Ernst Ruska (1906-1988) bio je ugledni njemački fizičar koji je uspio dobiti Nobelovu nagradu za fiziku iz 1986. zbog rada provedenog na području elektroničke optike, kao i zbog svog doprinosa u dizajnu prvog elektronskog mikroskopa. Njegove studije elektroničkih sočiva s kratkom žarišnom duljinom bile su odlučujući i ključni faktor naknadne inovacije i izuma elektronskog mikroskopa.
Bavio se eksperimentalnim i matematičkim dokazom Buschove teorije o učinku magnetskog polja zavojnice žice kroz koje prolazi električna struja i koji se potom koristi kao leća elektrona. Zahvaljujući ovom otkriću, dizajnirao je polschuh leću, koja je od tada ugrađena u sve magnetske elektronske mikroskope visoke rezolucije.
Ernst Ruska. Slika putem: biografiasyvidas.com
Kasniji radovi, izvedeni zajedno s Maxom Knolom, doveli su ga 1931. godine do izuma prvog elektronskog mikroskopa. Pomoću ovog instrumenta predstavljena su dva najvažnija procesa reprodukcije slika: principi emisije i zračenja.
Godine 1933. uspio je staviti u upotrebu elektronski mikroskop vlastite konstrukcije, koji je prvi put dao bolju definiciju od svjetlosnog mikroskopa. Tijekom svog života, Ruski je dodijeljeno više priznanja, poput imenovanja počasnim doktoratima sa sveučilišta u Berlinu, Kielu, Torontu i Modeni.
Biografija
Osobni život
Ernst August Friedrich Ruska rođen je u gradu Heidelbergu u Njemačkoj, 25. prosinca 1906. Njegovi roditelji bili su Julius Ferdinand Ruska i Elisabeth Merx. Ovaj je brak imao još petero djece pored Ernsta.
Otac mu je bio profesor i orijentalista, poznat po svom radu na istoriji nauke u islamskom periodu. U razdoblju Prvog svjetskog rata Ernst je pretrpio gubitak Hansa, svog starijeg brata.
Ruska se 1937. udala za Irmelu Ruth Geigis i rodila je troje djece. Na kraju Drugog svjetskog rata imao je još dvoje djece, ali plod veze koju je imao s radnikom tvrtke Siemens. Supruga ga je napokon prihvatila i na Ernstove rođendane ponovno će se spojiti s dvije obitelji.
Bio je čovjek potpuno predan svom radu. Umro je 27. svibnja 1988. u Berlinu.
Studije
Ernst je studirao u istoj školi u kojoj je predavao i njegov otac. Ovo razdoblje proučavanja bilo je presudno za njegova kasnija postignuća, jer je upravo u ovoj fazi počeo pokazivati interes za elektroničke izume.
Nakon završetka srednje škole nastavio je studij na Tehničkoj školi u Münchenu, gdje je počeo studirati elektroniku između 1925. i 1927. Zatim je nastavio studij na Sveučilištu u Münchenu do 1931. godine, gdje je uspio steći diplomu iz elektroničkog inženjerstva.
Praksu je obavljao u Mannheimu, Brown-Boveri & Co i Siemens & Halske Ltda u Berlinu. Dok je studirao na Sveučilištu u Berlinu, počeo je raditi u Institutu za visoki napon, čiji je direktor bio profesor Adolf Matthias. Tamo se upoznao s visokom naponom i vakuum tehnologijom.
Zajedno s drugim doktorskim studentima i njegovim kolegom Maxom Knollom razvio je visokofrekventni katodni osciloskop. Njegov je interes bio usmjeren na razvoj materijala za izradu vakuumskih instrumenata prema konstrukcijskim principima.
S druge strane, usredotočio se na nastavak teorijskih predavanja i praktičnih eksperimenata o optičkom ponašanju elektronskih zraka.
Ernst Ruska je 1934. godine nastavio studij na Sveučilištu u Berlinu, gdje mu je dodijeljeno akademsko zvanje liječnika, nakon što je radio na elektronskim lećama s kratkim žarišnim duljinama, koje su kasnije bile ključne za pronalazak elektronskog mikroskopa.
Prilozi znanosti
Između 1928. i 1929. izveo je svoju prvu teorijsku i eksperimentalnu studiju o Buschovom radu o utjecaju magnetskog polja kroz zavojnicu žice. To prolazi električnu struju i može se koristiti kao elektronsko leće.
Zahvaljujući realizaciji ovog djela, Ruska je uspjela provjeriti da li se valovi mogu skratiti kroz željezni pokrov zbog žarišne duljine. Od tog trenutka pojavila se leća koja će biti ugrađena u buduće magnetske mikroskope visoke rezolucije, koji su imali mogućnost detekcije elektrona.
Prvi elektronski mikroskop
U kasnim tridesetima zajedno s Maxom Knolom dizajnirao je prvi elektronski mikroskop, temeljen na ranijem radu Louis-Victora De Broglieja o svojstvima elektrona.
U elektronskom mikroskopu uspio je magnetskim i električnim poljima dati promjene elektronskih zraka sličnih refrakciji optičkih leća na svjetlosnim valovima.
Za rad elektronskog mikroskopa izvor svjetlosti zamijenjen je izvorom elektrona. To je uzrokovano volframovim topom i upotrebom elektrostatskih i magnetskih uređaja. Uspjeli su odbiti elektrone na isti način kao što su to učinile leće sa svjetlosnim zracima.
Elektronska puška proizvodi snop elektrona ubrzan visokim naponom i fokusiran kroz apsolutni vakuum i magnetske leće. Greda tada prelazi uzorak koji je prethodno dehidriran i u nekim slučajevima prekriven tankim metalnim slojem.
Konačno, povećanje se postiže grupom magnetskih leća, a slika se formira na fotografskoj ploči s ultrafinijom zrnom emulzijom, pogodnom za velika uvećanja. Također je bilo izvedivo prenošenje slike na računalo i utjecaj elektrona na osjetljivi ekran.
priznanja
Ernst je nagrađen počasnim doktoratom sa sveučilišta u Kielu, Berlinu, Torontu i Modeni. Isto tako, pripadao je nekoliko znanstvenih udruženja, poput engleske, francuske i japanske asocijacije za elektronsku mikroskopiju. Tijekom života dobio je sljedeće nagrade i priznanja:
- Nagradu Senckenberg 1939. od strane Sveučilišta u Frankfurtu.
- Silberneova medalja Berlinske akademije znanosti 1941. godine.
- Nagrada Albert-Lasker iz Američkog udruženja za javno zdravstvo, San Francisco, 1960. godine.
- Zlatna medalja Diesel 1969
- Duddeljeva medalja s Londonskog instituta za fiziku 1975. godine.
- Medalja Alberta von Gräfe 1983. godine.
- Medalja Roberta Kocha 1986. godine.
Ernst Ruska je 1986. dijelio Nobelovu nagradu za fiziku s Gerdom Binnigom i Heinrichom Rohrerom. Dobio je pedeset posto ekonomske nagrade, upravo za dizajn prvog elektronskog mikroskopa i za svoj doprinos u elektroničkoj optici.
Nažalost, Reinhold Rüdenberg, koji je pripadao Siemensu, bio je ispred njega s podnošenjem patenta. Ruska je, shvativši to, tvrdila i napokon dobila prednost. Međutim, Rüdenberg je dobio patent za elektronski mikroskop za Sjedinjene Države.
Reference
- Deutsche Biographie - Ruska, Ernst. (2019). Preuzeto sa deutsche-biographie.de
- Ernst Ruska (1906-1988). (2019). Preuzeto sa historadelamedicina.org
- Ernst Ruska - njemački inženjer. (2019). Preuzeto sa britannica.com
- Nobelova nagrada za fiziku 1986. (2019). Preuzeto s nobelprize.org
- Ernst Ruska - Izumitelj elektronskog mikroskopa. (2019). Preuzeto s leo-em.co.uk