Hogyan fedezte fel Röntgen az X-sugarakat?

A levegő fajhőjétől a sugárzásig: a lemezen a kézcsontjainak árnyképe tűnt elő...

Wilhelm Conrad Röntgen Zürichben közreműködött Kundt kutatásaiban, az ozmózis jelenségét kutatták közösen, Würzburgban pedig a levegő fajhőjét mérte állandó nyomás és állandó térfogat mellett. Ez utóbbiról írta első tudományos értekezését, mely az Annalen der Physik und Chemie folyóiratban jelent meg.

Strasbourgban, Kundttal közösen kutatták a mágneses tér hatását a polarizált fényre a kénhidrogéngázban. Két évig tartó intenzív kutatás után napvilágot látott dolgozatuk, amely tudományos körökben nagy feltűnést keltett.

Röntgen vizsgálatokat végzett a folyadékokban, az elektromos tér hatását vizsgálta a polarizált fényre. Kutatásaiban azonban megelőzte egy amerikai fizikus, John Kerr, így Röntgennek csak a felfedezés ellenőrzése és helyességének ellenőrzése maradt meg.
A Gießeni Egyetemen elektrooptikai kísérleteket folytatott, 1885-ben bebizonyította a dielektromos polarizáció elektromágneses hatását, 1888-ban pedig kimutatta, hogy a saját töltéssel nem rendelkező dielektrikum állandó elektromos mezőben elektromos áramot gerjeszt (ezt róla Röntgen-áramnak nevezték el).

1889-től ismét a Würzburgi Egyetemen folytatott kísérleteket. 1894-ben megkezdte a katódsugarakkal kapcsolatos kutatásait, melyhez kezdetben Lénárd-féle kisülési csövet használt.

1895. november elején Röntgen felfigyelt arra a jelenségre, hogy azokon a fényképezőlemezeken, amelyek az üzemeltetett kisülési cső mellett voltak, és fekete kartonpapírba voltak csomagolva, nem megmagyarázható feketedések mutatkoztak az előhívás után. Ez elgondolkodtatta, és vizsgálta ennek okát.

1895. november 8-án kísérleteiben Röntgen a kisülési csőben az elektromos kisülést kísérő fényjelenségek kiszűrésére a csövet nem átlátszó fekete kartonpapírba csomagolta, így próbálta vizsgálni a katódsugár által előidézett fényt. Mikor a szikrainduktort a csőre kapcsolta, meglepődve tapasztalta, hogy a sötét laboratóriumban a cső közelében lévő, bárium-platina-cianiddal bevont papírlemez, ernyő fluoreszkáló fényt bocsát ki, azaz fényforrásként viselkedik. Ez felkeltette figyelmét, és vizsgálni kezdte a titokzatos fény forrását.

Mikor a cső a világító papírlemez közé deszkát, jegyzetfüzetet helyezett, akkor is világított, csak haloványabban. Még jobban megdöbbent azon, amikor a kézfejét helyezte a cső és papírlemez közé, mert a lemezen a kézcsontjainak árnyképe tűnt elő. A fényforrás megszűnt, amikor a kisülési csőről a feszültséget lekapcsolta.

A sugárzás miatt másfél – két méter távolságból fénylett az ernyő, tehát nem lehet katódsugárzás (az már néhány centiméter levegőben elnyelődik). Kimutatta, hogy a cső egy meghatározott részéből egyenes vonalban lép ki a sugárzás. A fentiekből Röntgen azt a következtetést vonta le, hogy egy új sugár – első dolgozatában X-sugárnak nevezte el – hatása, amely áthatol az anyagokon, eltérő mértékben nyelődik el, és a fényhez hasonlóan egyenesen áramlik, valamint fényképfelvételeken rögzíthető.
A következő napokban és hetekben Röntgen éjjel-nappal a laboratóriumban tartózkodott és vizsgálta az új sugár tulajdonságait. Mintegy 20 perces expozíciós idővel készítette el felvételét felesége kezéről.

1895. december 28-án adta át a helyi Fizikai-Orvosi Társulatnak a felfedezéséről szóló, „Über eine neue Art von Strahlen" közleményét, 1896 elején jelent meg, a nyomdából eljutott a világ minden pontjára, hatalmas feltűnést keltve.

1896. január 23-án a würzburgi intézetben a Fizikai-Orvosi Társulat előtt számolt be felfedezéséről. Az X-sugarakról szóló első közleményében a hét hétig tartó intenzív kutatás eredményeit 17 pontban írta le.

Az előadáson felvételt készített a Rudolf von Kölliker neves anatómus kezéről, demonstrálva az X-sugarat. Az előadás után a lelkes Kölliker javasolta, hogy az X-sugarat nevezzék el Röntgenről.

Ezek után több előadást tartott a sugarakról, többek közt a császár meghívására is. Különböző kitüntetéseket kapott, például Bajorország kitüntetését, amely nemesi rangra jogosította volna. Nem élt vele. Nem adta el szabadalmát sem.

Röntgen tovább folytatta az X-sugarak kutatását. Második megfigyelés-sorozatát 1896 márciusában tette közzé (a levegő és a többi gázok a sugarak hatására ionizálódnak, elektromos vezetővé válnak). Ebben a második közzétételben szereplő demonstrációs eszköz ismertetése alapján konstruálták meg később a röntgencsöveket.

Az X-sugarakra vonatkozó harmadik és egyben utolsó értekezése 1897 májusában jelent meg, melyben rögzítette, hogy a csőből kijövő sugarak tulajdonságai erősen függnek a csőre kapcsolt feszültségtől. Megállapította, hogy a sugarak a levegőben szóródnak.

Korszakalkotó felfedezése miatt elsőként, 1901-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat.

A Wilhelm Conrad Röntgen munkásságát bemutató cikk a Wikipedia magyar szócikke alapján készült.