Надо Знать

добавить знаний



Эрнест Резерфорд



Эрнест Резерфорд
Ernest Rutherford.jpg
Родился 30 августа 1871 ( 1871-08-30 )
Брайтвотер, Новая Зеландия
Умер 19 октября 1937 ( 1937-10-19 ) (66 лет)
Кембридж, Англия
Место жительства Flag of the United Kingdom.svg Соединенное Королевство
Гражданство Flag of New Zealand.svg Новая Зеландия
Flag of the United Kingdom.svg Соединенное Королевство
Область научных интересов физика
Заведение Университет МакГилла, Университет Манчестера
Alma mater Университет Кентербери, Кембриджский университет
Известный в связи с: Резерфордивське рассеяния, структура атома
Награды Nobel prize medal.svg Нобелевская премия по химии ( 1908)
Медаль Копли
Nobel prize medal.svg

Эрнест Резерфорд ( англ. Ernest Rutherford ; * 30 августа 1871, Брайтвотер, Новая Зеландия - 19 октября 1937, Кембридж, Англия) - британский физик, лауреат Нобелевской премии по химии ( 1908).

Резерфорд известен прежде всего экспериментами рассеяния альфа-частиц ( Резерфордивське рассеяния), благодаря которому он установил структуру атома, как системы, состоящей из малого по размерам положительно заряженного ядра и электронов.


Биография

Резерфорд родился и вырос в Новой Зеландии. Там он вступил в Кентерберийский колледж и к двадцати трем годам получил три степени (бакалавра гуманитарных наук, бакалавра естественных наук, магистра гуманитарных наук). В следующем году ему присудили право на обучение в Кембриджском университете в Англии, где он провел три года как студент-исследователь под руководством Дж. Дж. Томсона, одного из ведущих ученых того времени. В двадцать семь лет Резерфорд стал профессором физики в университете Макджил в Канаде. Там он работал девять лет и в 1907 году вернулся в Англию, чтобы возглавить физический факультет Манчестерского университета. В 1919 году Резерфорд вернулся в Кембриджа, на этот раз как директор Кавендишской лаборатории, и оставался на этой должности до конца жизни.

Радиоактивность была открыта в 1896 году французским ученым Антуаном Анри Беккерелем, когда он проводил эксперименты с урановыми соединениями. Но вскоре Беккерель потерял интерес к этому предмету, и большая часть наших основных знаний в области радиоактивности происходит из широких исследований Резерфорда. ( Мари и Пьер Кюри открыли еще два радиоактивных элемента - полоний и радуйся, но не сделали открытий фундаментального значения.)

Одно из первых открытий Резерфорда заключалось в том, что радиоактивное излучение урана состоит из двух различных компонентов, которые ученый назвал альфа- и бета-лучами. Позже он продемонстрировал природу каждого компонента (они состоят из швидкорухомих частиц) и показал, что существует еще и третий компонент, который назвал гамма-лучами.

Важная черта радиоактивности - это связанная с ней энергия. Беккерель, супруги Кюри и множество других ученых считали энергию внешним источником. Но Резерфорд доказал, что данная энергия - которая намного больше чем та, которая освобождается при химических реакциях, - исходит изнутри отдельных атомов урана. Этим он положил начало важной концепции атомной энергии.

Ученые всегда предполагали, будто отдельные атомы неделимы и неизменны. Но Резерфорд (с помощью очень талантливого молодого помощника Фредерика Содди) смог показать, что если атом излучает альфа-или бета-лучи, он преобразуется в атом другого сорта. Сначала химики не могли в это поверить. Однако Резерфорд и Содди провели целую серию экспериментов с радиоактивным распадом и трансформировали уран в свинец. Также Резерфорд измерил скорость распада и сформулировал важную концепцию "Полураспада". Это вскоре привело к технике радиоактивного исчисления, которое стало одним из важнейших научных инструментов и нашло широкое применение в геологии, археологии, астрономии и во многих других областях.

Эта серия открытий принесла Резерфорду в 1908 году Нобелевскую премию (позже Нобелевскую премию получил и Содди), но его величайшее достижение было еще впереди. Он отметил, что швидкорухоми альфа-частицы способны проходить сквозь тонкую золотую фольгу (не оставляя видимых следов!), Но при этом слегка отклоняются. Возникло предположение, что атомы золота, твердые, непроницаемые, как "крошечные бильярдные шары" - как раньше считали ученые, - были мягкими внутри. Все выглядело так, будто меньше и тверже альфа-частицы могут проходить сквозь атомы золота как высокоскоростная пуля через желе.

Но Резерфорд (работая с Гайгер и Марсденом, своими двумя молодыми помощниками) обнаружил, что некоторые альфа-частицы, проходя сквозь золотую фольгу, отклоняются очень сильно. Фактически некоторые вообще улетают обратно. Почувствовав, что за этим кроется что-то важное, ученый тщательно посчитал количество частиц, полетели в каждом направлении. Затем путем сложного, но вполне убедительного математического анализа он показал единственный путь, которым можно было объяснить результаты экспериментов: атом золота состоял почти полностью из пустого пространства, а практически вся атомная масса была сконцентрирована в центре, в маленьком "Ядре" атома.

Одним ударом труд Резерфорда навсегда потрясла традиционное видение мира. Если даже кусок металла - что кажется твердым из всех предметов - был в основном пустым пространством, значит, все, что считалось вещественным, вдруг развалилось на крошечные песчинки, бегающие в необъятной пустоте.

Открытие Резерфордом атомных ядер является основой всех современных теорий строения атома. Когда Нильс Бор через два года опубликовал знаменитый труд, описывающий атом как миниатюрную солнечную систему, управляемую квантовой механикой, он использовал для своей модели за отправная точка ядерную теорию Резерфорда. Так же поступили Гейзенберг и Шредингер, когда они сконструировали более сложные атомные модели, используя классическую и волновую механику.

Открытие Резерфорда также привело к появлению новой ветви науки: изучение атомного ядра. В этой области Резерфорду тоже было суждено стать пионером. В 1919 году он добился успеха при трансформации ядер азота в ядра кислорода, обстреливая первые швидкорухомимы альфа-частицами. Это было достижение, о котором мечтали древние алхимики.

Вскоре стало ясно, что ядерные трансформации могут быть источником энергии Солнца. Более того, трансформация атомных ядер является ключевым процессом в атомному оружию и на атомных электростанциях. Итак, открытие Резерфорда вызывает гораздо больший интерес, чем просто академический.

Лицо Резерфорда постоянно поражала всех, кто с ним встречался. Он был коренастый человек с громким голосом, беспредельной энергией и заметным недостатком скромности. Когда коллеги отмечали сверхъестественную способность Резерфорда всегда находиться "на гребне волны" научных исследований, он сразу отвечал: "А почему бы и нет? Ведь это я вызвал волну, не так ли?" Немного ученых стали бы возражать против этого утверждения.

Эрнест Резерфорд считается самым физиком-экспериментатором двадцатого столетия. Он является центральной фигурой в наших познаниях в области радиоактивности, а также человеком, который положил начало ядерной физике. Помимо своего огромного теоретического значения его открытия получили широкий спектр применения, включая: ядерное оружие, атомные электростанции, радиоактивные исчисления и исследования радиации. Влияние работ Резерфорда на мир огромен. Оно продолжает расти и, похоже, еще увеличится в будущем. В 1908 г. ученого наградили Нобелевской премией за исследования различных видов радиоактивности.


Публикации (англ. язык)

  • Radio-activity (1904), 2nd ed. (1905), ISBN 978-1-60355-058-1
  • Radioactive Transformations (1906), ISBN 978-1-60355-054-3
  • Radiations from Radioactive Substances (1919)
  • The Electrical Structure of Matter (1926)
  • The Artificial Transmutation of the Elements (1933)
  • The Newer Alchemy (1937)

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам