El este deseori numit pe bună dreptate unul dintre titanii fizicii secolului nostru, munca mai multor generații de studenți ai săi a avut un impact extraordinar nu numai asupra științei și tehnologiei secolului nostru, ci și asupra vieții a milioane de oameni. Era un optimist, credea în oameni și în știință, cărora le-a dedicat toată viața ".

Ernest Rutherford s-a născut la 30 august 1871 lângă orașul Nelson (Noua Zeelandă), în familia unui stăpân de roți din Scoția, James Rutherford. Ernest era al patrulea copil din familie, pe lângă el mai erau 6 fii și 5 fiice. Mama sa, Martha Thompson, a lucrat ca profesor rural. Când tatăl său a început o afacere cu prelucrarea lemnului, băiatul lucra deseori sub îndrumarea sa. Competențele dobândite l-au ajutat ulterior pe Ernest în proiectarea și construcția de echipamente științifice.

După absolvirea liceului din Havelock, unde locuia atunci familia, a primit o bursă pentru a-și continua educația la Nelson Province College, unde a intrat în 1887. Doi ani mai târziu, Ernest a trecut examenul la Colegiul Canterbury, o filială a Universității din Noua Zeelandă la Christchurch. În facultate, Rutherford a fost foarte influențat de profesorul său, care a predat fizică și chimie, E.W. Bickerton și matematicianul J.H.H. Bucătar.

Ernest a descoperit abilități strălucitoare. După terminarea celui de-al patrulea an, a primit un premiu pentru cea mai bună lucrare la matematică și a ocupat primul loc la examenele de masterat, nu numai la matematică, ci și la fizică. După ce a devenit maestru al artelor în 1892, nu a părăsit facultatea. Rutherford a plonjat în prima sa lucrare științifică independentă. Se numea „Magnetizarea fierului cu descărcări de înaltă frecvență” și se referea la detectarea undelor radio de înaltă frecvență. Pentru a studia acest fenomen, a construit un receptor radio (cu câțiva ani înainte ca Marconi să o facă) și l-a folosit pentru a primi semnale transmise de colegi de la o distanță de jumătate de kilometru. Lucrarea tânărului om de știință a fost publicată în 1894 în News of the Philosophical Institute of New Zealand.

Cei mai înzestrați tineri subiecți de peste mări ai coroanei britanice au primit o bursă specială o dată la doi ani, care a făcut posibilă călătoria în Anglia pentru a îmbunătăți științele. În 1895, o bursă pentru educația științifică era vacantă. Primul candidat la această bursă, chimistul Maclaurin, a refuzat din motive familiale, al doilea candidat a fost Rutherford. Ajuns în Anglia, Rutherford a primit o invitație de la J.J. Thomson să lucreze la Cambridge în laboratorul Cavendish. Așa a început calea științifică a lui Rutherford.

Thomson a fost profund impresionat de studiul Rutherford al undelor radio, iar în 1896 a propus un studiu comun al efectului razelor X asupra descărcărilor electrice din gaze. În același an, a apărut o lucrare comună a lui Thomson și Rutherford „Despre trecerea electricității prin gaze expuse razelor X”. Anul următor a fost publicat ultimul articol al lui Rutherford despre acest subiect, „Detectorul de unde electrice magnetice și unele dintre aplicațiile sale”. După aceea, își concentrează complet eforturile asupra studiului evacuării gazului. În 1897, a apărut noua sa lucrare „Despre electrificarea gazelor expuse razelor X și despre absorbția razelor X de către gaze și vapori”.

Colaborarea cu Thomson a fost încununată cu rezultate semnificative, inclusiv descoperirea ultimului electron - o particulă care poartă o sarcină electrică negativă. Pe baza cercetărilor lor, Thomson și Rutherford au emis ipoteza că atunci când razele X trec printr-un gaz, ele distrug atomii gazului respectiv, eliberând același număr de particule încărcate pozitiv și negativ. Au numit aceste particule ioni. După această lucrare, Rutherford a început să studieze structura atomică a materiei.

În toamna anului 1898, Rutherford a preluat funcția de profesor la Universitatea McGill din Montreal. La început, predarea lui Rutherford nu a avut prea mult succes: studenților nu le-au plăcut prelegerile, pe care tânărul profesor, care încă nu învățase pe deplin să simtă publicul, a fost suprasaturat de detalii. Unele dificultăți au apărut la început și în activitatea științifică din cauza întârzierii la sosirea preparatelor radioactive comandate. La urma urmei, cu toate eforturile sale, nu a primit suficiente fonduri pentru a construi instrumentele necesare. Rutherford a construit o mulțime de echipamente necesare experimentelor cu propriile sale mâini.

Cu toate acestea, a lucrat destul de mult la Montreal - șapte ani. Excepția a fost 1900, când Rutherford s-a căsătorit într-o scurtă ședere în Noua Zeelandă. Aleasa sa a fost Mary Georgine Newton, fiica hostesei pensiunii Christchurch în care a locuit cândva. Singura fiică a cuplului Rutherford s-a născut la 30 martie 1901. În timp, acest lucru a coincis aproape cu nașterea unui nou capitol în știință fizică - fizica nucleara.

„În 1899, Rutherford a descoperit emanația de toriu, iar în 1902-03, împreună cu F. Soddy, a ajuns deja la legea generală a transformărilor radioactive”, scrie V.I. Grigoriev. - Este necesar să spunem mai detaliat despre acest eveniment științific. Toți chimiștii lumii au învățat ferm că transformarea unor elemente chimice în altele este imposibilă, că visele alchimiștilor de a face aur din plumb ar trebui să fie îngropate pentru totdeauna. Și acum apare o lucrare, autorii căreia susțin că transformările elementelor în timpul dezintegrărilor radioactive nu se produc doar, ci că este chiar imposibil să le oprești sau să le încetinești. Mai mult, legile unor astfel de transformări sunt formulate. Acum înțelegem că poziția unui element în tabelul periodic al lui Mendeleev și, prin urmare, proprietățile sale chimice, sunt determinate de sarcina nucleului. În decăderea alfa, atunci când sarcina nucleului scade cu două unități (sarcina „elementară” este luată ca unitate - modulul sarcinii electronice), elementul „mișcă” două celule în sus în tabelul periodic, cu beta electronică decadere - o celulă în jos, cu pozitron - o celulă în sus. În ciuda aparentei simplități și chiar a clarității acestei legi, descoperirea ei a devenit unul dintre cele mai importante evenimente științifice de la începutul secolului nostru. "

În lucrarea lor clasică „Radioactivitate”, Rutherford și Soddy au atins problema fundamentală a energiei transformărilor radioactive. Calculând energia particulelor alfa emise de radiu, acestea ajung la concluzia că „energia transformărilor radioactive este de cel puțin 20.000 de ori și poate de un milion de ori mai mare decât energia oricărei transformări moleculare”. Rutherford și Soddy au concluzionat că „energia latentă într-un atom este de multe ori mai mare decât energia eliberată prin transformarea chimică obișnuită”. În opinia lor, această energie enormă ar trebui luată în considerare „atunci când se explică fenomenele fizicii spațiului”. În special, constanța energiei solare poate fi explicată prin faptul că „procesele de transformare subatomică au loc pe Soare”.

Nu se poate să nu ne uimim de perspicacitatea autorilor care au văzut în 1903 rolul cosmic al energiei nucleare. Anul acesta a fost anul descoperirii unei noi forme de energie, despre care Rutherford și Soddy au vorbit cu certitudine, numind-o energie intra-atomică.

Un om de știință de renume mondial, membru al Societății Regale din Londra (1903), primește o invitație de a ocupa un scaun la Manchester. La 24 mai 1907, Rutherford s-a întors în Europa. Aici Rutherford a lansat o activitate viguroasă, atrăgând tineri oameni de știință din tari diferite lumea. Unul dintre colaboratorii săi activi a fost fizicianul german Hans Geiger, creatorul primului contor de particule elementar. E. Marsden, C. Fajans, G. Moseley, G. Hevesy și alți fizicieni și chimisti au lucrat cu Rutherford în Manchester.

În 1908, Rutherford a primit Premiul Nobel pentru chimie „pentru cercetările sale în domeniul degradării elementelor din chimia substanțelor radioactive”. În discursul său de deschidere în numele Academiei Regale de Științe din Suedia, K.B. Hasselberg a subliniat legătura dintre munca realizată de Rutherford și opera lui Thomson, Henri Becquerel, Pierre și Marie Curie. "Descoperirile au dus la o concluzie uimitoare: un element chimic ... este capabil să se transforme în alte elemente", a spus Hasselberg. În prelegerea sa de Nobel, Rutherford a remarcat: „Există toate motivele să credem că particulele alfa, care sunt atât de libere evacuate din majoritatea substanțelor radioactive, sunt identice ca masă și compoziție și trebuie să fie formate din nuclee de atomi de heliu. Prin urmare, noi nu putem să nu concluzionăm că atomii principalelor elemente radioactive, cum ar fi uraniul și toriul, trebuie să fie construiți, cel puțin parțial, din atomi de heliu ".

După ce a primit Premiul Nobel, Rutherford a experimentat bombardarea unei plăci de folie subțire de aur cu particule alfa. Datele obținute l-au condus în 1911 la un nou model al atomului. Conform teoriei sale, care a devenit general acceptată, particulele încărcate pozitiv sunt concentrate în centrul greu al atomului și încărcate negativ (electroni) se află pe orbita nucleului, la o distanță destul de mare de acesta. Acest model este ca un model mic Sistem solar... Aceasta implică faptul că atomii sunt compuși în principal din spațiu gol.

Acceptarea largă a teoriei lui Rutherford a început atunci când fizicianul danez Niels Bohr s-a alăturat lucrării omului de știință de la Universitatea din Manchester. Bohr a arătat că, în termeni propuși de Rutherford, structurile pot fi explicate prin proprietățile fizice bine cunoscute ale atomului de hidrogen, precum și prin atomii mai multor elemente mai grele.

Munca fructuoasă a grupului Rutherford din Manchester a fost întreruptă de Primul Război Mondial. Guvernul britanic l-a numit pe Rutherford membru al „Cartierului General al Amiralului pentru Invenții și Cercetare” - o organizație creată pentru a găsi mijloace de combatere a submarinelor inamice. În legătură cu aceasta, laboratorul lui Rutherford a început cercetări privind propagarea sunetului sub apă. Abia la sfârșitul războiului, omul de știință a reușit să-și refacă cercetările asupra atomului.

După război, s-a întors la laboratorul din Manchester și în 1919 a făcut o altă descoperire fundamentală. Rutherford a reușit să efectueze în mod artificial prima reacție de transformare a atomilor. Bombardând atomii de azot cu particule alfa, Rutherford a obținut atomi de oxigen. Ca rezultat al cercetărilor efectuate de Rutherford, interesul specialiștilor în fizica atomică pentru natura nucleului atomic a crescut brusc.

În același 1919, Rutherford s-a transferat la Universitatea din Cambridge, succedând lui Thomson ca profesor de fizică experimentală și director al Laboratorului Cavendish, iar în 1921 a devenit profesor de științe naturale la Royal Institution din Londra. În 1925, omul de știință a primit Ordinul de merit britanic. În 1930, Rutherford a fost numit președinte al consiliului consultativ al guvernului pentru gestionarea cercetării științifice și industriale. În 1931 a fost promovat la Lord și a devenit membru al Camerei Lorzilor din Parlamentul englez.

Elevii și colegii și-au amintit omul de știință ca fiind o persoană dulce și amabilă. Ei i-au admirat extraordinarul mod creativ de gândire, și-au amintit cum a spus cu bucurie înainte de a începe fiecare nouă cercetare: „Sper că acesta este un subiect important, pentru că există încă atât de multe lucruri pe care nu le știm”.

Îngrijorat de politicile urmate de guvernul nazist al lui Adolf Hitler, Rutherford a devenit în 1933 președinte al Consiliului de Ajutor Academic, care a fost creat pentru a-i ajuta pe cei care au fugit din Germania.

Aproape până la sfârșitul vieții sale a fost diferit sanatate buna și a murit la Cambridge pe 20 octombrie 1937 după o scurtă boală. În semn de recunoaștere a realizărilor sale remarcabile în dezvoltarea științei, omul de știință a fost înmormântat în Westminster Abbey.

Experimentele lui Rutherford

În 1913, fizicianul englez Rutherford a efectuat experimentele clasice despre împrăștiere a-particule in straturi subtiri de diverse substante. a-particulele emise de substanțele radioactive sunt sarcini de testare adecvate pentru studierea câmpurilor electrice intra-atomice. Sunt atomi de heliu complet ionizați, au o sarcină pozitivă egală cu dublul sarcinii elementare (q \u003d 3,2 · 10 -19 C), masă m \u003d 6,67 · 10 -27 kg, au o energie mare (și deci viteză) suficientă pentru a pătrunde în atomii materiei.

O diagramă a experimentelor lui Rutherford și ale studenților săi Geiger și Marsden este prezentată în Fig. 1. În interiorul camerei etanșe, în care a fost creat un vid ridicat, a existat un container de plumb cu un element radioactiv care emite a-particule. Un fascicul îngust de particule a căzut perpendicular pe suprafața unei folii de metal (aur), cu o grosime de aproximativ 1 µm (10-6 m). Particulele au fost înregistrate prin sclipiri (scintilații) cauzate de acestea pe un ecran acoperit cu un fosfor. Ecranul a fost fixat în fața obiectivului pe corpul microscopului, cu care scintilațiile au fost observate vizual și numărul lor a fost numărat. Așa a fost determinat numărul de particule care se mișcau într-o direcție dată după interacțiunea lor cu atomii substanței. Microscopul împreună cu ecranul s-ar putea roti în jurul unei axe verticale care trece prin centrul camerei pentru a înregistra particulele împrăștiate de atomii foliei.

În imagine: 1- atom de aur, 2- a-particule

O diagramă mai vizuală a experienței lui Rutherford

Prin împrăștierea particulelor α.

K - recipient de plumb cu substanță radioactivă,
E - un ecran acoperit cu sulfură de zinc,
F - folie de aur,
M - microscop.

Rezultatele experimentelor lui Rutherford:

1. Majoritatea particulelor trec prin atomii substanței. să nu se risipească (ca prin „vid”);
2. odată cu creșterea unghiului de împrăștiere, numărul particulelor deviate de la direcția inițială scade brusc;
3. există particule individuale aruncate înapoi de către atomi, împotriva mișcării lor originale (ca o minge dintr-un perete).

Rutherford a obținut o formulă prin care puteți calcula suma a-particule împrăștiate la unghiuri specifice. Această formulă include parametrul caracteristic "d", care este dimensiunea transversală a particulelor care deviază formațiunile.
Pentru ca calculele să coincidă cu rezultatele experimentale, acest parametru ar trebui să fie de ordinul a 10-13 cm. Atomii au un diametru de 10 -8 cm, adică. cu cinci ordine de mărime mai mari. În consecință, în atom există o regiune care ocupă o parte neglijabilă a atomului, care deviază particulele în unghiuri mari până la 180 0.

Marea Britanie

Fizicianul englez a fost primul care a efectuat transformarea artificială a elementelor. Afirmația sa din 1933 este caracteristică: „Oricine speră că transformările nucleelor \u200b\u200batomice vor deveni o sursă de energie este o prostie”. Istoricii științei cred că aceasta este singura greșeală majoră a unui om de știință ...

Ernst Rutherford - Laureat al Premiului Nobel pentru chimie pentru 1908 „pentru cercetările sale în domeniul degradării elementelor din chimia substanțelor radioactive”. A fost membru al tuturor Academiilor de Științe din lume.

Ernest Rutherford s-a născut în Noua Zeelandă, dar ca om de știință a avut loc în Marea Britanie.

„Printre zicalele preferate ale lui Ernst Rutherford se numără: "Un bun experimentator ale cărui rezultate îi înfurie pe teoreticieni!" Rutherford însuși a fost foarte bun în acest sens. La început s-a gândit să transforme un atom în altul. Apoi a descoperit atomi cu mase diferite, dar la fel proprietăți chimice - Izotopi. În cele din urmă, Rutherford a descoperit că cea mai mare parte a volumului unui atom este gol; numai în centru există un nucleu încărcat de o densitate enormă ".

Smirnov S.G., Prelegeri despre istoria științei, M., Editura MCNMO, 2012, p. 118.

„Una dintre primele descoperiri Rutherford a fost că radiația radioactivă a uraniului constă din două componente diferite, pe care omul de știință le-a numit raze alfa și beta. Mai târziu, el a demonstrat natura fiecărei componente (acestea sunt compuse din particule în mișcare rapidă) și a arătat că există și o a treia componentă, pe care a numit-o razele gamma. O caracteristică importantă a radioactivității este energia asociată. Becquerel, Curii și mulți alți oameni de știință au considerat că energia este o sursă externă. Dar Rutherford a dovedit că această energie - care este mult mai puternică decât energia eliberată de reacții chimice, - provine din interiorul atomilor individuali de uraniu! Cu aceasta a pus bazele pentru conceptul important de energie atomică. Oamenii de știință au presupus întotdeauna că atomii individuali sunt indivizibili și imuabili. Dar Rutherford (cu ajutorul unui tânăr asistent foarte talentat Frederica Soddy) a putut să arate că atunci când un atom emite raze alfa sau beta, se transformă într-un alt tip de atom. La început, chimiștilor nu le venea să creadă. Cu toate acestea, Rutherford și Soddy a efectuat o serie de experimente cu dezintegrarea radioactivă și a transformat uraniul în plumb.

De asemenea, Rutherford a măsurat rata de descompunere și a formulat conceptul important de „timp de înjumătățire”. Acest lucru a dus în curând la tehnica calculului radioactiv, care a devenit unul dintre cele mai importante instrumente științifice și a găsit o largă aplicare în geologie, arheologie, astronomie și multe alte domenii. Această uimitoare serie de descoperiri i-a adus lui Rutherford Premiul Nobel în 1908 (ulterior a primit Premiul Nobel și Soddy), dar cea mai mare realizare a sa era încă să vină. El a observat că particulele alfa în mișcare rapidă au putut trece prin folie subțire de aur (fără a lăsa urme vizibile!), Dar au fost ușor deviate. S-a sugerat că atomii de aur, duri, impenetrabili, ca niște „bile mici de biliard” - așa cum credeau oamenii de știință anterior - erau moi în interior! Se părea că particulele alfa mai mici și mai dure ar putea trece prin atomii de aur ca un glonț de mare viteză prin jeleu.

Dar Rutherford (colaborând cu Geigerși Marsden, de către cei doi tineri asistenți ai săi) au descoperit că unele particule alfa, trecând prin folia de aur, s-au deviat foarte puternic. De fapt, unii chiar zboară înapoi! Simțind că există ceva important în spatele acestui lucru, omul de știință a numărat cu atenție numărul de particule care zburau în fiecare direcție. Apoi, printr-o analiză matematică complexă, dar destul de convingătoare, el a arătat singura modalitate care ar putea explica rezultatele experimentelor: atomul de aur consta aproape în întregime din spațiu gol și aproape toată masa atomică era concentrată în centru, într-un mic " nucleu "al atomului!

La un moment dat, opera lui Rutherford a zguduit pentru totdeauna viziunea noastră familiară despre lume. Chiar dacă o bucată de metal - aparent cel mai dur dintre toate obiectele - era în mare parte spațiu gol, atunci tot ceea ce credeam că este material s-a destrămat brusc în mici boabe de nisip, care se desfășura într-un gol imens! Descoperirea nucleelor \u200b\u200batomice de către Rutherford stă la baza tuturor teoriilor moderne ale structurii atomice. Cand Niels Bohr doi ani mai târziu a publicat celebra lucrare care descrie atomul ca un sistem solar miniatural guvernat de mecanica cuantică, el a folosit teoria nucleară a lui Rutherford ca punct de plecare pentru modelul său. A făcut la fel Heisenbergși Schrödingercând au construit modele atomice mai complexe folosind mecanica clasică și a undelor.

Descoperirea lui Rutherford a dus și la apariția unei noi ramuri a științei: studiul nucleului atomic. În această zonă, Rutherford a fost, de asemenea, destinat să devină pionier. În 1919, a reușit să transforme nucleele de azot în nuclee de oxigen prin arderea primelor particule alfa în mișcare rapidă. Aceasta a fost realizarea la care au visat alchimiștii antici. Curând a devenit clar că transformările nucleare ar putea fi sursa energiei solare. Mai mult, transformarea nucleelor \u200b\u200batomice este un proces cheie în armele nucleare și centralele nucleare. În consecință, descoperirea lui Rutherford prezintă un interes mult mai mare decât doar academic.

Personalitatea lui Rutherford a uimit constant pe toți cei care l-au cunoscut. Era un om mare, cu o voce puternică, o energie nemărginită și o lipsă vizibilă de modestie. Când colegii au remarcat abilitatea supranaturală a lui Rutherford de a fi mereu „pe creasta valului” cercetării științifice, el a răspuns imediat: „De ce nu? La urma urmei, am provocat valul, nu-i așa? " Puțini cărturari ar obiecta la această afirmație ".

Michael Hart, 100 Great Men, M., Veche, 1998, p. 293-295.

„La 11 septembrie 1933, la congresul Asociației Britanice pentru Avansarea Științei (un analog al societății noastre„ Cunoaștere ”) Rutherford, după cum știți, cine a descoperit nucleele atomice și divizarea lor. Cu toate acestea, Rutherford a declarat în discursul său (acest lucru a fost raportat pe larg în ziare) că „oricine se așteaptă să primească energie din transformarea atomilor vorbește prostii”. Cu alte cuvinte, Rutherford a negat realitatea utilizării energiei atomice (nucleare).În acest sens, el nu era singur și avea perfectă dreptate în sensul că în 1933 nu exista cu adevărat nicio modalitate de a folosi energia nucleară. Cu toate acestea, doar cinci ani mai târziu, situația s-a schimbat complet - fisiunea uraniului a fost descoperită, iar nouă ani mai târziu (în 1942) a început să funcționeze primul cazan atomic ”.

știri

• Dragi colegi!

  Această conferință față în față face parte din proiectul site-ului - cel mai mare portal de cercetare științifică din Europa Tpersonalități / grupuri creative.

  Materialele pentru acest proiect au fost colectate de Igor Leonardovich Vikentiev din 1979. Ține conferințe din 1984.

  TEME DE CONFERINȚĂ:

  1) Strategii remarcabile Tpersonalități ingenioase;
  2) Profesionist (nu amator!) Mmetode de creativitate în diverse domenii de activitate;
  3) Crearea și funcționarea unui sistem eficient (!) Techipe creative.

  Este posibil să achiziționați bilete atât pentru difuzarea online, cât și pentru participarea față în față (ceea ce este recomandat pentru stabilirea contactelor personale dacă intenționați să în mod eficient studiu t indivizi / colectivi creativi și să creeze noi metode de rezolvare a problemelor creative).

  Lista rapoartelor- 45 și înregistrarea participanților -.

  În formularul de înregistrare, vă puteți adresa întrebările vorbitorilor noștri.

Începând cu 25 august 2019 VIII sezonul prelegerilor online de duminică de I.L. Vikentieva
la 19:59 (ora Moscovei) despre creativitate, creativitate și noi dezvoltări în TRIZ. Potrivit numeroaselor cereri din partea cititorilor nerezidenți ai portalului, site-ul a fost difuzat săptămânal din toamna anului 2014 gratuit prelegeri I.L. Vikentieva despre T personalități / echipe creative și metode moderne de creativitate. Parametrii cursului online:

1) Cursurile se bazează pe cea mai mare bază de date europeană privind tehnologiile creativității, conținând deja mai multe 58 000 materiale;

2) Această bază de date a fost colectată în timpul 40 de ani și a constituit baza portalului site web;

3) Pentru completarea bazei de date a portalului, site-ul, I.L. Vikentiev lucrează zilnic 5-7 kg (kilograme) cărți științifice;

4) Aproximativ 30-40% timpul prelegerilor online va fi răspunsul la întrebările adresate de ascultători în timpul înregistrării;

5) Materialul prelegerilor NU conține nicio abordare mistică și / sau religioasă, încercări de a vinde ceva Ascultătorilor etc. Prostii.

6) O parte din videoclipurile prelegerilor online pot fi găsite la

Unul dintre cei mai renumiți fizicieni, Ernest Resenford, era originar din Noua Zeelandă. Familia lui nu era bogată, iar Resenford însuși era al patrulea copil din doisprezece. S-ar părea că un viitor special nu strălucește pentru el, ci dimpotrivă, din copilărie, omul de știință s-a străduit spre educație și, datorită inteligenței și perseverenței sale, a obținut o bursă care îi permite să studieze la unul dintre cele mai bune colegii. în țară. În 1894, viitorul fizician a devenit burlac în științele naturii.

A studiat atât de bine încât i s-a acordat o bursă personală și dreptul de a-și continua studiile în Anglia. Rutherford a venit la Cambridge și a devenit student absolvent la Laboratorul Cavendish. Acolo a continuat să studieze propagarea undelor radio și pentru prima dată a realizat comunicații radio la o distanță de aproximativ un kilometru. Dar problemele pur inginerești nu l-au atras niciodată și Rutherford a început să studieze conductivitatea aerului sub influența razelor X recent descoperite. Această lucrare, pe care a făcut-o împreună cu J.J. Thompson, a dus la descoperirea electronului. După aceea, Rutherford a început să studieze structura atomului.

După ce și-a susținut disertația de doctorat, Resenford a plecat în Canada și a preluat funcția de profesor de fizică la Universitatea McGill din Montreal. Acolo a început să studieze radioactivitatea. Rutherford a investigat proprietățile razelor alfa și beta și, de asemenea, a descoperit izotopii torului și radiului. În 1908, Ernest Rutherford a primit Premiul Nobel pentru teoria sa despre transformarea elementelor radioactive. Omul de știință a efectuat această cercetare împreună cu F. Soddy.

În 1907, Resenford s-a întors în Anglia, unde a devenit șeful Departamentului de Fizică al Universității din Manchester. Studiind împrăștierea razelor alfa, omul de știință a descoperit existența nucleelor \u200b\u200batomice și a determinat dimensiunile acestora. A făcut această lucrare împreună cu viitorul celebru fizician Marsden. Pe baza acestor studii și lucrări teoretice ale fizicianului danez Niels Bohr, a fost creat modelul atomului Bohr-Rutherford.

În 1918, Rutherford a făcut o altă descoperire majoră - a dovedit posibilitatea de a transforma un nucleu de azot în oxigen sub influența particulelor alfa, confirmând posibilitatea transformării unui element chimic în altul.

Studiind coliziunile particulelor alfa cu atomii de hidrogen, Rutherford a făcut o altă descoperire fundamentală - radioactivitatea artificială.

Interesant este că omul de știință a considerat aceasta o problemă pur științifică și nu a crezut în posibilitatea utilizării practice a energiei nucleare. Cu toate acestea, colaboratorul său și, mai târziu, marele fizician german Otto Hahn, a descoperit fisiunea uraniului, iar munca lui Rutherford a adus foarte mult debutul erei nucleare. În 1919 Ernest Rutherford a devenit director al Laboratorului Cavendish. A rămas în acest post până la moartea sa. Laboratorul a devenit o adevărată Mecca pentru fizicienii secolului XX. Mulți dintre cei mai mari oameni de știință din vremea noastră, care se considerau studenți ai lui Rutherford, au lucrat în ea - Blackett, Cockcroft, Chadwick, Kapitsa, Walton. Oamenii de știință au crezut că principalul lucru este să ofere unei persoane posibilitatea de a se deschide până la capăt și de a arăta de ce este capabilă. Deci, el a inițiat construcția unui laborator magnetic special pentru experimentele lui P. Kapitsa și, ulterior, a realizat vânzarea de echipamente unice în URSS, astfel încât omul de știință să-și poată continua munca științifică acolo.

A murit Resenford în 1937, după operație. A fost înmormântat lângă mormintele lui Isaac Newon și Charles Darwin la Westminster Abbey.

La 30 august 1871, s-a născut un fizician britanic de origine neozelandeză, cunoscut sub numele de „tatăl” fizicii nucleare, de asemenea câștigător al Premiului Nobel pentru chimie în 1908, Sir Ernest Rutherford.

Am decis să reamintim biografia celebrului om de știință și să ilustram principalele sale etape în selecția noastră de fotografii.

Născut la 30 august 1871 în Spring Brove (Noua Zeelandă) într-o familie de emigranți scoțieni. Tatăl său lucra ca mecanic și agricultor de in, mama lui era profesor. Ernest a fost al patrulea dintre cei 12 copii Rutherford și cel mai talentat.

Casă în Foxhill , unde Ernest a petrecut o parte copilaria mea

„Științele sunt împărțite în două grupuri - fizică și colectarea ștampilelor”

Deja la sfârșit scoala primaraca prim student, a primit un premiu de 50 de lire sterline pentru educație continuă. Datorită acestui fapt, Rutherford a mers la facultate în Nelson (Noua Zeelandă).

Portretul lui Rutherford în 1892 când era student la Colegiul Canterbury

După absolvirea facultății, tânărul a promovat examenele la Universitatea din Canterbury și aici a luat serios fizica și chimia.

« Dacă un om de știință nu poate explica ce face doamnei de curățenie care spală podeaua în laboratorul său, atunci el însuși nu înțelege ce face.«

Rutherford cu studențiîn Montreal , statul California.1899 an

J.J. Thomson, ca multe remarcabileprofesori de fizică la sfârșitul secolului al XIX-lea, au adunat un grup de tineri strălucitori " studenți de cercetare"In jurul tau. Printre ei se află protejatul săuErnest Rutherford.

A participat la crearea unei societăți studențești științifice și a făcut un raport în 1891 pe tema „Evoluția elementelor”, unde s-a exprimat mai întâi ideea că atomii sunt sisteme complexe construite din aceleași părți constitutive.

Hans Geiger a fost la Rutherford partener principal în cercetare din 1907 până în 1913

Într-un moment în care ideea lui J. Dalton despre indivizibilitatea atomului domina în fizică, această idee părea absurdă, iar tânărul Rutherford a trebuit chiar să-și ceară scuze colegilor pentru „prostii evidente”.

Ernest Rutherford (primul din stânga, rândul de jos) cu colegii

Este adevărat, după 12 ani, Rutherford și-a dovedit cazul. După absolvirea universității, Ernest a devenit profesor de liceu, dar această ocupație nu a fost în mod clar pe placul său. Rutherford, cel mai bun absolvent al anului, a primit o bursă și a plecat la Cambridge, centrul științific al Angliei, pentru a-și continua studiile.

Rutherford (al doilea din stânga în rândul de sus) cu colegii de clasă în 1896

La Laboratorul Cavendish, Rutherford a creat un emițător pentru comunicații radio pe o rază de 3 km, dar a acordat prioritate invenției sale inginerului italian G. Marconi și el însuși a început să studieze ionizarea gazelor și a aerului. Oamenii de știință au observat că radiațiile de uraniu au două componente - razele alfa și beta. Aceasta a fost o revelație.

Rutherford am iubit joc bun la golf duminica. De la stanga la dreapta: Ralph Păsărar , F. W. Aston , Rutherford , G. ȘI. Taylor

În Montreal, în timp ce studia activitatea toriului, Rutherford a descoperit un nou gaz - radon. În 1902, în lucrarea sa „Cauza și natura radioactivității”, omul de știință a exprimat mai întâi ideea că cauza radioactivității este tranziția spontană a unor elemente în altele. El a descoperit că particulele alfa sunt încărcate pozitiv, masa lor este mai mare decât masa unui atom de hidrogen, iar sarcina este aproximativ egală cu sarcina a doi electroni și aceasta seamănă cu atomii de heliu.

Nuntă Ernest și Maria Rutherford , 28 iunie 1900 în Noua Zeelanda

În 1903, Rutherford a devenit membru al Societății Regale din Londra, iar din 1925 până în 1930 a ocupat funcția de președinte al acesteia.

Ernest Rutherford la Congresul Solvay din 1911

În 1904 a fost publicată lucrarea fundamentală a savantului „Substanțele radioactive și radiațiile lor”, care a devenit o enciclopedie pentru fizicienii nucleari. În 1908 Rutherford a devenit laureat al Premiului Nobel pentru cercetările sale asupra elementelor radioactive. Șeful laboratorului de fizică de la Universitatea din Manchester, Rutherford a creat o școală de fizicieni nucleari, studenții săi.

Rutherford a adunat întotdeauna un grup de talente strălucitoare în jurul său.Fotografie din 1910

Împreună cu ei, el a fost angajat în studiul atomului și în 1911 a ajuns în cele din urmă la modelul planetar al atomului, despre care a scris într-un articol publicat în numărul din mai al „Jurnalului filosofic”. Modelul nu a fost acceptat imediat, a fost aprobat numai după finalizarea sa de către studenții lui Rutherford, în special N. Bohr.

Cockcroft, Rutherford și Walton în 1932

Sculptura tânărului Ernest Rutherford. Memorial în Noua Zeelanda

Omul de știință a murit pe 19 octombrie 1937 la Cambridge. La fel ca mulți oameni grozavi din Anglia, Ernest Rutherford se odihnește în Catedrala Sf. Paul, în „Colțul Științei”, lângă Newton, Faraday, Darrenne, Herschel.

Premiul Nobel pentru chimie, 1908

Fizicianul englez Ernest Rutherford s-a născut în Noua Zeelandă, lângă Nelson. El a fost unul dintre cei 12 copii ai constructorului de roți și lucrător în construcții James Rutherford, de origine scoțiană, și Martha (Thompson) Rutherford, profesoară din Anglia. La început, R. a urmat școli elementare și secundare locale, apoi a devenit coleg la Nelson College, un liceu privat, unde s-a dovedit a fi un student talentat, în special la matematică. Datorită succesului său academic, R. a primit o altă bursă, care i-a permis să intre la Colegiul Canterbury din Christchurch, unul dintre cele mai mari orașe din Noua Zeelandă.

În facultate, R. a fost foarte influențat de profesorii săi: E.W., care a predat fizică și chimie. Bickerton și matematicianul J.H.H. Bucătar. După ce, în 1892, domnul R. a primit o diplomă de licență în arte, a rămas la Colegiul Canterbury și și-a continuat studiile datorită unei burse în matematică. În anul următor, a devenit Maestru în Arte în științe umane, cel mai bine atât în \u200b\u200bmatematică, cât și în fizică. Lucrarea maestrului său se referea la detectarea undelor radio de înaltă frecvență, a căror existență a fost dovedită în urmă cu aproximativ zece ani. Pentru a studia acest fenomen, a construit un receptor radio fără fir (cu câțiva ani înainte ca Guglielmo Marconi să o facă) și l-a folosit pentru a primi semnale transmise de colegi de la o distanță de jumătate de kilometru.

În 1894, domnului R. i s-a acordat o diplomă de licență în științe naturale. Exista o tradiție la Colegiul Canterbury conform căreia orice student care a primit un masterat și a rămas în facultate era obligat să facă cercetări suplimentare și să obțină o diplomă de licență în științe. Apoi R. pentru scurt timp a predat la una dintre școlile masculine din Christchurch. Datorită abilităților sale extraordinare în știință, R. a primit o bursă de la Universitatea Cambridge din Anglia, unde a studiat la Laboratorul Cavendish, unul dintre centrele de cercetare științifică din lume.

La Cambridge, R. a lucrat sub îndrumarea fizicianului englez J.J. Thomson. Thomson a fost profund impresionat de studiul undelor radio efectuat de R., iar în 1896 a propus să studieze împreună efectul razelor X (descoperit cu un an mai devreme de Wilhelm Roentgen) asupra descărcărilor electrice din gaze. Colaborarea lor a culminat cu rezultate semnificative, inclusiv descoperirea electronică de către Thomson, o particulă atomică care poartă o sarcină electrică negativă. Pe baza cercetărilor lor, Thomson și R. au afirmat că atunci când razele X trec printr-un gaz, distrug atomii acestui gaz, eliberând același număr de particule încărcate pozitiv și negativ. Au numit aceste particule ioni. După această lucrare, R. a început studiul structurii atomice.

În 1898, domnul R. a luat locul profesorului la Universitatea McGill din Montreal (Canada), unde a început o serie de experimente importante privind radiația radioactivă a elementului uraniu. Curând a descoperit două tipuri de radiații: emisia de raze alfa, care pătrund doar pe o distanță mică, și razele beta, care pătrund pe distanțe mult mai mari. Apoi R. a descoperit că toriul radioactiv emite un produs radioactiv gazos, pe care l-a numit „emanație” (emisie. - Ed.).

Cercetările ulterioare au arătat că emană și alte două elemente radioactive, radiul și anemonele. Pe baza acestor descoperiri și a altor descoperiri, R. a ajuns la două concluzii importante pentru înțelegerea naturii radiațiilor: toate elementele radioactive cunoscute emit raze alfa și beta și, mai important, radioactivitatea oricărui element radioactiv scade după o anumită perioadă specifică. de timp. Aceste concluzii au dat motive să presupunem că toate elementele radioactive aparțin aceleiași familii de atomi și că clasificarea lor se poate baza pe perioada de scădere a radioactivității lor.

Pe baza cercetărilor ulterioare efectuate la Universitatea McGill în 1901 ... 1902, R. și colegul său Frederick Soddy au prezentat principalele prevederi ale teoriei lor despre radioactivitate. Conform acestei teorii, radioactivitatea apare atunci când un atom respinge o particulă din sine, care este ejectată la o viteză extraordinară, iar această pierdere transformă un atom al unui element chimic într-un atom al altuia. Teoria prezentată de R. și Soddy a intrat în conflict cu o serie de concepte preexistente, inclusiv conceptul, recunoscut de toți de mult timp, conform căruia atomii sunt particule indivizibile și imuabile.

R. a efectuat experimente suplimentare pentru a obține rezultate care au confirmat teoria pe care o construia. În 1903 a demonstrat că particulele alfa au o sarcină pozitivă. Deoarece aceste particule au o masă măsurabilă, „aruncarea” lor din atom este esențială pentru transformarea unui element radioactiv în altul. Teoria creată i-a permis lui R. să prezică rata la care diferite elemente radioactive vor fi convertite în ceea ce el a numit material fiică. Oamenii de știință au fost convinși că particulele alfa nu se pot distinge de nucleul unui atom de heliu. Acest lucru a fost confirmat atunci când Soddy, care lucra atunci cu chimistul englez William Ramsay, a descoperit că emanația de radiu conținea heliu, o supusă particulă alfa.

În 1907, domnul P., străduindu-se să fie mai aproape de centrul cercetării științifice, a preluat postul de profesor de fizică la Universitatea din Manchester (Anglia). Cu ajutorul lui Hans Geiger, care mai târziu a devenit celebru ca inventator al ghișeului Geiger, R. a creat o școală pentru studiul radioactivității în Manchester.

În 1908, domnului R. i s-a acordat Premiul Nobel pentru chimie „pentru cercetările sale în domeniul degradării elementelor din chimia substanțelor radioactive”. În discursul său de deschidere în numele Academiei Regale de Științe din Suedia, K.B. Hasselberg a subliniat legătura dintre munca desfășurată de P. și opera lui Thomson, Henri Becquerel, Pierre și Marie Curie. "Descoperirile au dus la o concluzie uimitoare: un element chimic ... este capabil să se transforme în alte elemente", a spus Hasselberg. În conferința sa Nobel, R. a menționat: „Există toate motivele pentru a crede că particulele alfa, care sunt atât de libere evacuate din majoritatea substanțelor radioactive, sunt identice ca masă și compoziție și trebuie să fie formate din nuclee de atomi de heliu. Prin urmare, noi nu putem să nu ajungem la concluzia că atomii principalelor elemente radioactive, precum uraniul și toriul, trebuie să fie construiți, cel puțin parțial, din atomi de heliu ".

După ce a primit Premiul Nobel, R. a început să studieze fenomenul care a fost observat atunci când o placă de folie subțire de aur a fost bombardată cu particule alfa emise de un astfel de element radioactiv precum uraniul. S-a dovedit că folosind unghiul de reflexie al particulelor alfa, se poate studia structura elementelor stabile care alcătuiesc placa. Conform ideilor acceptate atunci, modelul atomului era ca o budincă cu stafide: sarcinile pozitive și negative erau distribuite uniform în interiorul atomului și, prin urmare, nu puteau schimba semnificativ direcția de mișcare a particulelor alfa. P., însă, a observat că anumite particule alfa s-au abătut de la direcția așteptată într-o măsură mult mai mare decât este permisă de teorie. Lucrând cu Ernest Marsden, student la Universitatea din Manchester, savantul a confirmat acest lucru număr mare particulele alfa sunt deviate mai departe decât era de așteptat, cu unele la unghiuri mai mari de 90 de grade.

Reflectând asupra acestui fenomen, R. în 1911 a propus model nou atom. Conform teoriei sale, care a devenit general acceptată astăzi, particulele încărcate pozitiv sunt concentrate în centrul greu al atomului, iar încărcăturile negative (electronii) se află pe orbita nucleului, la o distanță destul de mare de acesta. Acest model, la fel ca micul model al sistemului solar, presupune că atomii sunt compuși în mare parte din spațiu gol. Recunoașterea largă a teoriilor lui R. a început în 1913, când fizicianul danez Niels Bohr s-a alăturat lucrării omului de știință de la Universitatea din Manchester. Bohr a arătat că proprietățile fizice în general cunoscute ale atomului de hidrogen, precum și atomii mai multor elemente mai grele, pot fi explicate în termenii structurii propuse de R.

Când primul s-a rupt razboi mondial, R. a fost numit membru al comitetului civil al Oficiului de Invenții și Cercetare al Amiralității Britanice și a studiat problema localizării submarinelor folosind acustica. După război, s-a întors la laboratorul din Manchester și în 1919 a făcut o altă descoperire fundamentală. Studiind structura atomilor de hidrogen bombardându-i cu particule alfa de mare viteză, el a observat un semnal pe detectorul său care ar putea fi explicat ca urmare a faptului că nucleul unui atom de hidrogen a fost pus în mișcare din cauza unei coliziuni cu un particula alfa. Cu toate acestea, exact același semnal a apărut atunci când omul de știință a înlocuit atomii de hidrogen cu atomii de azot. R. a explicat motivul acestui fenomen prin faptul că bombardamentul determină dezintegrarea unui atom stabil. Acestea. într-un proces analog decăderii naturale, care este cauzată de radiații, particula alfa elimină un singur proton (nucleul atomului de hidrogen) din nucleul stabil al atomului de azot în condiții normale și îi conferă o viteză monstruoasă. Alte dovezi în favoarea acestei interpretări a acestui fenomen au fost obținute în 1934, când Frederic Joliot și Irene Joliot-Curie au descoperit radioactivitatea artificială.

În 1919, domnul R. s-a mutat la Universitatea din Cambridge, devenind succesorul lui Thomson ca profesor de fizică experimentală și director al Laboratorului Cavendish, iar în 1921 a fost numit profesor de științe naturale la Royal Institution din Londra. În 1930, domnul R. a fost numit președinte al consiliului consultativ guvernamental al Biroului de cercetare științifică și industrială. La apogeul carierei sale, omul de știință a atras mulți tineri fizicieni talentați să lucreze în laboratorul său din Cambridge, inclusiv P.M. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick și Ernest Walton. În ciuda faptului că din această cauză R. însuși a avut mai puțin timp pentru activ muncă de cercetare, interesul său profund pentru cercetarea în curs și conducerea clară au contribuit la menținerea standardului ridicat de muncă desfășurat în laboratorul său. Elevii și colegii și-au amintit omul de știință ca fiind o persoană dulce și amabilă. Împreună cu darul său inerent de previziune ca teoretic, R. a avut o serie practică. Datorită ei, el a fost întotdeauna corect în explicarea fenomenelor observate, oricât de neobișnuite ar părea la prima vedere.

Îngrijorat de politicile urmate de guvernul nazist al lui Adolf Hitler, R. în 1933 a devenit președinte al Consiliului Academic pentru Ajutor, care a fost creat pentru a-i ajuta pe cei care au fugit din Germania.

În 1900, în timpul unei scurte călătorii la Noua ZeelandaR. s-a căsătorit cu Mary Newton, care i-a născut o fiică. Aproape până la sfârșitul vieții sale, s-a remarcat printr-o sănătate bună și a murit la Cambridge în 1937, după o scurtă boală. R. a fost înmormântat în Abația Westminster, lângă mormintele lui Isaac Newton și Charles Darwin.

Printre premiile primite de R. Rumford Medal (1904) și Copley Medal (1922) ale Royal Society of London, precum și de Ordinul de merit britanic (1925). În 1931, omul de știință a primit titlul de pereche. R. a primit diplome onorifice de la universitățile din Noua Zeelandă, Cambridge, Wisconsin, Pennsylvania și McGill. A fost membru corespondent al Societății Regale din Göttingen și membru al Institutului de Filozofie din Noua Zeelandă, Societatea Filozofică Americană. Academia de Științe din St. Louis, Royal Society of London și British Association for the Advancement of Science.

Câștigători ai Premiului Nobel: Enciclopedie: Per. din engleză - M.: Progress, 1992.
© The H.W. Compania Wilson, 1987.
© Traducere în limba rusă cu adăugiri, Editura Progress, 1992.