Rutherford Ernest (mga taon ng buhay: 1871-30-08 - 1937-19-10) - English physicist, tagalikha ng planetary model ng atom, tagapagtatag ng nuclear physics. Siya ay miyembro ng Royal Society of London, at mula 1925 hanggang 1930 - at ang pangulo nito. Ang lalaking ito ang nagwagi ng Nobel Prize sa Chemistry, na natanggap niya noong 1908.
Isinilang ang magiging siyentipiko sa pamilya nina James Rutherford, isang wheelwright, at Martha Thompson, isang guro. Bilang karagdagan sa kanya, ang pamilya ay may 5 anak na babae at 6 na anak na lalaki.
Pagsasanay at mga unang parangal
Bago lumipat ang pamilya mula sa South Island ng New Zealand patungo sa North Island noong 1889, nag-aral si Rutherford Ernest sa Christchurch, sa Canterbury College. Nasa oras na ito, ang mga makikinang na kakayahan ng hinaharap na siyentipiko ay ipinahayag. Matapos makapagtapos ng ika-4 na taon, ginawaran si Ernest para sa pinakamahusay na trabaho sa larangan ng matematika, at nakakuha din ng 1st place sa mga master's exam sa physics at mathematics.
Pag-imbento ng magnetic detector
Naging master of arts, hindi ginawa ni Rutherfordumalis ng kolehiyo. Siya plunged sa independiyenteng siyentipikong gawain sa magnetization ng bakal. Siya ay bumuo at gumawa ng isang espesyal na aparato - isang magnetic detector, na naging isa sa mga unang tumatanggap ng electromagnetic wave sa mundo, pati na rin ang "tiket sa pasukan" ni Rutherford sa mahusay na agham. Isang mahalagang pagbabago ang naganap sa kanyang buhay.
Pumunta si Rutherford sa England
Binibigyan sila ng iskolarship tuwing dalawang taon ang mga pinakamagaling na kabataang subject ng English crown mula sa New Zealand. Ang World Exhibition ng 1851, na naging posible na pumunta sa England upang pag-aralan ang mga agham. Noong 1895, napagpasyahan na dalawang taga-New Zealand ang karapat-dapat sa gayong karangalan - ang physicist na si Rutherford at ang chemist na si Maclaurin. Gayunpaman, mayroon lamang isang lugar, at ang pag-asa ni Ernest ay nawala. Sa kabutihang palad, napilitang iwanan ni Maclaurin ang paglalakbay na ito para sa mga kadahilanang pampamilya, at dumating si Rutherford Ernest sa Inglatera noong taglagas ng 1895. Dito siya nagsimulang magtrabaho sa Unibersidad ng Cambridge (sa Cavendish Laboratory) at naging unang doktoral na estudyante ni J. Thomson, ang direktor nito (nakalarawan sa ibaba).
Pag-aaral ng Becquerel rays
Thomson noong panahong iyon ay isa nang kilalang siyentipiko, isa sa mga miyembro ng Royal Society of London, na iginagalang ng lahat. Mabilis niyang pinahahalagahan ang mga kakayahan ni Rutherford at isinama siya sa gawain sa pag-aaral ng ionization ng mga gas sa ilalim ng impluwensya ng X-ray, na kanyang isinagawa. Gayunpaman, noong 1898, sa tag-araw, si Ernest ay gumawa ng kanyang mga unang hakbang sa ibang lugar ng pananaliksik. Interesado siya sa "becquerel rays". Paglabas ng uranium s alt, bukasSi Becquerel, isang French physicist, ay nakilala sa kalaunan bilang radioactive. Ang Pranses na siyentipiko, pati na rin ang mga Curies, ay aktibong nakikibahagi sa kanyang pananaliksik. Noong 1898, sumali si Rutherford Ernest sa gawain. Natuklasan ng scientist na ito na ang mga beam na ito ay kinabibilangan ng mga stream ng helium nuclei, positively charged (alpha particles), pati na rin ang stream ng electron (beta particles).
Karagdagang pag-aaral ng uranium ray
Ang gawain ng mga Curies ay ipinakita sa Paris Academy of Sciences noong Hulyo 18, 1898, na pumukaw ng malaking interes ni Rutherford. Sa loob nito, itinuro ng mga may-akda na bilang karagdagan sa uranium, mayroong iba pang mga radioactive (ang terminong ito ay ginamit sa unang pagkakataon noon lamang) na mga elemento. Kalaunan ay ipinakilala ni Rutherford ang konsepto ng kalahating buhay - isa sa mga pangunahing natatanging tampok ng mga elementong ito.
Ernest noong Disyembre 1897 pinalawig ang exhibition scholarship. Ang siyentipiko ay nakakuha ng pagkakataon na higit pang pag-aralan ang mga sinag ng uranium. Gayunpaman, noong Abril 1898, isang propesor sa lokal na McGill University ang nabakante sa Montreal, at nagpasya si Ernest na pumunta sa Canada. Lumipas na ang oras ng pag-aaral. Malinaw sa lahat na handa si Rutherford na magtrabaho nang mag-isa.
Paglipat sa Canada at bagong trabaho
Noong taglagas ng 1898, lumipat siya sa Canada. Sa una, ang pagtuturo ni Rutherford ay hindi masyadong matagumpay: ang mga mag-aaral ay hindi nagustuhan ang mga lektura, na ang batang propesor, na hindi pa natutong ganap na madama ang madla, ay labis na puspos ng mga detalye. Nagkaroon din ng ilang mga paghihirap sa gawaing pang-agham dahil sa ang katunayan na ang pagdating ng mga radioactive na paghahanda na iniutos ni Rutherford ay naantala. Gayunpaman, lahatang kagaspangan sa lalong madaling panahon smoothed out, at Ernest nagsimula ng isang streak ng good luck at tagumpay. Gayunpaman, halos hindi angkop na pag-usapan ang tungkol sa tagumpay: lahat ay nakamit sa pamamagitan ng pagsusumikap, na kinasasangkutan ng kanyang mga bagong kaibigan at mga taong katulad ng pag-iisip.
Pagtuklas ng batas ng radioactive transformations
Sa paligid ng Rutherford ay nabuo na ang isang kapaligiran ng malikhaing sigasig at pagnanasa. Ang gawain ay masaya at matindi, ito ay humantong sa mahusay na tagumpay. Natuklasan ni Rutherford ang emanation ng thorium noong 1899. Kasama si Soddy noong 1902-1903, nakarating na siya sa isang pangkalahatang batas na naaangkop sa lahat ng radioactive transformations. Dapat itong sabihin nang kaunti pa tungkol sa mahalagang pang-agham na kaganapang ito.
Matatag na natutunan ng mga siyentipiko sa buong mundo noong panahong iyon na imposibleng gawing iba ang isang elemento ng kemikal, kaya't ang mga pangarap ng mga alchemist na kumuha ng ginto mula sa tingga ay dapat na ilibing magpakailanman. At pagkatapos ay lumitaw ang isang gawain kung saan pinagtatalunan na sa panahon ng radioactive decay, ang mga pagbabagong-anyo ng mga elemento ay hindi lamang nangyayari, ngunit hindi sila maaaring pabagalin o ihinto. Bukod dito, ang mga batas ng mga pagbabagong ito ay nabuo. Ngayon naiintindihan natin na ang singil ng nucleus ang tumutukoy sa mga kemikal na katangian ng elemento at ang posisyon nito sa periodic system ng Mendeleev. Kapag ang singil ng nucleus ay bumaba ng dalawang yunit, na nangyayari sa panahon ng pagkabulok ng alpha, ito ay "gumagalaw" pataas ng 2 mga cell sa periodic table. Inilipat nito ang isang cell pababa sa electronic beta decay, at isang cell pataas sa positron decay. Sa kabila ng kaliwanagan ng batas na ito at ang maliwanag na pagiging simple nito, ang pagtuklas na ito ay isa sa pinakamahalagang pangyayari sa agham sa simula ng 20siglo.
Kasal kay Mary Georgina Newton, kapanganakan ng isang anak na babae
Kasabay nito, isang mahalagang pangyayari ang naganap sa personal na buhay ni Ernest. 5 taon pagkatapos ng pakikipag-ugnayan kay Mary Georgina Newton, pinakasalan siya ng siyentipiko na si Ernest Rutherford, na ang talambuhay sa oras na ito ay minarkahan na ng mga makabuluhang tagumpay. Ang babaeng ito ay anak ng landlady ng boarding house sa Christchurch na dati niyang tinitirhan. Noong 1901, noong Marso 30, isinilang ang nag-iisang anak na babae sa pamilya Rutherford. Ang kaganapang ito ay halos nag-tutugma sa oras sa pagsilang ng isang bagong kabanata sa pisikal na agham - nuclear physics. At pagkatapos ng 2 taon, naging miyembro si Rutherford ng Royal Society of London.
Mga aklat ni Rutherford, mga eksperimento sa translucent foil na may mga alpha particle
Gumawa si Ernest ng 2 aklat kung saan ibinubuod niya ang mga resulta ng kanyang mga siyentipikong paghahanap at mga nagawa. Ang una ay nai-publish sa ilalim ng pamagat na "Radioactivity" noong 1904. Lumitaw ang "radioactive transformations" makalipas ang isang taon. Ang may-akda ng mga aklat na ito ay nagsimula ng bagong pananaliksik sa panahong ito. Napagtanto niya na mula sa mga atomo ang radioactive radiation na nagmula, ngunit ang lugar ng paglitaw nito ay nanatiling ganap na hindi maliwanag. Kinakailangang pag-aralan ang aparato ng kernel. At pagkatapos ay bumaling si Ernest sa pamamaraan ng transillumination na may mga alpha particle, kung saan sinimulan niya ang kanyang trabaho kasama si Thomson. Pinag-aralan ng mga eksperimento kung paano dumadaan ang daloy ng mga particle na ito sa manipis na mga sheet ng foil.
unang modelo ng atom ni Thomson
Ang unang modelo ng atom ay iminungkahi nang malaman na ang mga electron ay may negatibong singil. Gayunpaman, pumapasok sila sa mga atomo,sa pangkalahatan ay neutral sa kuryente. Kaya dapat mayroong isang bagay sa komposisyon nito na nagdadala ng positibong singil. Upang malutas ang problemang ito, iminungkahi ni Thomson ang sumusunod na modelo: ang isang atom ay tulad ng isang patak, positibong sisingilin, na may radius na isang daang milyon ng isang sentimetro. Sa loob nito ay mga maliliit na electron na may negatibong singil. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng Coulomb, sila ay may posibilidad na kumuha ng isang posisyon sa pinakasentro ng atom, ngunit kung ang isang bagay ay hindi nagbabalanse sa kanila, sila ay nag-oocillate, na sinamahan ng radiation. Ipinaliwanag ng modelong ito ang pagkakaroon ng emission spectra, isang katotohanang kilala noong panahong iyon. Ito ay naging malinaw mula sa mga eksperimento na sa mga solido ang mga distansya sa pagitan ng mga atomo ay humigit-kumulang kapareho ng kanilang mga sukat. Tila halata, samakatuwid, na ang mga particle ng alpha ay hindi maaaring lumipad sa isang foil, tulad ng isang bato na hindi makakalipad sa isang kagubatan kung saan ang mga puno ay halos lumaki sa isa't isa. Gayunpaman, ang pinakaunang mga eksperimento na ginawa ni Rutherford ay kumbinsido na hindi ito ganoon. Karamihan sa mga particle ng alpha ay tumusok sa foil halos walang pagpapalihis, at iilan lamang ang nagpakita ng pagpapalihis, kung minsan ay makabuluhan. Si Ernest Rutherford ay lubhang interesado dito. Ang mga kawili-wiling katotohanan ay nangangailangan ng karagdagang pag-aaral.
Rutherford planetary model
At pagkatapos ay lumitaw muli ang intuwisyon ni Rutherford at ang kakayahan ng siyentipikong ito na maunawaan ang wika ng kalikasan. Matatag na tinanggihan ni Ernest ang modelo ng atom ni Thomson. Ang mga eksperimento ni Rutherford ay humantong sa katotohanan na inilagay niya ang kanyang sarili, na tinatawag na planetary. Ayon sa kanya, sa gitnang isang atom ay ang nucleus, kung saan ang buong masa ng isang partikular na atom ay puro, sa kabila ng maliit na sukat nito. At sa paligid ng nucleus, tulad ng mga planeta na umiikot sa araw, ang mga electron ay gumagalaw. Ang kanilang mga masa ay mas kaunti kaysa sa mga particle ng alpha, at iyon ang dahilan kung bakit halos hindi lumihis ang huli kapag tumagos sila sa mga ulap ng elektron. At kapag ang isang particle ng alpha ay lumipad malapit sa isang positibong sisingilin na nucleus, ang Coulomb repulsive force ay maaaring mabaluktot nang husto ang tilapon ng paggalaw nito. Ito ang teorya ni Rutherford. Ito ay tiyak na isang mahusay na pagtuklas.
Ang mga batas ng electrodynamics at ang planetary model
Ang karanasan ni Rutherford ay sapat na upang kumbinsihin ang maraming siyentipiko sa pagkakaroon ng isang planetary model. Gayunpaman, ito ay naging hindi masyadong malabo. Ang formula ni Rutherford, na hinango niya batay sa modelong ito, ay pare-pareho sa data na nakuha sa panahon ng eksperimento. Gayunpaman, pinabulaanan niya ang mga batas ng electrodynamics!
Ang mga batas na ito, na pangunahing itinatag ng mga gawa nina Maxwell at Faraday, ay nagsasaad na ang isang singil na gumagalaw sa isang pinabilis na bilis ay nagpapalabas ng mga electromagnetic wave at nawawalan ng enerhiya dahil dito. Sa atom ni Rutherford, gumagalaw ang electron sa larangan ng Coulomb ng nucleus sa isang pinabilis na bilis at, ayon sa teorya ni Maxwell, dapat itong mawala ang lahat ng enerhiya nito sa isang sampung-milyong bahagi ng isang segundo, at pagkatapos ay mahulog sa nucleus. Gayunpaman, hindi ito nangyari. Dahil dito, pinabulaanan ng pormula ni Rutherford ang teorya ni Maxwell. Alam ito ni Ernest noong oras na para bumalik sa England noong 1907.
Lumipat sa Manchester at tumanggap ng Nobel Prize
gawa ni Ernest sa McGillAng unibersidad ay nag-ambag sa katotohanan na siya ay naging napakasikat. Nagsimulang makipagkumpetensya si Rutherford sa mga imbitasyon sa mga sentrong pang-agham sa iba't ibang bansa. Ang siyentipiko noong tagsibol ng 1907 ay nagpasya na umalis sa Canada at dumating sa Manchester, sa Unibersidad ng Victoria, kung saan ipinagpatuloy niya ang kanyang pananaliksik. Kasama ni H. Geiger, lumikha siya noong 1908 ng alpha particle counter - isang bagong device na may mahalagang papel sa pag-alam na ang mga alpha particle ay helium atoms, dobleng naka-ionize. Si Rutherford Ernest, na ang mga natuklasan ay napakahalaga, ay tumanggap ng Nobel Prize noong 1908 (sa chemistry, hindi sa physics!).
Kooperasyon kay Niels Bohr
Samantala, ang planetary pattern ay lalong sumasakop sa kanyang isipan. At noong Marso 1912, nagsimulang makipagtulungan at maging kaibigan ni Rutherford si Niels Bohr. Ang pinakadakilang merito ni Bohr (ang kanyang larawan ay ipinakita sa ibaba) ay ang pagpapakilala niya sa panimula ng mga bagong tampok sa planetary model - ang ideya ng quanta.
Naglagay siya ng "mga postulate" na tila sa unang tingin ay salungat sa loob. Ayon sa kanya, ang atom ay may mga orbit. Ang isang elektron, na gumagalaw sa kanila, ay hindi nag-iilaw, salungat sa mga batas ng electrodynamics, bagaman mayroon itong acceleration. Itinuro ng siyentipikong ito ang isang panuntunan kung saan matatagpuan ang mga orbit na ito. Nalaman niya na ang radiation quanta ay lumilitaw lamang kapag ang isang electron ay gumagalaw mula sa orbit patungo sa orbit. Ang modelong Rutherford-Bohr ng atom ay lumutas ng maraming problema, at naging isang pambihirang tagumpay din sa mundo ng mga bagong ideya. Ang pagtuklas nito ay humantong sa isang radikal na rebisyon ng mga ideya tungkol sa bagay, tungkol sa paggalaw nito.
Mga karagdagang aktibidad
Noong 1919Si Rutherford ay naging propesor sa Unibersidad ng Cambridge at direktor ng Cavendish Laboratory. Dose-dosenang mga siyentipiko ang wastong itinuring siyang kanilang guro, kasama na ang mga nagwagi nang maglaon ng mga Nobel Prize. Ito ay sina J. Chadwick, G. Moseley, M. Oliphant, J. Cockcroft, O. Gan, V. Geytler, Yu. B. Khariton, P. L. Kapitsa, G. Gamov at iba pa. Lalong dumami ang daloy ng mga parangal at parangal. Noong 1914, natanggap ni Rutherford ang maharlika. Siya ay naging Pangulo ng British Association noong 1923, at mula 1925 hanggang 1930 ay naging Pangulo ng Royal Society. Natanggap ni Ernest ang titulong baron noong 1931 at naging isang panginoon. Gayunpaman, sa kabila ng mas mataas na trabaho, at hindi lamang mga siyentipiko, patuloy niyang inaatake ang mga misteryo ng nucleus at ng atom.
Nag-aalok kami sa iyo ng isang kawili-wiling katotohanan na may kaugnayan sa mga aktibidad na pang-agham ng Rutherford. Nabatid na ginamit ni Ernest Rutherford ang sumusunod na pamantayan sa pagpili ng kanyang mga empleyado: binigyan niya ng gawain ang taong dumating sa kanya sa unang pagkakataon, at kung magtanong ang isang bagong empleyado kung ano ang susunod na gagawin, agad siyang tinanggal.
Nagsimula na ang siyentipiko ng mga eksperimento, na nagtapos sa pagtuklas ng artipisyal na fission ng atomic nuclei at ang artipisyal na pagbabago ng mga elemento ng kemikal. Noong 1920, hinulaan ni Rutherford ang pagkakaroon ng deuteron at neutron, at noong 1933 ay naging pasimuno at kalahok sa isang eksperimento upang subukan ang kaugnayan sa pagitan ng enerhiya at masa sa mga prosesong nuklear. Noong 1932, noong Abril, sinuportahan niya ang ideya ng paggamit ng mga proton accelerator sa pag-aaral ng mga reaksyong nuklear.
Pagkamatay ni Rutherford
Ang mga gawa ni Ernest Rutherford at ang gawain ng kanyang mga estudyante, na kabilang sa ilang henerasyon, ay may malaking epekto sa agham at teknolohiya, sa buhay ng milyun-milyong tao. Ang mahusay na siyentipiko, siyempre, ay hindi maiwasang isipin kung ang impluwensyang ito ay magiging positibo. Gayunpaman, siya ay isang optimista, sagradong naniniwala sa agham at sa mga tao. Si Ernest Rutherford, na ang maikling talambuhay na inilarawan natin, ay namatay noong 1937, noong Oktubre 19. Siya ay inilibing sa Westminster Abbey.
