Seine wissenschaftlichen Arbeiten

Während seiner Laufbahn als Wissenschaftler veröffentlichte Röntgen 60 wissenschaftliche Arbeiten. Seine Publikationen lassen erkennen, daß er ein hochbegabter Physiker war, der auf vielen Gebieten erfolgreich arbeitete. Er besaß im experimentellen Bereich besondere Fähigkeiten. Seine erste wissenschaftliche Arbeit ist ein 1865 in holländischer Sprache erschienenes Chemie-Repititorium zu einem Standardwerk des Chemie-Professors J.W. Gunning in Utrecht. Der 20jährige Verfasser gab sich bescheiden mit W.C.R. an. An dem gut schematisierten Werk läßt sich bereits Röntgens Fähigkeit erkennen, eine Vielfalt an Fakten klar zu ordnen und ein Schema mit dem Ziel, Verwechslungen auszuschließen, zu erstellen.

Nach seiner Diplom-Arbeit an der ETH-Zürich legte Röntgen 1869 an der Universität Zürich seine Dissertation "Studie über Gase" vor. Sie ist eine theoretische Abhandlung über Probleme aus der Thermodynamik. Die Gutachter bescheinigten Röntgen gediegene Kenntnisse und die Fähigkeit zur selbständigen Forschung. Zu Beginn seiner Straßburger Zeit verfügte der 24jährige Röntgen bereits über hervorragende Literaturkenntnisse und über überdurchschnittliche Experimentierkunst. Er arbeitete auf den Gebieten der Thermo- und Elektrodynamik. Hier untersuchte er im besonderen elektrische Entladungen unter verschiedenen Bedingungen. Sein großes Interesse galt jedoch der Kristallphysik. Röntgen gefiel die Ästhetik der Kristalle und er war fasziniert von ihrer Schönheit. Der vielseitige Röntgen entwickelte sogar eine automatische Anrufeinrichtung als Ergänzung zu dem von Graham Bell kurze Zeit vorher konstruierten Telefon. Dieser Vorschlag konnte sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen. Das Straßburger Glanzstück Röntgens - die wenigsten wissen heute, daß es auf Röntgen zurückgeht - ist ein zusammen mit Kundt erarbeiteter Nachweis, nach dem schon Faraday und andere vergeblich gesucht hatten: Die Drehung der Polarisationsebene des Lichtes in Gasen. Es wurde nicht nur der Nachweis erbracht, sondern es wurden auch - typisch für Röntgen - präzise Messungen vorgelegt. Die nun erwiesene und bekanntgewordene hohe wissenschaftliche Qualität brachte Röntgen den Ruf an die Universität Gießen ein. Dort setzte der 35jährige seine Studien zur Drehung der Polarisationsebene des Lichtes fort.

Eine andere, nur vier Seiten umfassende Veröffentlichung aus der Gießener Zeit trägt den Titel: "Über Töne, welche durch intermittierende Bestrahlung eines Gases entstehen". Dies betrifft den Photoakustischen Effekt in Gasen, eine sinnvolle Erweiterung der physikalischen Grundlagen, die Graham Bell mit dem Photoakustischen Effekt für Festkörper erarbeitet hatte. Die Bedeutung dieser Röntgenschen Arbeit hat man erst viel später erkannt. Erst in den letzten 10 Jahren ist die Photoakustische Spektroskopie als eine Standardanalysenmethode wieder hochaktuell geworden. Sie findet beispielsweise Anwendung im Umweltschutz zum Nachweis der Luftverunreinigung, bei Blutuntersuchungen und bei Untersuchungen an Halbleitern. Von physikhistorisch besonders hohem Wert ist die 1888 vorgelegte berühmte Arbeit: "Über die durch Bewegung eines im homogenen elektrischen Felde befindlichen Dielectricums hervorgerufene elektrodynamische Kraft". Röntgen gelang es, den 1885 durch die Maxwellsche Theorie der elektromagnetischen Erscheinung vorausgesagten Verschiebungsstrom an einem speziell entwickelten Kondensator mit rotierendem Dielektrikum nachzuweisen und zu messen.

Der nachgewiesene Verschiebungsstrom wurde später von Henri Poincaré (1854-1912) "Röntgenstrom" genannt. Dieses Experiment galt zu seiner Zeit als Musterbeispiel raffinierter Experimentierkunst und machte Röntgen unter den Physikern noch vor Entdeckung der Röntgenstrahlen weltberühmt. In Anbetracht der gezeigten genialen Verbindung zwischen theoretischen Modellen und der Führung experimenteller Beweise zur Bestätigung der Theorie, wurde und wird diese Arbeit wissenschaftlich sogar höher bewertet als die Entdeckung und Erforschung der Röntgenstrahlen, auch von Röntgen selbst. Dieser Versuch wurde später in Würzburg und München als "Röntgen-Eichwald-Versuch" fortgeführt.

Röntgen ist es gerade in der Gießener Zeit gelungen, selbst geringe Effekte meßtechnisch zu erfassen und zwar so genau, daß viele seiner vor 100 Jahren gewonnenen Resultate heute immer noch Gültigkeit haben. In seiner Würzburger Zeit (1888-1900) fällt auch die Entdeckung und vor allem die Erforschung der Röntgenstrahlen, die der Forscher selbst zunächst "X-Strahlen" nannte. Nur in drei seiner insgesamt 60 Arbeiten befaßt er sich mit der Physik der Röntgenstrahlen. Zwei davon sind in der Würzburger Zeit herausgegeben worden. "Über eine neue Art von Strahlen" nannte er den ersten Bericht, der in viele Sprachen übersetzt wurde. Bevor es zur Entdeckung der Röntgenstrahlen kam, entstanden eine Reihe experimenteller Arbeiten. Ebenfalls entstand die einzig physikhistorische Abhandlung Röntgens: "Zur Geschichte der Physik an der Universität Würzburg", die er als Festrede zu einem Stiftungsfest der Universität während seiner Rektoratszeit 1894 hielt.

Die dritte Arbeit zum Thema der neu entdeckten Strahlen veröffentlichte Röntgen zu Beginn seiner Münchner Zeit (1900-1923). Sieht man von zwei Kristalluntersuchungen mit Röntgenstrahlen ab, waren diese drei Arbeiten seine einzigen zu diesem Thema.

Die schon in Gießen begonnene Untersuchung pyro- und piezo-elektrischer Effekte setzte er in München fort und begründete auf diese Weise die Piezooptik. Seine letzte - zum Teil in Gemeinschaft mit A. Joffé - 1921 publizierte Arbeit trägt den Titel: "Über die Elektrizitätsleitung in einigen Kristallen und den Einfluß einer Bestrahlung darauf". Die weitere Erforschung der Röntgenstrahlen, die Beugung von Röntgenstrahlen durch v.Laue, Friedrich und Knipping (1912) und damit der Nachweis des Wellencharakters, verfolgte Röntgen mit größtem Interesse.