Röntgen-Strahlen. Röntgen-Strahlen. Die Entdeckung dieser Strahlen hat wohl das grösste Aufsehen erregt, das jemals eine neue physikalische Erscheinung hervorgerufen hat. Die ganze civilisirte Welt wurde in Erstaunen gesetzt und zeigte überall das lebhafteste Interesse; die Ursache dieser allgemeinen Aufregung war weniger das Staunen vor einer physikalischen grossen That, als vielmehr ein einziger Versuch, der mit den neuen Strahlen gelang, die Durchstrahlung des menschlichen Körpers. Man kann vielleicht sagen, dass ohne die bekannte Handphotographie die Röntgen'schen Untersuchungen kaum über den Kreis der Fachleute hinaus besprochen worden wären. Ist doch der grosse Vorläufer Röntgend, Lenard, der mit seinen Untersuchungen bis dicht an die Entdeckung dieser neuen Strahlen herangekommen war, kaum vor Röntgen genannt worden.Jahrb. d. Erfindungen, 1896 S. 190. Das Verdienst aber, den letzten entscheidenden Schritt gethan zu haben, bleibt Röntgen unbestritten, trotz der Flut von Prioritätsansprüchen, die von allen Seiten hereinbrach und in welcher man nach Lenard's Namen vergeblich suchte. Die Erscheinung selbst ist so wichtig und bekannt geworden, dass ein kurzes Eingehen auf die Entladung der Elektricität in verdünnten Gasen, als deren Folge sich die neuen Strahlen darstellen, sich hier rechtfertigt. Lässt man den Funken eines Inductionsapparates in gewöhnlicher Luft überspringen, so zeigt sich ein zickzackförmiger Blitz, der von prasselndem Geräusch begleitet ist. Verbindet man aber zwei in eine Glasröhre eingeschmolzene Platindrähte mit dem Inductor und verdünnt mit einer Quecksilberluftpumpe die Luft in der Röhre, so verliert der Funke die Zickzackform und wird zu einem schmalen röthlichen Faden. Bei weiterer Verdünnung verbreitert sich der Faden, während sich an dem eingeschmolzenen Ende des einen der beiden Drähte ein kleines blaues Pünktchen zeigt, das Glimmlicht. Es ist dies die Austrittsstelle des positiven Stromes, die Kathode. Die Eintrittsstelle nennt man die Anode. Die ganze Anordnung stellt eine sogen. Geissler'sche Röhre dar, welche ihres schönen Farbenspiels wegen allgemein bekannt ist. Wenn man mit der Verdünnung der Luft weiter geht, so zeigen sich der Reihe nach folgende Erscheinungen. Das rothe Band wird breiter, das Glimmlicht breitet sich aus und man erhält eine eigenthümliche sogen. Schichtung. Bei fortschreitender Verdünnung verbreitert sich das Glimmlicht und die Schichtung enthält immer weniger und weiter von einander abstehende Schichten. Endlich verschwinden letztere ganz und das blaue Glimmlicht erfüllt die Röhre immer mehr und diese beginnt in einem gelbgrünen Licht zu strahlen, sie fluorescirt. Das Glimmlicht bildet sich dabei zu wirklichen Strahlen aus, die zunächst die Eigenthümlichkeit besitzen, an der Anode vorbei zu laufen. Es ist überhaupt ganz gleichgültig, wo sich die Anode befindet. Wenn man als Kathode eine kleine Metallscheibe verwendet, so gehen die Strahlen, unbekümmert um die Lage der Anode, geradlinig und senkrecht zur Kathode weiter. Wir haben jetzt Kathodenstrahlen, welche eine Reihe merkwürdiger Eigenschaften besitzen. Sie sind magnetisch ablenkbar und vermögen mechanische Kräfte auszuüben, denn sie treiben ein leicht bewegliches Rädchen, eine Turbine u. dgl. Ein Platinblech, auf welches sie durch eine concave Kathode concentrirt werden, vermögen sie zum Glühen, ja zum Schmelzen zu bringen. Endlich erregen sie in einer ganzen Reihe von Körpern Fluorescenz und üben chemische Wirkungen aus. Manche Körper, wie Glimmer, Metalle, sind für sie undurchdringlich, sie werfen einen Schatten. Diese Erscheinungen, welche Crookes zu einer Reihe von Versuchen und hübschen Demonstrationsinstrumenten verwendete, sind durch diesen sehr bekannt geworden. Man nannte eine Zeitlang solche Röhren, die bis zum Erscheinen der Kathodenstrahlen ausgepumpt waren, Crookes'sche Röhren, während sie besser Hittorf'sche Röhren heissen sollten, denn Crookes hat an der ganzen Sache das nicht sehr grosse Verdienst, die von Hittorf entdeckten und beschriebenen Vorgänge in eine für seine Demonstrationszwecke sehr gut passende Form gebracht zu haben. Die Verdünnung lässt sich bei diesen Röhren schon nicht mehr durch Manometer messen. Sie beträgt 0,00001 bis 0,0000001 des gewöhnlichen Luftdruckes. Man schliesst auf den Verdünnungsgrad nur durch die Funkenstrecke, welche immer grösser wird, bis man schliesslich bei der stärksten durch heutige Hilfsmittel überhaupt erreichbaren Verdünnung die Elektroden in der Röhre bis auf 1 mm nähern kann, ohne dass der Funken zwischen ihnen überspringt. Das Glas fluorescirt jetzt viel stärker und wir haben für Röntgen-Strahlen geeignete Röhren. Diese Strahlen entstehen dort, wo die Kathodenstrahlen die Glaswand treffen und deren Fluorescenz zu grösster Intensität bringen. Dass dieses der Fall ist, hat Röntgen selbst durch magnetische Ablenkung der Kathodenstrahlen und durch eine Lochphotographie nachgewiesen. Röntgen entdeckte die nach ihm benannten Strahlen dadurch, dass er bei Untersuchungen, die mit den Lenard'schen Arbeiten in Verbindung standen, plötzlich einen Schirm, auf welchem eine mit Bariumplatincyanür geschriebene Zahl stand, aufleuchten sah, trotzdem er die Röhre in schwarzes Papier eingepackt hatte. Es gibt somit zwei Mittel, diese neuen Strahlen nachzuweisen: die Fluorescenz gewisser Körper unter ihrer Bestrahlung (Bariumplatincyanür und nach Edison wolframsaures Calcium) und die Photographie. Die Versuche, recht intensive Röntgen-Strahlen zu erhalten, sind sehr zahlreich. Besonders geeignet für die Umsetzung der Kathodenstrahlen in Röntgen-Strahlen ist das Platin. Durch dieses Metall dringen die letzteren nicht hindurch, so dass sie nach derselben Seite ausgehen, von welcher das Platin von Kathodenstrahlen getroffen wurde. Auf diese Thatsache gründen sich eine ganze Anzahl von neuen Röhrenmodellen, welche alle sehr gute Dienste leisten. Die Allgemeine Elektricitätsgesellschaft in Berlin vertreibt eine kugelförmige Röhre, bei welcher ein schräg zu den Kathodenstrahlen gestelltes Platinblech sehr intensive neue Strahlen aussendet. Auch Greiner und Friedrichs in Stützerbach (Thüringen) verfertigen eine solche Röhre, bei der durch ein unter 45° zu den Kathodenstrahlen gestelltes Aluminiumblech die Röntgen-Strahlen erzeugt werden. Die König'sche Röhre wird mit Tesla-Strömen betrieben. Die Aluminiumkathode ist hohlspiegelförmig und vereinigt ihre Strahlen auf das Platinblech, von welchem dann die neuen Strahlen nach allen Richtungen hin ausgehen. Eine Anzahl anderer Versuche haben zu keinem Resultate geführt. Man belegte die Glaswand oder das Platin mit fluorescirenden Körpern, so Puluj mit Schwefelkalium, Edison mit wolframsaurem Calcium und Dorn mit Jodrubidium. Die Durchlässigkeit der Körper für die neuen Strahlen ist mit der Dichte derselben veränderlich. Röntgen wies bereits nach, dass eine Proportionalität nicht stattfindet, doch sind dichtere Körper im Allgemeinen die weniger durchlässigen. Dass man die Röntgen-Strahlen zur Unterscheidung echter Steine oder Perlen von ihren Imitationen benutzen kann, ist vielfach gezeigt worden. Die auf diesen Unterschieden beruhende Möglichkeit, von Gegenständen photographische Schattenbilder aufzunehmen, selbst wenn sie von anderen eingeschlossen sind, hat schon Röntgen selbst gezeigt. Seine Photographien des Knochenskeletts, der Gewichtsstücke im Holzkasten u.s.w. erregten allgemeines Aufsehen. Man hat sich diesem Gebiete mit besonderem Eifer zugewendet und grosse Fortschritte gemacht. Photographien eines vollständigen menschlichen Skeletts finden sich jetzt auf allen Ausstellungen. Ueber die Verwendung der Röntgen-Strahlen zu Heilzwecken ist viel von den Medicinern gestritten worden; es ist jedenfalls sicher, dass man schon eine grosse Zahl von gelungenen Operationen auf Grund von Röntgen-Photogrammen ausgeführt hat. Dass bei weiterer Vervollkommnung der Sache noch grössere Ansprüche zur Befriedigung gelangen werden, ist wohl wahrscheinlich. Brauchbar zur Aufnahme von Photogrammen sind alle Trockenplatten. Die Aufnahme einer Hand erfordert wenige Minuten mit einem grösseren Inductor. Winkelmann und Sträubet kürzten die Expositionszeit durch Anwendung von Flusspath ab. Sie fanden bei Versuchen über Reflexion, dass Flusspath die Platte schwärzt, wenn man diese mit der Schichtseite auf die Krystalle legt und mit der Glasseite exponirt. Die Intensität der Wirkung war hier 100mal so stark, als an anderen Stellen. Ein dünnes Blatt Papier zwischen den Krystall und die photographische Platte gelegt, hob die Wirkung auf; ferner liessen sich die vom Flusspath ausgehenden Strahlen deutlich brechen. Die Röntgen-Strahlen wurden also durch Flusspath in sehr wirksame Strahlen kleiner Wellenlänge umgewandelt. Die Expositionszeit wird durch Flusspath auf wenige Secunden abgekürzt. Da grosse tadellose Flusspathplatten, wie sie für grössere Gegenstände nöthig wären, nicht zu haben sind, mangelhafte Platten mit Sprüngen sich aber deshalb nicht gut verwerthen lassen, weil alle Unvollkommenheiten der Platte mit abgebildet werden, so kann man bei den schon gesteigerten Ansprüchen an die Güte der Bilder die Benutzung von Flusspath nicht empfehlen. Röntgen hat bereits selbst die Brechbarkeit der von ihm entdeckten Strahlen für eine Reihe von Substanzen untersucht. Versuche mit Wasser und Schwefelkohlenstoff ergaben keine Ablenkung; mit einem Prisma aus Aluminium wurden Bilder erhalten, an denen man vielleicht eine Ablenkung erkennen konnte. Doch war die Sache sehr unsicher und der Brechungsexponent im Aluminium würde höchstens 1,05 sein. Neuerdings haben Winkelmann und Sträubet eine Brechung im Eisen nachgewiesen. Der Brechungsexponent weicht aber von 1 höchstens um 0,0005 ab, und zwar ist derselbe sicher nicht grösser, sondern, wenn überhaupt von 1 verschieden, kleiner als 1. Die Thatsache, dass alle untersuchten Körper einen von 1 wenig verschiedenen Brechungsexponenten haben, deutet darauf hin, dass die Röntgen'schen Strahlen weit im Ultravioletten zu suchen sind; denn fast alle Dispersionstheorien lassen den Brechungsexponenten für unendlich kleine Wellenlängen gegen 1 convergiren. Ueber die wahrscheinliche Ursache der Entstehung dieser Strahlen hat De Heen im Bull, de l'Acad. de Brux. einen Aufsatz veröffentlicht, der den Luftmolekülen in der ausgepumpten Röhre eine wesentliche Rolle bei diesem Vorgange zuschreibt. Er berechnet für die Geschwindigkeit der von der Kathode ausgehenden Moleküle Werthe von 60000 bis 600000 m oder im Mittel 330000 m, während J. J. Thomson 200000 m gefunden hatte. Nimmt man an, dass die Geschwindigkeit der Luftmoleküle bei 0° im Mittel 485 m beträgt, so entspräche einer Molekulargeschwindigkeit von 200000 m die hohe Temperatur von 46000000°. Es wird demnach jedes Molekül, das auf irgend einen anderen materiellen Punkt oder eine feste Wand trifft, an dieser eine ausserordentlich hohe Temperatur erzeugen, die sich sofort in Aetherwellen von um so kleinerer Wellenlänge umsetzen wird, je höher die Temperatur ist. Besonders wird dieser Vorgang dann stattfinden, wenn die von der Kathode ausgehenden Moleküle mit den von der Anode ausgehenden zusammentreffen. Die so erzeugten Aetherwellen sind die Röntgen-Strahlen. Da die Geschwindigkeit der Kathodenstrahlen die der Anode beträchtlich überwiegt, so muss der Ausgangspunkt dieser Strahlen in der Nähe der Anode liegen. Die nicht zum Zusammenstoss mit einander gelangten Moleküle erzeugen beim Auftreffen auf die Glaswand Phosphorescenz, doch kann diese Wirkung auch von den Röntgen-Strahlen selbst hervorgebracht werden. Es ist auch denkbar, dass Moleküle von solcher Geschwindigkeit sehr dünne Metallplatten wie Geschosse durchdringen. Die Röntgen-Strahlen wären hiernach Aetherschwingungen, die durch den Zusammenstoss der von der Kathode und Anode ausgehenden materiellen Theilchen entstehen. Ihre Wellenlänge berechnet De Heen auf Grund ihrer Temperatur zu höchstens 0,00002 mm, während die Wellenlängen der Lichtstrahlen 0,000764 bis 0,000387 mm betragen. Während Röntgen von einer Wirkung seiner Strahlen auf die Netzhaut nichts wahrnahm, haben Dorn und Brandes eine solche gefunden. Salvioni hatte nämlich angegeben, dass die Linse weniger durchlässig sei als die übrigen Theile des Auges. Als nun die beiden Physiker ein Mädchen, dessen linke Linse wegen Kurzsichtigkeit entfernt war, den Strahlen aussetzten, empfand dieses deutliche Helligkeit. Auch die beiden Forscher selbst bemerkten Helligkeitseindrücke bei sich. Eine in den Strahlenweg eingeschobene Aluminiumplatte änderte nichts, während eine Glasplatte das Feld verdunkelte. Die Intensität war an der Peripherie am grössten. Dass die Strahlen auf elektrisch geladene Körper Einfluss ausüben, wurde zuerst von Röntgen beobachtet. In der Luft aufgestellte; positiv oder negativ elektrisch geladene Körper werden, wenn sie diesen Strahlen ausgesetzt werden, entladen und zwar desto rascher, je intensiver die Strahlen sind. Es ist im Allgemeinen gleichgültig, ob die elektrischen Körper Leiter oder Isolatoren sind. Es wurde auch bezüglich der Geschwindigkeit der Entladung kein specifischer Unterschied der verschiedenen Körper gefunden, ebenso wenig in dem Verhalten von positiver und negativer Elektricität. Die Röhren sind leider wenig haltbar, werden selbst bei grösster Vorsicht leicht von den Funken durchschlagen und springen besonders leicht in Folge der sehr starken Erwärmung, die sie an der Stelle stärkster Fluorescenz erfahren. Ein merkwürdiger Umstand ist auch der, dass die Röhren bei anhaltendem Gebrauch eine Aenderung des Verdünnungsgrades erfahren und dabei weniger und zuletzt überhaupt keine Röntgen-Strahlen mehr erzeugen. Vor kurzer Zeit hat nun Prof. Dorn ein Verfahren angegeben, wodurch dieser schlimmste Uebelstand der Röntgen-Röhren beim Gebrauche auf das Gründlichste beseitigt ist. Derselbe bringt in ein kleines Ansatzstück der Röhre eine Spur Aetzkali und treibt nun, sobald der Gasinhalt der letzteren zu gering zu werden anfängt, durch ein kurzes Erwärmen desselben mit einem Bunsen-Brenner etwas Wasserdampf aus dem Kali heraus, bis das richtige Vacuum wieder hergestellt ist. Dieses Verfahren ist in der That so vorzüglich, dass dadurch der bisher so schwierige Umgang mit dem in Rede stehenden Apparate um ein ganz Bedeutendes erleichtert ist. B. Walter in Hamburg erwärmt das Dorn'sche Ansatzstück nicht mehr zeitweilig, sondern dauernd durch den elektrischen Strom, zu welchem Zwecke ein Platindraht in Spiralform um das genannte Ansatzrohr gewickelt ist.Elektrotechn. Z., 1897 S. 10. Im Zusammenhang mit den Röntgen-Strahlen wurden einige andere Erscheinungen gefunden. So trat zunächst le Bon mit seinem Schwarzlicht an die Oeffentlichkeit. Er fand, dass auch gewöhnliches Licht die dichtesten Körper durchdringt, wenn man sie lange genug belichtet. Tageslicht wie künstliche Lichtquellen photographiren durch eine Eisenplatte hindurch. Am durchlässigsten sind Aluminium und Kupfer. Le Bon schloss eine Platte und ein Negativ in einen Copirrahmen ein und bedeckte das letztere mit der Metallplatte, die in inniger Berührung mit dem Negativ sein musste. Schwarzer Carton ist fast gar nicht durchlässig. Man hat le Bon vielfach widersprochen und seine Versuche auf Fluorescenz Wirkungen zurückzuführen gesucht. Viel sicherer sind die Beobachtungen Bequerel's über die unsichtbaren Strahlen, welche phosphorescirende Substanzen, namentlich Uranverbindungen aussenden. Er schloss eine Bromsilberplatte durch eine Aluminiumplatte in einer Cassette luftdicht ab, so dass selbst Sonnenlicht während eines ganzen Tages keine Wirkung gab. Legte man ein Stück des schwefelsauren Doppelsalzes von Uranyl und Kalium darauf, so war die Platte an dieser Stelle geschwärzt, wenn belichtet wurde. Das letzte war sogar nicht nothwendig, wenn man im Dunkeln 5 Stunden lang das Salz auf der Aluminiumplatte liegen liess. Diese Strahlen entladen auch elektrische Körper, werden an Stahlspiegeln reflectirt und auch Brechung ist nachgewiesen worden; sie durchdringen die meisten Körper leichter wie die Röntgen-Strahlen und die Emission dauerte während zweier Monate fort, obwohl keine Belichtung in dieser Zeit stattfand. Eine ganze Reihe von Uransalzen zeigen die Erscheinung, während andere Substanzen sich indifferent erwiesen. Rr.