ERNST RUSKA: BIOGRAPHIE, BEITRÄGE UND ANERKENNUNGEN - ARTE - 2025

Ernst Ruska (1906-1988) war ein bekannter deutscher Physiker, dem es aufgrund seiner Arbeiten auf dem Gebiet der elektronischen Optik sowie seines Beitrags zum Entwurf des ersten Elektronenmikroskops gelang, 1986 den Nobelpreis für Physik zu erhalten. Seine Untersuchungen elektronischer Linsen mit kurzen Brennweiten waren ein entscheidender und Schlüsselfaktor für die spätere Innovation und Erfindung des Elektronenmikroskops.

Er befasste sich mit dem experimentellen und mathematischen Beweis von Buschs Theorie über die Wirkung des Magnetfeldes einer Drahtspule, durch die ein elektrischer Strom fließt und die dann als Elektronenlinse verwendet wird. Dank dieser Entdeckung entwarf er die Polschuh-Linse, die inzwischen in alle hochauflösenden Magnetelektronenmikroskope integriert ist.

Ernst Ruska. Bild über: biografiasyvidas.com

Spätere Arbeiten, die zusammen mit Max Knoll durchgeführt wurden, führten ihn 1931 zur Erfindung des ersten Elektronenmikroskops. Mit diesem Instrument wurden zwei der wichtigsten Verfahren zur Wiedergabe von Bildern eingeführt: die Prinzipien von Emission und Strahlung.

1933 konnte er ein selbstgebautes Elektronenmikroskop einsetzen, das erstmals eine bessere Definition als ein Lichtmikroskop ergab. Während seines Lebens erhielt Ruska mehrere Anerkennungen, darunter die Ehrendoktorwürde der Universitäten Berlin, Kiel, Toronto und Modena.

Biografie

Persönliches Leben

Ernst August Friedrich Ruska wurde am 25. Dezember 1906 in Heidelberg geboren. Seine Eltern waren Julius Ferdinand Ruska und Elisabeth Merx. Diese Ehe hatte neben Ernst noch fünf weitere Kinder.

Sein Vater war Professor und Orientalist und bekannt für seine Arbeiten zur Wissenschaftsgeschichte während der islamischen Zeit. In der Zeit des Ersten Weltkriegs erlitt Ernst den Verlust seines älteren Bruders Hans.

1937 heiratete Ruska Irmela Ruth Geigis und hatte drei Kinder. Am Ende des Zweiten Weltkriegs hatte er zwei weitere Kinder, aber das Ergebnis einer Beziehung, die er zu einem Siemens-Arbeiter hatte. Die Frau akzeptierte es schließlich und an Ernsts Geburtstagen würde er sich mit den beiden Familien wiedervereinigen.

Er war ein Mann, der sich ganz seiner Arbeit widmete. Er starb am 27. Mai 1988 in Berlin.

Studien

Ernst studierte an derselben Schule, an der sein Vater unterrichtete. Diese Studienzeit war entscheidend für seine späteren Leistungen, da er zu diesem Zeitpunkt begann, Interesse an elektronischen Erfindungen zu zeigen.

Nach dem Abitur setzte er sein Studium an der Technischen Schule in München fort, wo er zwischen 1925 und 1927 mit dem Studium der Elektronik begann. Anschließend studierte er bis 1931 an der Universität München, wo er einen Abschluss in Elektrotechnik erhielt.

Er absolvierte seine Praktika bei Mannheim, Brown-Boveri & Co und Siemens & Halske Ltda in Berlin. Während seines Studiums an der Universität Berlin begann er am Hochspannungsinstitut zu arbeiten, dessen Direktor Professor Adolf Matthias war. Dort lernte er die Hochspannungs- und Vakuumtechnik kennen.

Zusammen mit anderen Doktoranden und seinem Kollegen Max Knoll entwickelte er ein Hochleistungskathodenstrahl-Oszilloskop. Sein Interesse galt der Entwicklung von Materialien für den Bau von Vakuuminstrumenten nach Konstruktionsprinzipien.

Zum anderen konzentrierte er sich auf die Fortsetzung theoretischer Vorlesungen und praktischer Experimente zum optischen Verhalten von Elektronenstrahlen.

1934 setzte Ernst Ruska sein Studium an der Universität Berlin fort, wo er den akademischen Titel eines Doktors erhielt, nachdem er an elektronischen Linsen mit kurzen Brennweiten gearbeitet hatte, die später der Schlüssel zur Erfindung des Elektronenmikroskops waren.

Beiträge zur Wissenschaft

Zwischen 1928 und 1929 führte er seine erste theoretische und experimentelle Studie über Buschs Arbeiten zur Wirkung des Magnetfelds durch eine Drahtspule durch. Dieser leitet den elektrischen Strom durch und kann als Elektronenlinse verwendet werden.

Dank der Realisierung dieser Arbeit konnte Ruska nachweisen, dass die Wellen aufgrund der Brennweite durch eine Eisenabdeckung verkürzt werden konnten. Von diesem Moment an erschien die Linse, die in zukünftige hochauflösende Magnetmikroskope eingebaut werden sollte, die Elektronen detektieren konnten.

Das erste Elektronenmikroskop

In den späten 1930er Jahren entwarf er zusammen mit Max Knoll das erste Elektronenmikroskop, das auf früheren Arbeiten von Louis-Victor De Broglie über die Eigenschaften von Elektronen basiert.

Im Elektronenmikroskop gelang es ihm, die magnetischen und elektrischen Felder dazu zu bringen, dass sich die elektronischen Strahlen ähnlich wie die Brechung optischer Linsen auf Lichtwellen ändern.

Für den Betrieb des Elektronenmikroskops wurde die Lichtquelle durch eine Elektronenquelle ersetzt. Dies wurde durch eine Wolframkanone und durch die Verwendung von elektrostatischen und magnetischen Vorrichtungen verursacht. Es gelang ihnen, Elektronen auf die gleiche Weise abzulenken wie Linsen mit Lichtstrahlen.

Die Elektronenkanone erzeugt einen Elektronenstrahl, der durch Hochspannung beschleunigt und durch ein absolutes Vakuum und magnetische Linsen fokussiert wird. Der Strahl kreuzt dann die Probe, die zuvor dehydriert und in einigen Fällen von einer dünnen Metallschicht bedeckt wurde.

Schließlich wird die Vergrößerung mittels einer Gruppe magnetischer Linsen erreicht und das Bild wird auf einer Fotoplatte mit ultrafeiner Kornemulsion erzeugt, die sich perfekt für große Vergrößerungen eignet. Es war auch möglich, das Bild auf einen Computer zu übertragen und die Elektronen auf einen empfindlichen Bildschirm zu treffen.

Anerkennungen

Ernst wurde die Ehrendoktorwürde der Universitäten Kiel, Berlin, Toronto und Modena verliehen. Ebenso gehörte er mehreren wissenschaftlichen Vereinigungen an, darunter den englischen, französischen und japanischen Vereinigungen für Elektronenmikroskopie. Während seines Lebens erhielt er folgende Auszeichnungen und Anerkennungen:

- Der Senckenberg-Preis 1939 der Universität Frankfurt.

- Die Silberne-Medaille der Berliner Akademie der Wissenschaften, 1941.

- Der Albert-Lasker-Preis der American Public Health Association, San Francisco, 1960.

- Die Diesel Goldmedaille im Jahr 1969

- Die Duddel-Medaille des London Institute of Physics von 1975.

- Die Albert von Gräfe-Medaille 1983.

- Die Robert-Koch-Medaille 1986.

1986 teilte sich Ernst Ruska mit Gerd Binnig und Heinrich Rohrer den Nobelpreis für Physik. Genau für das Design des ersten Elektronenmikroskops und für seine Beiträge zur elektronischen Optik erhielt er fünfzig Prozent des Wirtschaftspreises.

Leider war Reinhold Rüdenberg, der zu Siemens gehörte, mit der Einreichung des Patents vor ihm. Als Ruska dies erkannte, behauptete sie und bekam schließlich Priorität. Rüdenberg erhielt jedoch das Elektronenmikroskop-Patent für die USA.

Verweise

1. Deutsche Biographie - Ruska, Ernst. (2019). Entnommen aus der deutschen-biographie.de
2. Ernst Ruska (1906-1988). (2019). Entnommen aus historiadelamedicina.org
3. Ernst Ruska - deutscher Ingenieur. (2019). Entnommen aus britannica.com
4. Der Nobelpreis für Physik 1986. (2019). Entnommen von nobelprize.org
5. Ernst Ruska - Der Erfinder des Elektronenmikroskops. (2019). Entnommen aus leo-em.co.uk