Rutherford Ernest (1871-1937), engelsk fysiker, en af skaberne af doktrinen om radioaktivitet og atomets struktur, grundlægger af en videnskabelig skole.
Født den 30. august 1871 i byen Spring Brove (New Zealand) i en familie af skotske emigranter. Hans far arbejdede som mekaniker og hørfarmer, hans mor var lærer. Ernest var den fjerde af de 12 Rutherford-børn og den mest talentfulde.
Allerede i slutningen af folkeskolen fik han som første elev en bonus på 50 pund sterling for at fortsætte sin uddannelse. Takket være dette kom Rutherford på college i Nelson (New Zealand). Efter sin eksamen fra college bestod den unge mand eksamener ved University of Canterbury, og her studerede han for alvor fysik og kemi.
Han deltog i skabelsen af et videnskabeligt studentersamfund og lavede i 1891 en rapport om emnet "Evolution of the Elements", hvor ideen først blev udtrykt, at atomer er komplekse systemer bygget af de samme komponenter.
På et tidspunkt, hvor J. Daltons idé om atomets udelelighed dominerede fysikken, virkede denne idé absurd, og den unge videnskabsmand måtte endda undskylde over for sine kolleger for "åbenbart nonsens."
Sandt nok, 12 år senere beviste Rutherford, at han havde ret. Efter sin eksamen fra universitetet blev Ernest gymnasielærer, men denne beskæftigelse faldt tydeligvis ikke i hans smag. Heldigvis blev Rutherford, årets bedste kandidat, tildelt et stipendium, og han tog til Cambridge, Englands videnskabelige center, for at fortsætte sine studier.
På Cavendish Laboratory skabte Rutherford en sender til radiokommunikation inden for en radius af 3 km, men prioriterede den italienske ingeniør G. Marconi for sin opfindelse, og han begyndte selv at studere ionisering af gasser og luft. Forskeren bemærkede, at uranstråling har to komponenter - alfa- og beta-stråler. Det var en åbenbaring.
I Montreal, mens han studerede aktiviteten af thorium, opdagede Rutherford en ny gas - radon. I 1902 udtrykte videnskabsmanden i sit arbejde "The Cause and Nature of Radioactivity" ideen om, at årsagen til radioaktivitet er den spontane overgang af nogle elementer til andre. Han fandt ud af, at alfapartikler er positivt ladede, deres masse er større end et brintatoms, og deres ladning er omtrent lig med ladningen af to elektroner, og det minder om heliumatomer.
I 1903 blev Rutherford medlem af Royal Society of London, og fra 1925 til 1930 fungerede han som dets præsident.
I 1904 blev videnskabsmandens grundlæggende værk "Radioaktive stoffer og deres stråling" udgivet, som blev en encyklopædi for kernefysikere. I 1908 blev Rutherford nobelpristager for sin forskning i radioaktive grundstoffer. Lederen af fysiklaboratoriet ved University of Manchester, Rutherford skabte en skole af kernefysikere, hans studerende.
Sammen med dem studerede han atomet og kom i 1911 endelig til den planetariske model af atomet, som han skrev om i en artikel offentliggjort i maj-nummeret af Philosophical Journal. Modellen blev ikke accepteret med det samme, den blev først etableret efter at den var blevet forfinet af Rutherfords studerende, især N. Bohr.
Videnskabsmanden døde den 19. oktober 1937 i Cambridge. Som mange store mænd i England hviler Ernest Rutherford i St. Paul's Cathedral, i "Science Corner", ved siden af Newton, Faraday, Durenne, Herschel.
ERNEST RUTHERFORD
Ernest Rutherford blev født den 30. august 1871 nær byen Nelson (New Zealand) i familien til en immigrant fra Skotland. Ernest var den fjerde af tolv børn. Hans mor arbejdede som lærer på landet. Faderen til den fremtidige videnskabsmand organiserede en træbearbejdningsvirksomhed. Under vejledning af sin far fik drengen god træning til arbejde på værkstedet, som senere hjalp ham med design og konstruktion af videnskabeligt udstyr.
Efter at have afsluttet skolen i Havelock, hvor familien boede på det tidspunkt, modtog han et stipendium for at fortsætte sin uddannelse på Nelson Provincial College, hvor han kom ind i 1887. To år senere bestod Ernest eksamen på Canterbury College, en afdeling af University of New Zealand i Christchester. På college blev Rutherford stærkt påvirket af sine lærere: fysik- og kemilæreren E. W. Bickerton og matematikeren J. H. H. Cook. Efter at Rutherford blev tildelt en Bachelor of Arts-grad i 1892, forblev han på Canterbury College og fortsatte sine studier takket være et stipendium i matematik. Året efter blev han Master of Arts, efter at have bestået eksamenerne i matematik og fysik bedst af alle. Hans kandidatafhandling omhandlede detektering af højfrekvente radiobølger, hvis eksistens blev bevist for omkring ti år siden. For at studere dette fænomen konstruerede han en trådløs radiomodtager (flere år før Marconi gjorde det) og modtog med dens hjælp signaler transmitteret af kolleger fra en afstand af en halv mile.
I 1894 udkom hans første trykte værk, "Magnetization of Iron by High-Frequency Discharges", i News of the Philosophical Institute of New Zealand. I 1895 blev et stipendium til videnskabelig uddannelse ledigt. Den første kandidat til dette stipendium blev afvist af familiemæssige årsager. Da han ankom til England, modtog Rutherford en invitation fra J. J. Thomson til at arbejde i Cambridge i Cavendish-laboratoriet. Således begyndte Rutherfords videnskabelige rejse.
Thomson var dybt imponeret over Rutherfords forskning i radiobølger, og i 1896 foreslog han i fællesskab at undersøge virkningen af røntgenstråler på elektriske udladninger i gasser. Samme år dukkede Thomson og Rutherfords fælles arbejde "Om passage af elektricitet gennem gasser udsat for røntgenstråler". Året efter blev Rutherfords sidste artikel, "Magnetic Detector of Electric Waves and Some of Its Applications," offentliggjort. Herefter koncentrerer han sig fuldstændig om undersøgelsen af gasudledning. I 1897 udkom hans nye værk "Om elektrificering af gasser udsat for røntgenstråler og om absorption af røntgenstråler af gasser og dampe".
Deres samarbejde resulterede i betydelige resultater, herunder Thomsons opdagelse af elektronen, en atompartikel, der bærer en negativ elektrisk ladning. Baseret på deres forskning antog Thomson og Rutherford, at når røntgenstråler passerer gennem en gas, ødelægger de atomerne i den gas og frigiver lige mange positivt og negativt ladede partikler. De kaldte disse partikler ioner. Efter dette arbejde begyndte Rutherford at studere atomstruktur.
I 1898 accepterede Rutherford et professorat ved McGill University i Montreal, hvor han begyndte en række vigtige eksperimenter vedrørende den radioaktive emission af grundstoffet uran. Mens Rutherford udførte sine meget arbejdskrævende eksperimenter, blev han ofte overvældet af en nedslået stemning. På trods af alle hans anstrengelser modtog han trods alt ikke tilstrækkelige midler til at bygge de nødvendige instrumenter. Rutherford byggede meget af det nødvendige udstyr til eksperimenterne med sine egne hænder. Han arbejdede i Montreal i ret lang tid - syv år. Undtagelsen var i 1900, da Rutherford under en kort tur til New Zealand giftede sig med Mary Newton. Senere fik de en datter.
I Canada gjorde han fundamentale opdagelser: han opdagede udstrålingen af thorium og afslørede arten af den såkaldte inducerede radioaktivitet; Sammen med Soddy opdagede han radioaktivt henfald og dets lov. Her skrev han bogen "Radioaktivitet".
I deres klassiske arbejde behandlede Rutherford og Soddy det grundlæggende spørgsmål om energien af radioaktive transformationer. Ved at beregne energien af de alfapartikler, der udsendes af radium, konkluderer de, at "energien af radioaktive transformationer er mindst 20.000 gange, og måske en million gange større end energien af enhver molekylær transformation." , gemt i et atom, frigives mange gange mere energi under en almindelig kemisk transformation." Denne enorme energi bør efter deres mening tages i betragtning "når man forklarer fænomenerne i den kosmiske fysik." Især solenergiens konstanthed kan forklares ved, at "subatomære transformationsprocesser finder sted på Solen."
Man kan ikke undgå at blive forbløffet over fremsynet hos forfatterne, som så atomenergiens kosmiske rolle tilbage i 1903. Dette år var året for opdagelsen af denne nye form for energi, som Rutherford og Soddy talte om med så stor sikkerhed og kaldte det intra-atomisk energi.
Omfanget af Rutherfords videnskabelige arbejde i Montreal var enormt, han publicerede 66 artikler, både personligt og sammen med andre videnskabsmænd, uden at tælle bogen "Radioactivity", som bragte Rutherford berømmelse som en førsteklasses forsker. Han modtager en invitation til at tage en stol i Manchester. Den 24. maj 1907 vendte Rutherford tilbage til Europa. En ny periode af hans liv begyndte.
I Manchester lancerede Rutherford en energisk aktivitet, der tiltrak unge videnskabsmænd fra hele verden. En af hans aktive samarbejdspartnere var den tyske fysiker Hans Geiger, skaberen af den første elementære partikeltæller (Geigertæller). I Manchester arbejdede E. Marsden, K. Fajans, G. Moseley, G. Hevesy og andre fysikere og kemikere sammen med Rutherford.
Niels Bohr, der ankom til Manchester i 1912, mindede senere om denne periode: "På dette tidspunkt var et stort antal unge fysikere fra hele verden grupperet omkring Rutherford, tiltrukket af hans ekstraordinære talent som fysiker og hans sjældne evner som organisator. af et videnskabeligt hold."
I 1908 blev Rutherford tildelt Nobelprisen i kemi "for sin forskning i nedbrydning af grundstoffer i radioaktive stoffers kemi." I sin åbningstale på vegne af Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi påpegede C. B. Hasselberg sammenhængen mellem arbejdet udført af Rutherford og arbejdet af Thomson, Henri Becquerel, Pierre og Marie Curie. "Opdagelserne førte til en forbløffende konklusion: et kemisk grundstof ... er i stand til at omdannes til andre grundstoffer," sagde Hasselberg. I sit Nobelforedrag bemærkede Rutherford: "Der er al mulig grund til at tro, at alfapartiklerne, som så frit udstødes fra de fleste radioaktive stoffer, er identiske i masse og sammensætning og skal bestå af kerner af heliumatomer. Vi kan derfor ikke lade være med at komme til den konklusion, at atomerne i de grundlæggende radioaktive grundstoffer, såsom uran og thorium, skal være konstrueret, i det mindste delvist, af heliumatomer."
Efter at have modtaget Nobelprisen begyndte Rutherford at studere et fænomen, der blev observeret, da en plade af tynd guldfolie blev bombarderet med alfapartikler udsendt af et radioaktivt grundstof som uran. Det viste sig, at ved hjælp af refleksionsvinklen for alfapartikler er det muligt at studere strukturen af de stabile elementer, der udgør pladen. Ifølge de dengang accepterede ideer var modellen af atomet som rosinbudding: positive og negative ladninger var jævnt fordelt inde i atomet og kunne derfor ikke ændre alfapartiklernes bevægelsesretning væsentligt. Rutherford bemærkede dog, at visse alfapartikler afveg fra den forventede retning i meget større grad, end teorien tillod. I samarbejde med Ernest Marsden, en studerende ved University of Manchester, bekræftede videnskabsmanden, at et ret stort antal alfapartikler blev afbøjet længere end forventet, nogle i vinkler på mere end 90 grader.
Reflektere over dette fænomen. Rutherford foreslog en ny model af atomet i 1911. Ifølge hans teori, som er blevet almindeligt accepteret i dag, er positivt ladede partikler koncentreret i atomets tunge centrum, og negativt ladede (elektroner) er placeret i kernens kredsløb, i ret stor afstand fra den. Denne model, ligesom en lille model af solsystemet, antager, at atomer hovedsageligt består af tomt rum.
Bred accept af Rutherfords teori begyndte, da den danske fysiker Niels Bohr sluttede sig til videnskabsmandens arbejde ved University of Manchester. Bohr viste, at med hensyn til strukturen foreslået af Rutherford, kunne de velkendte fysiske egenskaber af hydrogenatomet, såvel som atomerne af flere tungere grundstoffer, forklares.
Rutherford-gruppens frugtbare arbejde i Manchester blev afbrudt af Første Verdenskrig. Krigen spredte det venlige hold over forskellige lande i krig med hinanden. Moseley, som netop havde gjort sit navn berømt med en stor opdagelse inden for røntgenspektroskopi, blev dræbt, og Chadwick sygnede hen i tysk fangenskab. Den britiske regering udnævnte Rutherford til medlem af "Admiral's Invention and Research Staff", en organisation oprettet for at finde midler til at bekæmpe fjendtlige ubåde. Rutherfords laboratorium begyndte derfor at forske i udbredelsen af lyd under vandet for at give et teoretisk grundlag for lokalisering af ubåde. Først efter krigens afslutning var videnskabsmanden i stand til at genoptage sin forskning, men et andet sted.
Efter krigen vendte han tilbage til Manchester-laboratoriet og gjorde i 1919 en anden fundamental opdagelse. Rutherford formåede at udføre den første reaktion af transformation af atomer kunstigt. Bombardering af nitrogenatomer med alfapartikler. Rutherford opdagede, at dette producerer iltatomer. Denne nye observation gav yderligere bevis på atomers evne til at transformere. I dette tilfælde, i dette tilfælde, frigives en proton fra kernen af nitrogenatomet - en partikel, der bærer en enkelt positiv ladning. Som et resultat af Rutherfords forskning steg atomfysikernes interesse for atomkernens natur kraftigt.
I 1919 flyttede Rutherford til Cambridge University og efterfulgte Thomson som professor i eksperimentel fysik og direktør for Cavendish Laboratory, og i 1921 tiltrådte han stillingen som professor i naturvidenskab ved Royal Institution i London. I 1925 blev videnskabsmanden tildelt British Order of Merit. I 1930 blev Rutherford udnævnt til formand for regeringens rådgivende råd for Office of Scientific and Industrial Research. I 1931 modtog han titlen Lord og blev medlem af House of Lords i det engelske parlament.
Rutherford søgte at sikre, at han gennem en videnskabelig tilgang til gennemførelsen af alle opgaver, der var betroet ham, ville bidrage til at øge sit hjemlands herlighed. Han argumenterede konstant og med stor succes i autoritative organer for behovet for fuld statsstøtte til videnskabs- og forskningsarbejde.
På højden af sin karriere tiltrak videnskabsmanden mange talentfulde unge fysikere til at arbejde i hans laboratorium i Cambridge, herunder P. M. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick og Ernest Walton. Den sovjetiske videnskabsmand Kapitsa besøgte også dette laboratorium.
I et af sine breve kalder Kapitsa Rutherford Crocodile. Faktum er, at Rutherford havde en høj stemme, og han vidste ikke, hvordan han skulle kontrollere den. Mesterens stærke stemme, der mødte nogen i korridoren, advarede dem, der var i laboratorierne, om hans tilgang, og medarbejderne havde tid til at "samle deres tanker." I "Memoirs of Professor Rutherford" skrev Kapitsa: "Han var ret kraftig af udseende, over gennemsnittet højde, hans øjne var blå, altid meget munter, hans ansigt var meget udtryksfuldt. Han var aktiv, hans stemme var høj, han vidste ikke, hvordan han skulle modulere den godt, alle vidste om den, og ud fra hans intonation kunne man vurdere, om professoren var i ånden eller ej. I hele hans måde at kommunikere med mennesker på, var hans oprigtighed og spontanitet umiddelbart tydelig fra det første ord. Hans svar var altid korte, klare og præcise. Når nogen fortalte ham noget, reagerede han straks, uanset hvad det var. Du kunne diskutere ethvert problem med ham - han begyndte straks at tale frivilligt om det."
Selvom Rutherford selv havde mindre tid til aktiv forskning, var hans dybe interesse for forskningen og klare lederskab med til at opretholde det høje niveau af arbejde udført i hans laboratorium.
Rutherford havde evnen til at identificere de vigtigste problemer i sin videnskab, hvilket gjorde emnet for forskning stadig ukendte forbindelser i naturen. Sammen med den gave at fremsyne, der ligger i ham som teoretiker, havde Rutherford en praktisk streg. Det var takket være hende, at han altid var præcis i at forklare observerede fænomener, uanset hvor usædvanlige de kunne virke ved første øjekast.
Studerende og kolleger huskede videnskabsmanden som en sød, venlig person. De beundrede hans ekstraordinære kreative måde at tænke på og huskede, hvordan han glad sagde, før han startede hver ny undersøgelse: "Jeg håber, dette er et vigtigt emne, for der er stadig så mange ting, vi ikke ved."
Rutherford var bekymret for Adolf Hitlers nazistiske regerings politik og blev præsident for Academic Relief Council i 1933, som blev oprettet for at hjælpe dem, der flygtede fra Tyskland.
Han nød godt helbred næsten indtil slutningen af sit liv og døde i Cambridge den 19. oktober 1937 efter en kort sygdom. Som en anerkendelse af hans enestående tjenester til udviklingen af videnskaben, blev videnskabsmanden begravet i Westminster Abbey.
Fra bogen 100 store nobelpristagere forfatter Mussky Sergey AnatolievichERNEST RUTHERFORD (1871-1937)Som V.I. Grigoriev: "Værkerne af Ernest Rutherford, som ofte med rette kaldes en af fysikkens titaner i vort århundrede, arbejdet fra flere generationer af hans elever havde en enorm indflydelse ikke kun på videnskaben og teknologien i vores århundrede, men også på
Fra bogen Tanker, aforismer og vittigheder af kendte mænd forfatterErnest RUTHERFORD (1871–1937) engelsk fysiker Videnskaberne er opdelt i fysik og frimærkesamling. * * * Dialog mellem den unge fysiker og Rutherford: - Jeg arbejder fra morgen til aften. - Hvornår tror du? * * * Tre stadier af anerkendelse af videnskabelig sandhed: den første - "dette er absurd", den anden - "i denne
Fra bogen Great Soviet Encyclopedia (BL) af forfatteren TSBBloch Ernest Bloch Ernest (24. juli 1880, Genève - 16. juli 1959, Portland, Oregon), schweizisk og amerikansk komponist, violinist, dirigent og lærer. Blandt hans lærere er E. Jacques-Dalcroze og E. Ysaye. Professor ved Genève-konservatoriet (1911-15). Han fungerede som symfonidirigent i
Fra bogen Great Soviet Encyclopedia (KR) af forfatteren TSB Fra bogen Great Soviet Encyclopedia (LA) af forfatteren TSBFra bogen Big Dictionary of Quotes and Catchphrases forfatter Dushenko Konstantin Vasilievich
Ernest RUTHERFORD (Rutherford, Ernest, 1871-1937), britisk fysiker 23 ** Og hvornår tror du? Svar til en ung fysiker, der sagde, at han arbejder fra morgen til
Fra bogen Verdenshistorie i ordsprog og citater forfatter Dushenko Konstantin Vasilievich56. ERNEST RUTHERFORD (1871-1937) Ernest Rutherford betragtes som den største eksperimentelle fysiker i det tyvende århundrede. Han er en central figur i vores viden om radioaktivitet og manden, der var banebrydende for kernefysikken. Ud over hans
Fra forfatterens bogHvordan klassificerede Ernest Rutherford videnskab? I det meste af det 20. århundrede (fra 1910'erne til 1960'erne) så mange fysikere ned på deres videnskabelige modstykker inden for andre videnskabsområder. De siger, at når konen til en amerikaner
Fra forfatterens bogRUTHERFORD (Rutherford, Ernest, 1871–1937), engelsk fysiker 52 Videnskaber er opdelt i fysik og frimærkesamling. Som Rutherfords "berømte vittighed" er givet i bogen. J.B. Burks' Ernest Rutherford i Manchester (1962). ? Birks J. B. Rutherford i Manchester. – London, 1962, s.
Fra forfatterens bogBEVIN, Ernest (Bevin, Ernest, 1881–1951), britisk Labour-politiker, 1945–1951. Udenrigsminister29Hvis du åbner denne Pandoras æske, er der ingen at sige, hvilken slags trojanske heste der vil springe ud. Om Europarådet; givet i bogen. R. Barclay "Ernest Bevin og udenrigsministeriet" (1975).
Fra forfatterens bogRENAN, Ernest (Renan, Ernest, 1823–1892), fransk historiker23bgræsk mirakel. // Miracle grec. "Bøn til Akropolis" (1888) "I lang tid troede jeg ikke længere på et mirakel i bogstavelig forstand; og det jødiske folks unikke skæbne, der førte til Jesus og kristendommen, forekom mig noget
RUTHERFORD ERNEST
(1871 - 1937)
Den geniale engelske fysiker og kemiker Ernest Rutherford blev født den 30. august 1871 i Spring Grove, nær byen Nelson i New Zealand. Han var det fjerde barn i en stor familie af James og Martha Rutherford (født Thompson).
Ernests far arbejdede som hjulmager, ingeniør, bygmester og møller. I 1843, på jagt efter et bedre liv, flyttede han til New Zealand fra Skotland. Ernests mor, Martha Thompson, var en skolelærer, som flyttede til Nelson fra England i en alder af tretten.
Som barn levede Rutherford det liv, der var typisk for en dreng på landet, hvor han hjalp med at malke køer og samle brænde. Om lørdagen lavede den kommende videnskabsmand slangebøsser og svømmede løb sammen med andre børn. Da faderen ofte skiftede job, måtte familien hele tiden flytte.
I en alder af 10 gik Ernest på Foxhill Local School, hvor han læste sin første naturvidenskabelige bog. I år udførte han sit første eksperiment med at måle lydens hastighed, givet i lærebogen.
I 1887 gik Ernest ind på Nelson College og blev snart en af de bedste studerende. Den unge Rutherford var især interesseret i matematik. Ernest brugte meget af sin fritid på at spille rugby, men det forhindrede ham ikke i at modtage et af ti skolestipendier, hvilket gav ham muligheden for at komme ind på Canterbury College i Creighchester (en afdeling af University of New Zealand), en af de største byer i New Zealand.
I 1892 blev Ernest Rutherford tildelt graden Bachelor of Arts. Den fremtidige videnskabsmands yndlingsfag på college var fysik og kemi. Han bestod eksamenerne bedst i disse fag og blev en Bachelor of Science.
I sin kandidatafhandling undersøgte Ernest højfrekvente radiobølger, opdaget for omkring ti år siden. For at studere dette fænomen designede Rutherford en trådløs radiomodtager, med hvilken han modtog signaler fra en afstand på mere end en halv kilometer.
I en alder af treogtyve havde Ernest Rutherford allerede tre videnskabelige grader. På det tidspunkt fik de mest talentfulde unge oversøiske undersåtter i Storbritannien et særligt stipendium hvert andet år opkaldt efter verdensudstillingen i 1851, hvilket gav dem mulighed for at forbedre sig i videnskaberne i England. I 1895 var der blandt ansøgerne til ét stipendium to kandidater - kemikeren McLaurin og fysikeren Rutherford.
McLaurin blev tildelt et stipendium, men familieforhold forhindrede ham i at tage til England. Skæbnen viste sig at være gunstig for Rutherford, og i efteråret 1895, på invitation af J. J. Thomson, flyttede han til England, til Cavendish Laboratory ved University of Cambridge. I Cambridge blev Rutherford den første doktorand af laboratoriedirektør Joseph John Thomson.
På det tidspunkt var Thomson en verdensberømt videnskabsmand, medlem af Royal Society of London. Rutherfords arbejde med radiobølger imponerede den berømte fysiker, og han inviterede den unge videnskabsmand til i fællesskab at studere gasioniseringsprocesserne under påvirkning af røntgenstråler, opdaget et år tidligere af Wilhelm Roentgen.
I 1896 udgav videnskabsmænd en fælles artikel "Om passage af elektricitet gennem gasser udsat for røntgenstråler." Året efter udgav Rutherford sit værk "Magnetic Detector of Electric Waves and Some of Its Applications." Samme år skrev han en artikel "Om elektrificering af gasser udsat for røntgenstråler og om absorption af røntgenstråler af gasser og dampe."
Mens han arbejdede på Cavendish Laboratory, fulgte Rutherford tæt andre fysikere og kemikeres opdagelser. Efter at Pierre Curie og Maria Sklodowska-Curie præsenterede resultaterne af deres forskning ved Paris Academy of Sciences, som beviste, at der ud over uran er andre radioaktive elementer, begyndte den unge videnskabsmand selvstændigt arbejde på dette område. Han udførte de første undersøgelser af Becquerel-stråler og opdagede inhomogeniteten af den stråling, der udsendes af uran.
Baseret på deres egne resultater foreslog Ernest Rutherford og J. J. Thomson, at under påvirkning af røntgenstråler blev gasatomer ødelagt, og negativt og positivt ladede partikler opstod. Forskere kaldte disse partikler ioner. Forskernes fælles indsats førte også til opdagelsen af elektronen, en atompartikel, der bærer en negativ elektrisk ladning.
I december 1897 blev Rutherfords World's Fair-stipendium fornyet, og han begyndte at studere atomstruktur for alvor. Men da en stilling som professor ved McGill University i Montreal i april 1898 blev ledig, og den unge videnskabsmand blev tilbudt denne stilling, takkede han ja. I efteråret 1898 begyndte Rutherford at undervise ved McGill University.
I Canada gjorde den dengang syvogtyve-årige professor mange strålende opdagelser. I 1899 opdagede han, at radioaktivt thorium udsender et gasformigt radioaktivt produkt. Videnskabsmanden kaldte dette fænomen "emanation" (emission). Som et resultat af efterfølgende forskning viste det sig, at to andre radioaktive grundstoffer - radium og actinium - også producerer emanation.
Forskeren viste, at der er mindst to typer stråling. Han kaldte den første af dem, som var let absorberet, alfastråling, og den anden, som havde større gennemtrængende kraft, betastråling.
Efter at have analyseret forskningsresultaterne konkluderede Rutherford, at alle radioaktive grundstoffer kendt af videnskaben udsender alfa- og beta-stråler. Da grundstoffernes radioaktivitet faldt over en vis periode, antog videnskabsmanden, at alle radioaktive grundstoffer tilhørte den samme familie af atomer. Således kan de klassificeres efter perioden med fald i deres radioaktivitet.
I 1902-1903 fortsatte Rutherford sammen med Frederick Soddy, en af grundlæggerne af radiokemi, forskning på dette område. Forskere opdagede den generelle lov om radioaktive transformationer, udtrykte den i matematisk form, introducerede begrebet "halveringstid" og skitserede også hovedbestemmelserne i teorien om radioaktivitet, de skabte.
Ifølge Rutherford og Soddy opstod radioaktivitet, når et atom afviste en partikel af sig selv. Som et resultat af tab blev et atom af et kemisk grundstof til et atom af et andet.
Forskernes opdagelser blev inkluderet i listen over de vigtigste videnskabelige begivenheder i det 20. århundrede. Alle tidligere eksisterende aksiomer om atomers udelelighed og uforanderlighed blev ødelagt. Forskere formulerede lovene for transformationer, hvoraf det fulgte, at omdannelserne af kemiske grundstoffer under radioaktivt henfald ikke kun forekommer, men det er heller ikke muligt at bremse dem eller stoppe dem.
Mens de studerede radioaktive transformationer, beregnede Rutherford og Soddy energien af alfapartikler udsendt af radium og konkluderede, at energien af radioaktive transformationer er mange tusinde, og måske millioner, gange større end energien af enhver molekylær transformation. Ifølge videnskabsmænd skulle denne energi tages i betragtning for ethvert fænomen i kosmisk fysik, især, de forklarede solenergiens konstanthed ved, at subatomære transformationsprocesser forekommer på Solen.
I 1903 gennemførte Rutherford en række eksperimenter, der beviste hans teori, og viste også, at alfapartikler bærer en positiv ladning.
Rutherfords arbejde bragte ham stor berømmelse. I 1903 blev han valgt til stipendiat i Royal Society of London.
I 1904 skrev Rutherford bogen Radioactivity, hvori han præsenterede og formulerede resultaterne af sin forskning. Året efter udgav han sin anden bog, Radioactive Transformations. Rutherford begyndte at blive inviteret til at arbejde på forskellige universiteter og forskningscentre i forskellige lande. I 1907 besluttede han at skifte bopæl og vendte tilbage til England. Den 24. maj 1907 ankom Rutherford til Manchester, hvor han tiltrådte stillingen som professor i fysik ved University of Manchester.
I Manchester fortsatte Rutherford sin forskning. Med hjælp fra Geiger organiserede han en skole for studier af radioaktivitet på universitetet. I 1908 hjalp Rutherford Hans Geiger med at skabe en alfapartikeltæller og beviste året efter, at alfapartikler var dobbeltioniserede heliumatomer.
I 1908, "for sin forskning i nedbrydning af grundstoffer i radioaktive stoffers kemi," blev Rutherford tildelt Nobelprisen i kemi. I en præsentationstale påpegede præsidenten for Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi, K. B. Hasselberg, den enorme betydning af videnskabsmandens opdagelser.
I sit Nobelforedrag "The Chemical Nature of Alpha Particles in Radioactive Substances", givet den 11. december 1908, foreslog Rutherford, at alfapartikler var identiske i masse og sammensætning og var sammensat af kernerne af heliumatomer. Det følger heraf, at radioaktive grundstoffers atomer også delvist består af heliumatomer.
Efter at have modtaget Nobelprisen begyndte Rutherford at forske i atomets struktur. Han vendte sig mod den teknik, han brugte sammen med J. J. Thomson på Cavendish Laboratory - alfapartikelgennemlysning. Videnskabsmanden gennemførte sammen med assistenterne Hans Geiger og Ernst Marsden en række eksperimenter, hvor han bombarderede en plade af tynd guldfolie med alfapartikler udsendt af uran. På det tidspunkt mente fysikere, at afstandene mellem atomer i faste stoffer var omtrent det samme som atomernes størrelse. Ud fra dette kunne vi konkludere, at alfapartikler ikke ville være i stand til at flyve gennem selv tynd folie.
Allerede Rutherfords første eksperimenter modbeviste denne konklusion - de fleste af alfapartiklerne trængte ind i folien, næsten uden at afvige. Men i omkring et ud af 8.000 tilfælde afveg de fra den forventede retning i endnu højere grad, end teorien tillod, som om de stødte på en form for forhindring. Denne fantastiske anomali viste sig at være udgangspunktet i udviklingen af atomets nukleare model.
Efter at J. J. Thomson opdagede, at elektroner har en negativ elektrisk ladning, foreslog han en model af atomet i form af et positivt ladet dråbe med en radius på hundrede milliontedele (10,8) af en centimeter, hvori der er bittesmå negativt ladede elektroner. Positive og negative ladninger var jævnt fordelt i atomet og kunne derfor ikke ændre alfapartiklernes bevægelsesretning væsentligt.
Baseret på hans eksperimenter opgav Rutherford i 1911 Thomsons model og foreslog en ny model af atomet. Han skitserede sine ideer i artiklen "Spredning af alfa- og betastråling i stof og atomets struktur" i maj-udgaven af Philosophical Magazin, en forkynder for mange strålende opdagelser.
Ifølge Rutherford er der i centrum af atomet en kerne, hvori positivt ladede partikler er koncentreret, og som udgør hele atomets masse. Negativt ladede partikler (elektroner) er placeret i kernens kredsløb, i en ret stor afstand fra den. Da elektronmasserne er meget mindre end masserne af alfapartikler, afbøjes sidstnævnte næsten ikke, da de trænger ind i elektronskyer. Og kun i det tilfælde, hvor en alfapartikel flyver tæt på en positivt ladet kerne, ændrer Coulomb-frastødende kraft skarpt sin bane.
Rutherfords model, som er almindeligt accepteret i dag, lignede en lillebitte model af solsystemet og blev kaldt den "planetariske model af atomet."
Efter at Rutherfords ven og samarbejdspartner, den danske fysiker Niels Bohr, introducerede idéen om kvanta i planetmodellen i 1913, fik atommodellen verdensomspændende anerkendelse. Bohr foreslog, at der er baner i atomet, der bevæger sig langs hvilke elektronen modtager acceleration, og angav en regel for at finde sådanne stationære baner. Når en elektron bevæger sig fra en bane til en anden, i overensstemmelse med loven om energibevarelse, opstår der strålingskvanter.
Niels Bohrs teori eliminerede den største ulempe ved den planetariske model af atomet - den elektrodynamiske uundgåelighed af en roterende elektrons fald på kernen.
Under Første Verdenskrig udnævnte den britiske regering Rutherford til den civile komité for det britiske admiralitetskontor for opfindelser og forskning. Hans ansvar omfattede at opfinde en metode til at opdage fjendens ubåde ved hjælp af akustik.
Efter krigen vendte Ernest Rutherford tilbage til Manchester-laboratoriet.
I 1919 udførte en genial videnskabsmand den første kunstige atomreaktion. Efter at have bombarderet brint og derefter nitrogenatomer med alfapartikler, opdagede Rutherford, at iltatomer blev dannet. Som et resultat af bombardementet gik et stabilt atom i opløsning. Med udgangspunkt i Rutherfords forskning og ved hjælp af resultaterne af deres forskning opdagede Frédéric og Irène Joliot-Curie kunstig radioaktivitet i 1934.
På dette tidspunkt havde Rutherford opnået berømmelse som den største praktiske fysiker i hele fysikkens historie, en af de mest geniale mennesker i sin tid.
I 1919 efterfulgte Ernest Rutherford Thomson, idet han modtog stillingerne som professor i eksperimentel fysik ved Cambridge University og direktør for Cavendish Laboratory. To år senere blev han professor i naturvidenskab ved Royal Institution i London. To år senere, i 1923, blev Rutherford præsident for British Association for the Advancement of Science, og fra 1925 til 1930 var han præsident for Royal Society of London. I 1930 blev videnskabsmanden udnævnt til formand for regeringens rådgivende råd for kontoret for videnskabelig og industriel forskning.
Ernest Rutherford var ikke kun en strålende videnskabsmand, men også en talentfuld organisator. Mens han var i lederstillinger, tiltrak han mange unge fysikere til sit arbejde, som senere blev tildelt Nobelpriser. Alle de fremragende fysikere fra den æra bøjede deres hoveder for ham. Da kolleger bemærkede hans evne til altid at være "på toppen af bølgen" af videnskabelig forskning, svarede han: "Hvorfor ikke? Det var jo mig, der forårsagede bølgen, var det ikke?” Få mennesker protesterede mod denne udtalelse. Rutherford blev betragtet som deres lærer af snesevis af verdensberømte videnskabsmænd: P. L. Kapitsa, G. Moseley, J. Chadwick, J. Cockroft, M. Oliphant, V. Heitler, O. Gan, Yu B. Khariton og andre.
På trods af sin alder og travlhed fortsatte Rutherford sin forskning hele tiden. I 1920 forudsagde han eksistensen af neutronen (opdaget af hans elev James Chadwick i 1932), eksistensen af brintatomet med en atommasse på to (deuterium), introducerede begrebet "proton", og i 1933 indledte han eksperimentel test af forholdet mellem masse og energi i nukleare processer.
I sit sidste eksperimentelle arbejde i 1934 opdagede Rutherford sammen med Marcus Oliphant og Paul Harteck tritium, en supertung isotop af brint.
Indtil sin død bevarede Ernest Rutherford et fremragende humør og var ved godt helbred. Han udførte glimrende komplekse matematiske beregninger i sit hoved og overraskede sine kolleger og medarbejdere.
Efter kort tids sygdom døde den berømte videnskabsmand i Cambridge den 19. oktober 1937 og blev begravet i Westminster Abbey nær Isaac Newtons, Charles Darwins og Michael Faradays grave.
Rutherford Ernest er en fysiker med dobbeltrødder. Hans far er newzealænder, og hans mor er englænder. Fra barnsben blev han indgydt en kærlighed til videnskab og England, hvor han senere flyttede.
Grunden til, at alle kender dette klangfulde navn, er den kolossale forskning inden for stråling og partikelhenfald, som han udførte gennem hele sit liv.
Ernest blev født og tilbragte sin barndom i New Zealand, hvor han modtog sin primære uddannelse, dimitterede fra universitetet og forsvarede sin doktorgrad i 1900.
Barndom. Studier
Den 30. august 1871 dukkede et fjerde barn op i familien af bonde James og en engelsk kvinde af fødslen, Martha Thompson, som hed Ernest. Senere dukkede yderligere otte børn op i familien, og hårdt arbejde blev indpodet i dem fra barndommen.
Efter at have afsluttet gymnasiet går Ernest på college. Gennem hele sine studier studerede han hårdt og forsøgte at score maksimale karakterer for at komme ind på college på et New Zealand universitet.
Efter at være kommet ind der, begynder han at vise sig selv i studie- og sociallivet og leder en diskussionsklub. Den fremtidige fysiker dimitterede fra college med to grader - en master og en bachelor. Master i humaniora og Bachelor of Science.
Fra da af begyndte han at interessere sig for elektroteknik. I 1895 flyttede Ernest til England og fik arbejde på Cambridge University, hvor han gjorde sin første opdagelse – afstanden, der bestemmer længden af en elektromagnetisk bølge.
Videnskabelig aktivitet
Tre år senere flyttede Ernest til McGill University, hvor han blev professor i en fysikklasse og begyndte at studere radioaktivitet. Alfa- og beta-partikler blev opdaget af denne fysiker i 1899, hvorefter en endnu mere dybdegående teoretisk og praktisk undersøgelse af fænomenerne radioaktivitet begyndte.
Omkring samme tid gjorde Rutherford en anden opdagelse, hvor han studerede og beskrev i detaljer, at stråling kun er en konsekvens, der opstår fra atomers spontane henfald. Han beskriver, at for at reducere radioaktiviteten af et materiale med 2 gange, er en vis tid nødvendig, som han kaldte "halveringstiden."
I 1903 opdagede Ernest Rutherford en endnu uopdaget form for elektromagnetiske bølger, som han kaldte "gammastråling". Et par år senere blev han overført til University of Manchester, hvor han sammen med kolleger udviklede et ioniseringskammer og en reflekterende skærm til sine efterfølgende eksperimenter.
I 1911 præsenterede han en model af atomet og gav teorien om, at hvert positivt ladet atom har elektroner omkring sig. Efter nogen tid, på Cavendish Laboratory, udførte han et eksperiment om transmutation, men ingen havde nogensinde gjort dette før, så til en vis grad var det en opdagelse. Under forsøget omdannede han nitrogen til ilt.
Familien Rutherford Ernest
Efter at have flyttet til England mødte Ernest Maria Georgina Newton og friede til hende i 1895, og i 1900 blev hun hans kone. Parret fik et barn, en pige, Eileen Maria, et år efter brylluppet.
Rutherford Ernests død
Navlebrok er en sygdom, som den berømte fysiker led af. Operationen blev gennemført senere end planlagt på grund af manglen på en kvalificeret kirurg, og få dage efter, den 19. oktober 1937, døde den verdensberømte fysiker.
Westminster Abbey blev det sidste hjem for den berømte fysiker. Han blev begravet her i klostret ved siden af andre berømte videnskabelige figurer.
Fysikpriser
Rutherford Ernest modtog Nobelprisen for sit store bidrag til studiet af kemi i 1908, nemlig forsøg udført med partikler, deres henfald og radioaktive stoffer opnået fra dem. I 1914 blev han slået til ridder og blev kendt som "Sir Ernst", og to år senere blev han tildelt Sir James Hector-medaljen.
Fysikeren modtog den britiske fortjenstorden i 1925. Og seks år senere, i 1931, blev Ernest tildelt titlen Baron Rutherford af Nelson og Cambridge.
- Da Ernest blev født, blev hans navn straks stavet forkert, hvilket gjorde en fejl, hvilket resulterede i ordet Earnest - alvorlig.
- Takket være Rutherfords opdagelse af "halveringstiden" var forskerne til sidst i stand til mere præcist at beregne Jordens alder.
- I 1935 modtog James Chadwick Nobelprisen for at bevise teorien om eksistensen af neuroner foreslået af Ernest Rutherford. "Krokodille" er kaldenavnet givet til Rutherford af Kapitsa.
- Rutherford mente, på trods af sine egne opdagelser, at det var umuligt at få energi fra et atom.
- Følgende er navngivet til ære for fysikeren: et krater, kemisk grundstof nr. 104, et laboratorium åbnet i 1957, en asteroide.
Hvad Rutherford overgik Einstein, og hvad Marconi var ringere end, hvilke megabevillinger der var i England i det 19. århundrede, hvilke tab den store videnskabsmand led i Første Verdenskrig, og hvorfor han blev kaldt Krokodillen og Kaninen, fortæller stedet i næste nummer af afsnittet "Sådan får du en nobelpris".
Monument til Rutherford the Child i New Zealand
Wikimedia Commons
Ernest Rutherford
Nobelprisen i kemi 1908. Nobelkomiteens formulering: "For hans forskning inden for nedbrydning af grundstoffer i radioaktive stoffers kemi."
Når man skriver en artikel om en nobelprismodtager, er der to særligt vanskelige situationer. Den første mulighed: meget lidt er kendt om vores helt, og vi er nødt til at lave en separat søgning for at samle materiale til artiklen. Den anden mulighed: vores helt er superberømt, hans navn er blevet et kendt navn, og øjenvidners minder modsiger ofte hinanden. Og her opstår et andet spørgsmål - spørgsmålet om valg. Vores sag i dag er præcis det. Der er meget få pristagere, der er så berømte som vores karakter. Endnu færre har modtaget Nobelprisen, så meget, at selve nomineringen i hans tilfælde blev den mest markante sag om trolling i videnskabens historie. Skønt tilbage i 1908 kunne kun en musikalsk scene af Edvard Grieg kaldes "trolling". Men hvad kan man ellers kalde en pris i kemi tildelt en fysiker helt ind til kernen, som selv gentagne gange har understreget, at alle videnskaber "er opdelt i fysik og frimærkesamling"? På den anden side blev så mange som tre kemiske grundstoffer opkaldt efter denne mand på forskellige tidspunkter. Har du allerede gættet, hvem vores helt er? Selvfølgelig er det ham, New Zealands første nobelprismodtager, Sir Ernest Rutherford. Han er også - med den kommende sovjetiske nobelpristagers lette hånd og hans elev Pyotr Kapitsa - Krokodillen.
Unge Ernest Rutherford
Wikimedia Commons
Rutherford kan betragtes som heldig. Efter at være blevet født længere væk end i provinserne, ikke i nogle Devonshire, ikke i Edinburgh, ikke i Sydney eller endda i Wellington, men i New Zealand-provinsen, i en bondefamilie, lykkedes det ham at finde vej. Vores helt modtog dog kun et stipendium opkaldt efter verdensudstillingen i 1851 for begavede provinser, da den, der havde fået det tidligere, nægtede.
Ikke desto mindre blev Rubicon krydset (som han skrev til sin brud), pengene til skibet blev lånt, og med en prototype af en radiobølgedetektor (Marconi og Popov gjorde omtrent det samme), tog Rutherford afsted til England. Han fik ingen penge til at udvikle detektoren: Det britiske postkontor satte alle sine midler på Marconi, som ville modtage Nobelprisen et år efter Rutherford. Og New Zealanderen meldte sig ind i Cavendish Laboratory i Cambridge.
Få mennesker ved, at det berømte Cavendish Laboratory ikke er opkaldt efter kemikeren Henry Cavendish (som var den 2. hertug af Devonshire), men hans slægtning, den 7. hertug af Devonshire, William Cavendish, kansler af Cambridge, som donerede penge til at åbne laboratoriet . Dette er den engelske megabevilling. Det er i øvrigt meget vellykket: Til dato har 29 medarbejdere i dette projekt modtaget Nobelpriser (inklusive vores Kapitsa).
William Cavendish, 7. hertug af Devonshire
Wikimedia Commons
Rutherford blev ph.d.-studerende med opdageren af elektronen selv (Thomson var prisvinder af "Nobel i fysik" i 1906, men ikke for elektronen, men for sine studier af passage af strømme i gasser). Og han deltog i sin videnskabelige vejleders Nobelværker. Og så kan vi simpelthen kun opremse de vigtigste resultater af Rutherford, en stor eksperimentator og fysiker (Dr. Andrew Balfour gav en kaustisk definition og anerkendelse af Rutherford: "Vi fik en vild kanin fra antipodernes land, og han graver dybt"). .
Sammen med Thomson studerede han ionisering af gasser ved røntgenstråler. I 1898 isolerede han "alfa-stråler" og "beta-stråler" fra radioaktiv stråling. Nu ved vi, at disse er heliumkerner og elektroner. Forresten var Rutherfords Nobelforelæsning viet alfastrålernes kemiske natur.
Eksperimentel installation til adskillelse af radioaktiv stråling i alfa-, beta- og gammakomponenter
Wikimedia Commons
I 1901-1903, sammen med den fremtidige nobelpristager i kemi i 1921, Frederick Soddy, opdagede Rutherford de naturlige omdannelser af grundstoffer under radioaktivt henfald (for dette modtog vores helt Nobel, så alt er lovligt, fordi kemi er videnskaben om omdannelse af stoffer) til en ven). Samtidig blev "emanationen af thorium", gasformig radon-220, opdaget, og loven om radioaktivt henfald blev formuleret.
Frederick Soddy
Hans Geiger og Ernest Rutherford
Wikimedia Commons
Men han (mere præcist, hans elever Geiger og Mardsen) udførte sit mest berømte eksperiment i 1909. En undersøgelse af alfapartiklers passage gennem guldfolie viste helt uventet, at nogle heliumkerner kastes tilbage. "Det er, som om du skød en 15-tommer granat mod et stykke silkepapir, og granaten kom tilbage og slog dig," skrev Rutherford. Således blev atomkernen opdaget, og den planetariske model af atomet dukkede op, hvor elektroner kredser om kernen, og Thomsons model, som blev kaldt "rosinbudding", blev kasseret.
Hvordan alfapartikler ville passere gennem Thomsons atomer (det forventede resultat af eksperimentet) og hvilke resultater blev observeret i virkeligheden
Wikimedia Commons
At foreslå en sådan model var fuldstændig vanvid. Så viste det sig, at for eksempel Einstein tænkte på den planetariske model af atomet, men ikke turde udvikle den, for det er klart for enhver, at før eller siden skal elektroner falde ned på kernen.
Under Første Verdenskrig arbejdede Rutherford på at opdage fjendens ubåde (han tjente som kommunikationsofficer). Krigen gav vores helt et frygteligt slag: hans mest talentfulde elev, Henry Moseley, døde ved fronten.
Henry Moseley
Wikimedia Commons
I 1917 begyndte Rutherford eksperimenter med kunstig omdannelse af grundstoffer. To år senere blev disse eksperimenter afsluttet med succes: i 1919, i det samme Philosophical Magazine, hvor han og Soddy talte om omdannelsen af grundstoffer under naturligt radioaktivt henfald, blev artiklen "An Anomalous Effect in Nitrogen" offentliggjort, som rapporterede den første kunstig transformation af elementer). I 1920 forudsagde Rutherford eksistensen af neutronen (den blev senere opdaget af Rutherfords elev Chadwick).
Sir James Chadwick
Wikimedia Commons
Under krigen blev Rutherford også adelsmand. På trods af at Rutherford modtog et slag fra kongen i 1914, blev han officielt Baron Rutherford Nelson først i 1931 med godkendelse af det tilsvarende våbenskjold. Våbenskjoldet viser kiwi-fuglen, symbolet på New Zealand, og to eksponentielle kurver, der viser, hvordan antallet af radioaktive atomer falder over tid under radioaktivt henfald. Han telegraferede via undersøisk kabel til sin 88-årige mor: "Så - Lord Rutherford. Kreditten er mere din end min. Kærlighed, Ernest."
