Wilhelm Röntgen - strålarna som förändrade läkarvetenskapen
- När man fotograferar armarna så ser man benen! Så kommenterade en komiker upptäckten av röntgenstrålarna. Till skillnad från många andra upptäckter har miljoner människor personlig erfarenhet av denna – tandläkare brukar exempelvis ta röntgenbilder av våra tänder. Upptäckten gjordes av en slump – Röntgen tänkte undersöka något helt annat när han upptäckte den strålning som bär hans namn – i alla fall i Sverige och tysktalande länder. Upptäckten ledde nämligen till avundsjuka och tvister om vem som varit först. Därför har röntgenstrålningen fått ett annat namn i engelskspråkiga länder...
Röntgens upptäckt är en av medicinens allra viktigaste. Den tillåter läkare att se in i människokroppen utan att behöva skära upp den.
Det är natten till den 8 november 1895. I ett hus i den tyska staden Würzburg arbetar universitetets fysikprofessor med en undersökning som han länge har tänkt göra men först nu fått tid till. Han tänker undersöka ett elektriskt fenomen.
I slutet på 1800-talet hade en rad forskare på allvar börjat undersöka elektriciteten - vad den var och hur den kunde framställas.
Ett sätt att studera elektricitet var att använda ett glasrör som stängts till i båda ändar. Inne i röret finns två metalltrådar fastsatta - en i var ända. Rörets båda trådar kallas katod och anod. När en elektrisk spänning läggs över trådarna, börjar elektronerna i luften mellan trådarna att röra sig. Detta visste inte forskarna, eftersom elektronerna var okända. Men de kunde se vad som hände.
ANNONS
Data och fakta
1845: Wilhelm Röntgen föds i Tyskland.
1861: Röntgen tvingas lämna gymnasiet utan examen, eftersom han vägrat skvallra på en kamrat.
1870: Efter att ha gått igenom teknisk högskola blir han assistent i fysik i Würzburg.
1888: Röntgen blir professor i fysik i Würzburg.
1895: En natt i sitt laboratorium upptäcker Röntgen en strålning som genomtränger fasta föremål - strålarna döps senare till röntgenstrålar. Upptäckten blir inledningen till "den andra vetenskapliga revolutionen."
1901: Röntgen får det första Nobelpriset i fysik.
1914: Första världskriget utbryter, och röntgenfotografering får sitt genombrott. Nu kan läkare upptäcka splitter och kulor inne i sårade soldaters kroppar.
1923: Röntgen avlider i magcancer.
Så länge det fanns luft mellan de båda trådarna kunde inte elektriciteten ledas i en jämn ström mellan dem - men när spänningen blev tillräckligt hög, hoppade en gnista mellan trådarna.
Nu hade forskarna upptäckt att om en del luft pumpades ur röret blev luften så småningom ledande, och en lysande linje uppstod mellan de båda metalltrådarna. Men om all luft pumpades ut blev glöden allt svagare för att till sist försvinna helt.
Under alla dessa undersökningar hade de två tyskarna Hittorf och Schuster och engelsmannen Crookes upptäckt något underligt. När röret tömts på luft, lyste den sida i röret som var motsatt katoden upp med ett grönblått ljus. Ett föremål som förts in i röret kastade en skugga på sidan. Osynliga strålar, tycktes utgå från katoden, och 1876 döptes de fyndigt nog till katodstrålar. Själva röret kallades katodstrålerör.
Katodstrålerören fick stor betydelse och användes bland annat i de äldre TV-modeller som idag kallas tjock-TV.
Genomträngande strålar
Vad dessa katodstrålar var visste inte forskarna, men en undersökning visade att de inte var vanliga ljusstrålar - katodstrålarna påverkades exempelvis av en magnet.
Nu återvänder vi till vår fysikprofessor i Würzburg. Han hette Wilhelm Röntgen (1845-1923) och ville undersöka om de katodstrålar som fick insidan på ett glasrör att lysa var tillräckligt starka för att tränga igenom själva glaset.
För att visa att det finns katodstrålar går det att använda en skärm bestruken med ett ämne som lyser upp när det träffas av strålarna. Röntgen använde en sådan skärm. Men för att kunna skilja på om skärmen belystes av katodstrålar som trängde genom glasröret eller av ljus som reflekterades från rörets grönlysande glasvägg, måste han svepa hela röret i svart papper. På så sätt kunde inget ljus sippra ut.
När Röntgen testade sin anordning slogs han av förvåning. Skärmen reagerade på flera meters avstånd från röret, som ju var insvept i papper. Vad katodstrålar än var så visste Röntgen att de inte var tillräckligt starka för att tränga flera meter genom luften. Tydligen kom det en annan strålning från röret - en strålning som utan vidare trängde igenom det svarta papperet.
ANNONS
Bild av skelett
Röntgen var tveksam - hade han verkligen sett rätt? I det mörka laboratoriet gjorde han en rad försök med olika saker som han höll upp mellan röret och skärmen - en bok, träblock, kortlekar och metallplattor.
Bild: Wellcome Images 1896 tog Röntgen sitt första röntgenfotografi av sin hustrus hand. Ringen på ringfingret syns tydligt.
Strålningen trängde igenom alla föremålen, och i sitt första meddelande om sin upptäckt nämnde Röntgen en speciell effekt.
- Håller man handen mellan röret och skärmen, så ser man handbenens skuggor avteckna sig på skärmen, medan de övriga vävnaderna bara syns mycket svagt.
Det var denna effekt som kom att väcka allmänhetens stora intresse, förvåning och fruktan.
När Röntgen gjorde sin upptäckt, var han 50 år. Det betydde inledningen till vad som kallas "den andra vetenskapliga revolutionen". Upptäckten gjordes av en man som ofta förtvivlat om att kunna bli vetenskapsman över huvud taget.
Stoppad i skolan
Som gymnasist råkade Wilhelm Röntgen nära slutexamen ut för ett svårt slag. En av hans klasskamrater hade med krita ritat en karikatyr av en impopulär lärare. Alla skrattade, men munterheten tog slut när läraren kom in i rummet och frågade vem som hade gjort teckningen. Ingen erkände, och läraren befallde den oskyldige Röntgen att tala om vem den skyldige var. Röntgen vägrade. Som straff måste han lämna skolan och fick inte det slutbetyg som var nödvändigt för att söka in till universitetet.
Röntgen försökte studera privat, men åter grinade oturen honom i ansiktet. Just den lärare han bråkat med skulle bedöma Röntgen, och han blev inte godkänd.
Röntgen gav inte upp, även om han var djupt besviken. Han lyckades komma in vid den tekniska högskolan i Zürich och förutom att ta examen som maskiningenjör i Schweiz träffade han också sin blivande hustru Anna Bertha Ludwig. Sedan Röntgen tagit filosofie doktorsgraden fortsatte han att studera fysik och 1870 blev han assistent hos professor Kundt i Würzburg.
Professor i fysik
Kundt lärde sig snabbt att sätta värde på sin assistent och föreslog honom till professor. Men vid det vördnadsvärda universitetet i Würzburg kunde ledningen inte godta en professor som inte tagit studenten. Kundt flyttade i protest och tog Röntgen med sig. På flera olika platser utförde Röntgen en rad betydelsefulla arbeten, och 1888 kom hans stora seger. Då bad universitetet i Würzburg honom till sist att tillträda en tjänst som professor i fysik, och där arbetade han sju år i lugn och ro till den natt då han upptäckte den underliga strålningen.
Sedan Röntgen upptäckt strålningen följde en period av intensivt experimenterande. Hans fru Anna Bertha har berättat att han alltid kom för sent till maten, jämt var på dåligt humör och återvände till laboratoriet så fort han kunde. Vad han sysslade med ville Röntgen inte säga.
ANNONS
Strålningen som gav berömmelse
Den 28 december 1895 bröt Röntgen sin tystnad - då skickade han en rapport till det fysikaliska-medicinska sällskapet i Würzburg. Några av sina röntgenfoton hade han skickat till en vän i Wien tillsammans med sin rapport. Även andra vetenskapsmän fick liknande brev.
- Detta kommer att stå mig dyrt, sägs Röntgen ha sagt när han postat breven.
Röntgen var rädd att ingen skulle tro honom, men effekten blev den motsatta. Alla beundrade den nya upptäckten. Det stod snabbt klart att läkevetenskapen skulle kunna dra stor nytta av den. Fysiker i hela världen insåg att det fanns mer i universum än vad de hade trott. Röntgens upptäckt blev startskottet för en mängd experiment, som i sin tur ledde fram till nya upptäckter.
Men för allmänheten var det röntgenstrålarnas förmåga att tränga igenom väggar och kött som skrämde och förundrade. Skämtteckningar visade brudpar som gått till fel fotograf och fått ett kort som visade två skelett. Andra undrade om det skulle bli möjligt att ha några hemligheter. Några affärer annonserade om röntgensäkra underkläder gjorda av bly.
Första Nobelpriset
Röntgen själv kallade sina strålar för X-strålar. X betyder inom matematiken något okänt. Men många vetenskapsmän - främst tysktalande - ville hylla honom för upptäckten genom att döpa strålarna efter sin upptäckare. Andra - ofta icke tysktalande - var tveksamma. Kunde man verkligen vara säker på att ingen upptäckt strålningen före Röntgen? Till sist kom strålarna att kallas X-rays på engelska och gör så än idag, medan exempelvis Sverige och tysktalande länder använder namnet röntgenstrålning.
Röntgen fick för sin upptäckt det första Nobelpriset i fysik år 1901. Han fortsatte sina forskningar och visade att det gick att framställa röntgenstrålar med olika egenskaper.
Läkarna fick stor nytta av röntgentekniken. Under första världskriget 1914-1918 kunde de se var i kroppen kulor och granatsplitter fastnat, vilket gjorde det lättare att operera.
- Båda sidor hyllade den gamle professorn på hans födelsedag, berättade en kapten från USA om första världskriget.
Röntgen var blyg och tillbakadragen. Bara tillsamman med familjen eller goda vänner kunde han tina upp. Men för Röntgen var det i och med hans upptäckt slut med friden. Han överhopades med inbjudningar, ordnar och begäran om intervjuer och framträdanden.
Uppmärksamheten plågade honom, och han avvisade att bli adlad. Han vägrade också att ta patent på sin upptäckt med motiveringen att den fritt skulle kunna användas över hela världen.
ANNONS
ANNONS
Riskabel strålning
Röntgenstrålarna är lätta att framställa - när elektroner från en katod träffar vissa material i tillräckligt hög fart uppkommer röntgenstrålning. Många forskare måste ha framställt sådan strålning före Röntgen utan att märka det.
När strålningen väl var upptäckt, uppkom en ny fråga: Vad var den egentligen? Idag vet vi att den består av en elektromagnetisk vågrörelse precis som ljuset och att det finns olika röntgenstrålar med olika våglängd.
Till en början experimenterade forskare och läkare ohämmat med strålningen, men efter hand visade det sig att strålarna kunde framkalla cancer. Om du har blivit röntgad hos tandläkaren, har du märkt att den som sköter fotograferingen går ut ur rummet när bilden tas. Det beror just på att röntgenstrålning är farlig i stora mängder.
Röntgen själv dog i magcancer 1923, 77 år gammal. Hans namn var då känt och hedrat över hela världen. Med sin upptäckt lade han grunden till ett helt nytt fält inom fysiken - upptäckandet och utforskandet av radioaktiviteten.
Varför tvingades Röntgen lämna gymnasiet utan slutbetyg?
Hur skapas katodstrålar?
Vilken ovanlig omständighet ledde till att Röntgen upptäckte röntgenstrålarna?
Varför fick röntgenstrålarna namnet X-rays i engelsktalande länder?
Varför oroades allmänheten av den nya upptäckten?
Beskriv några fall där en läkare kan ha nytta av röntgenapparater.
Varför går den som sköter en röntgenkamera ut ur rummet när bilden tas?
Röntgens upptäckt har kallats startskottet till den andra vetenskapliga revolutionen. Vilket nytt fält av fysiken öppnades i och med Röntgens upptäckt?
Litteratur: Daniel J Boorstein, The Discoverers, Random House, 1983 Rom Harré, Great Scientific Experiments, Oxford University Press, 1983 Roy Porter (red.), Man Masters Nature, BBC Books, 1987 David Eliot Brody och Arnold R Brody, Upptäckterna som förändrade världen och människorna bakom dem, Wahlström & Widstrand, 1999 Staffan Hansson, Teknikhistoria - en historia om tekniskt kunnande och dess betydelse för individ och samhälle från äldsta tid fram till 1900-talet, Studentlitteratur, 1990 Sten Söderberg och Bo Falk, Den snillrika människan - teknik under miljoner år, Rabén & Sjögren, 1979 Nils Uddenberg, Lidande och läkedom II: Medicinens historia från 1800 till 1950, Fri Tanke Förlag, 2015
FÖRFATTARE
Text: Kaj Hildingson, journalist och läromedelsförfattare
