details aus seinem Leben berichtet und seine bescheidene, freundliche Art, die ihn beliebt machte, gerühmt. Sie enthält ein längeres, auf englisch mit ihm geführtes Interview in deutscher Übersetzung.



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Vor 110 Jahren: neue Strahlenart entdeckt [von Hans-Juergen]  
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"Physik: Vor 110 Jahren: neue Strahlenart entdeckt" | 2 Comments
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Re: Vor 110 Jahren: neue Strahlenart entdeckt
von: FlorianM am: Fr. 25. November 2005 20:17:42
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Danke für den Artikel. Sehr interessant zu lesen! (Aber das sind ja alle deine Artikel)\(\endgroup\)
 

Re: Vor 110 Jahren: neue Strahlenart entdeckt
von: Hans-im-Pech am: Di. 29. November 2005 14:53:18
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Wieder ein schöner Artikel von Dir!

Danke, Hans-Jürgen!


Viele Grüße,
HiP\(\endgroup\)
 

 
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