Damit Elektronen in der Röntgenröhre fokussiert werden.

Arthur Wehnelt und sein Zylinder

Karl-Heinz Szeifert 22 Feb, 2019 00:00

Arthur Rudolph Berthold Wehnelt (* 4. April 1871 in Rio de Janeiro; † 15. Februar 1944 in Berlin) war ein deutscher Physiker, der wichtige Beiträge zur Elektrodynamik leistete.

Foto: fazano.pro.br

Sein Großvater war der Fürstenwalder Tuchmachermeister Samuel Wehnelt. Sein Vater, Berthold Ferdinand Adolph Wehnelt (* 4. Februar 1833; † 2. Juli 1872 in Hamburg) war Schiffbauingenieur und Mitgründer und Mitbesitzer des Brasilianischen Lloyd. Am 23. Mai 1867 heiratete er in Fürstenwalde Marie Luise Charlotte, die Tochter des Schuhmachers Johann Friedrich Muckelberg, mit der er zwei Kinder hatte. Nach einer Erkrankung verstarb er auf der Heimreise von Brasilien. Im März 2008 wurde seine Gruft in Fürstenwalde wiederentdeckt.

Nachdem Arthur Wehnelt am Luisenstädtischen Gymnasium in Berlin in der Tertia zweimal sitzengeblieben war, schickte man ihn auf das Realgymnasium in Landsberg an der Warthe, wo er 1892 die Reifeprüfung bestand. Seinen Militärdienst leistete er in Brandenburg.

Er studierte Physik an der Technischen Hochschule Charlottenburg und von 1893 bis 1897 an der Friedrich-Wilhelms-Universität Berlin. Er promovierte 1898 in Erlangen, wo Eilhard Wiedemann sein Lehrer war. Nach seiner Habilitation im Jahre 1901 unterrichtete er als Privatdozent und ab 1904 als außerordentlicher Professor der Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. 1906 wechselte Wehnelt als Professor an die Universität Berlin zurück, 1934 wurde er zum Direktor des Physikalischen Instituts ernannt, 1937 emeritiert. Seine letzten Lebensjahre verbrachte er in Berlin-Frohnau.


1899 erfand Wehnelt den Wehnelt-Unterbrecher auf Elektrolytbasis, der das schnelle rhythmische Unterbrechen eines Gleichstroms ermöglicht.

Seine Entwicklungen auf dem Gebiet der Elektronenemission, der Wehneltzylinder und die Oxidkathode / Wehnelt-Kathode (1905), verbesserten auch die von Ferdinand Braun erfundene Kathodenstrahlröhre, die später u. a. für Fernsehgeräte und Computermonitore wesentlich wurde.


In Röntgenröhren wird der Wehneltzylinder als Fokussierungseinrichtung eingesetzt.

Dort ist er um die Kathode angebracht, und dient dazu die Elektronen auszurichten. Er entspricht dabei einer den Glühfaden umgebenden Metallhülle mit negativen Potential. Dieses aufgebaute elektrische Feld, mit auf die Brennfleckbahn des Anodentellers ausgerichteten Feldlinien, dient den Elektronen als Leitschiene. Sie werden gebündelt und fokussiert. Selbst Elektronen, deren Flugrichtung sehr weit von der Strahlachse abweichen, werden durch das negative Potential der Zylinderwand gleichmäßig von dieser abgestoßen und somit wieder zur Strahlachse hingelenkt. Dabei nutzt man die auf Ladungsträger wirkenden Kräfte in einem elektrischen Feld. Ohne den Wehneltzylinder würden die Elektronen nach allen Seiten divergieren.

Die einfachste Bauform eines Wehneltzylinders ist die eines dünnwandigen walzenförmigen Metallkörpers, der die Glühkatode einer Elektronenröhre umgibt. Dieser Zylinder ist gegenüber der Katode negativ geladen. Er wurde in den Jahren 1902/03 von Arthur Wehnelt entwickelt.

In Röntgenröhren ist es wichtig einen möglichst kleinen Auftreffort auf der Anode (den Fokus) zu erreichen. Je kleiner der Fokus wird, umso eher wird der Entstehungsort der Röntgenstrahlung annähernd zu einer Punktquelle, was dann eine detailreichere Bildgebung auch sehr kleiner Objekte ermöglicht.


1926 gelang Wehnelt als Erstem auch der experimentelle Nachweis der Raumladung in Elektronenröhren.

In Berliner Ortsteil Siemensstadt ist seit dem 9. September 1931 die Straße Wehneltsteig nach ihm benannt.


Quelle: Wikipedia Arthur Wehnelt

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