Эрнст Руска (1906-1988) был выдающимся немецким физиком, которому в 1986 году удалось получить Нобелевскую премию по физике благодаря работе, проведенной в области электронной оптики, а также за его вклад в разработку первого электронного микроскопа. Его исследования электронных линз с коротким фокусным расстоянием стали определяющим и ключевым фактором в последующих инновациях и изобретении электронного микроскопа.
Он занимался экспериментальным и математическим доказательством теории Буша о влиянии магнитного поля катушки с проволокой, через которую проходит электрический ток и которая затем используется в качестве электронной линзы. Благодаря этому открытию он сконструировал линзу polschuh, которая с тех пор используется во всех магнитных электронных микроскопах высокого разрешения.
Эрнст Руска. Изображение через: biografiasyvidas.com
Более поздняя работа, проведенная вместе с Максом Кноллем, привела его в 1931 году к изобретению первого электронного микроскопа. С помощью этого прибора были введены два наиболее важных процесса воспроизведения изображений: принципы излучения и излучения.
В 1933 году он смог использовать электронный микроскоп собственной конструкции, который впервые дал лучшее разрешение, чем световой микроскоп. За свою жизнь Руска был удостоен нескольких наград, таких как звание почетного доктора университетов Берлина, Киля, Торонто и Модены.
биография
Личная жизнь
Эрнст Август Фридрих Руска родился в городе Гейдельберг, Германия, 25 декабря 1906 года. Его родителями были Юлиус Фердинанд Руска и Элизабет Меркс. В этом браке кроме Эрнста родилось еще пятеро детей.
Его отец был профессором и востоковедом, известным своими работами по истории науки в исламский период. В период Первой мировой войны Эрнст потерял своего старшего брата Ганса.
В 1937 году Руска женился на Ирмеле Рут Гейгис и имел троих детей. В конце Второй мировой войны у него было еще двое детей, но это плод его отношений с рабочим Siemens. Жена наконец приняла это, и в дни рождения Эрнста он воссоединился с двумя семьями.
Он был человеком, полностью преданным своему делу. Он умер 27 мая 1988 года в Берлине.
Исследования
Эрнст учился в той же школе, где учил его отец. Этот период обучения имел решающее значение для его более поздних достижений, поскольку именно на этом этапе он начал проявлять интерес к электронным изобретениям.
После окончания средней школы он продолжил учебу в Технической школе в Мюнхене, где начал изучать электронику в период с 1925 по 1927 год. Затем он продолжил обучение в Мюнхенском университете до 1931 года, где ему удалось получить степень в области электронной техники.
Проходил стажировку в компаниях Mannheim, Brown-Boveri & Co и Siemens & Halske Ltda в Берлине. Во время учебы в Берлинском университете он начал работать в Институте высокого напряжения, директором которого был профессор Адольф Матиас. Там он познакомился с высоковольтной и вакуумной техникой.
Вместе с другими аспирантами и своим коллегой Максом Кноллем он разработал высокоэффективный электронно-лучевой осциллограф. Его интересы были сосредоточены на разработке материалов для изготовления вакуумных инструментов в соответствии с принципами конструкции.
С другой стороны, он сосредоточился на продолжении теоретических лекций и практических экспериментов по оптическому поведению электронных пучков.
В 1934 году Эрнст Руска продолжил учебу в Берлинском университете, где ему было присвоено ученое звание доктора, после работы над электронными линзами с коротким фокусным расстоянием, которые впоследствии сыграли ключевую роль в изобретении электронного микроскопа.
Вклад в науку
Между 1928 и 1929 годами он провел свое первое теоретическое и экспериментальное исследование работы Буша о влиянии магнитного поля на катушку с проволокой. Он пропускает электрический ток и может использоваться как электронная линза.
Благодаря реализации этой работы, Руска смогла убедиться, что волны могут быть сокращены через железную крышку за счет фокусного расстояния. С этого момента появилась линза, которая будет использоваться в будущих магнитных микроскопах высокого разрешения, способных обнаруживать электроны.
Первый электронный микроскоп
В конце 1930-х вместе с Максом Кноллем он разработал первый электронный микроскоп, основанный на более ранней работе Луи-Виктора Де Бройля о свойствах электронов.
В электронном микроскопе ему удалось заставить магнитное и электрическое поля придавать электронным лучам изменения, подобные преломлению оптических линз на световых волнах.
Для работы электронного микроскопа источник света был заменен на источник электронов. Это было вызвано вольфрамовой пушкой и применением электростатических и магнитных устройств. Им удавалось отклонять электроны так же, как линзы отклоняли световые лучи.
Электронная пушка производит пучок электронов, ускоренных высоким напряжением и сфокусированных через абсолютный вакуум и магнитные линзы. Затем луч пересекает образец, который предварительно был обезвожен и в некоторых случаях покрыт тонким металлическим слоем.
Наконец, увеличение достигается с помощью группы магнитных линз, а изображение формируется на фотопластинке с ультрамелкозернистой эмульсией, идеально подходящей для больших увеличений. Это было также возможно, передав изображение на компьютер и воздействуя электронами на чувствительный экран.
Признания
Эрнсту было присвоено звание почетного доктора университетов Киля, Берлина, Торонто и Модены. Точно так же он принадлежал к нескольким научным ассоциациям, таким как английская, французская и японская ассоциации электронной микроскопии. За свою жизнь он получил следующие награды и признания:
- Премия Зенкенберга 1939 г. Франкфуртского университета.
- Медаль Зильберна Берлинской академии наук 1941 г.
- Премия Альберта-Ласкера Американской ассоциации общественного здравоохранения, Сан-Франциско, 1960.
- Золотая медаль Diesel 1969 г.
- Медаль Даддела Лондонского института физики 1975 г.
- Медаль Альберта фон Грефе в 1983 году.
- Медаль Роберта Коха в 1986 году.
В 1986 году Эрнст Руска разделил Нобелевскую премию по физике с Гердом Биннигом и Генрихом Рорером. Он получил пятьдесят процентов экономической премии именно за разработку первого электронного микроскопа и за свой вклад в электронную оптику.
К сожалению, Рейнхольд Рюденберг, принадлежавший компании Siemens, опередил его с подачей патента. Руска, понимая это, потребовала и наконец получила приоритет. Однако Рюденберг получил патент на электронный микроскоп для Соединенных Штатов.
Ссылки
- Deutsche Biographie - Руска, Эрнст. (2019). Взято с сайта deutsche-biographie.de
- Эрнст Руска (1906-1988). (2019). Взято с сайтаistoriadelamedicina.org
- Эрнст Руска - немецкий инженер. (2019). Взято с britannica.com
- Нобелевская премия по физике 1986 г. (2019). Взято с nobelprize.org
- Эрнст Руска - изобретатель электронного микроскопа. (2019). Взято с leo-em.co.uk