30 серпня 1871 року народився британський фізик новозеландського походження, відомий як «батько» ядерної фізики, а також лауреат Нобелівської преміїз хімії 1908 року, сер Ернест Резерфорд.
Ми вирішили згадати біографію знаменитого вченого та проілюструвати її основні віхи у нашій фотопідбірці.
Народився 30 серпня 1871 р. в місті Спрінг - Броув. Нова Зеландія) у сім'ї шотландських емігрантів. Батько працював механіком та фермером-льоноводом, мати — вчителькою. Ернест був четвертим із 12 дітей Резерфордів і найталановитішим.
Хата
в
Фоксхіл
,
де
Ернест
провів частину
свого дитинства
"Науки діляться на дві групи - на фізику та колекціонування марок"
Вже після закінчення початкової школи, як перший учень, він отримав премію 50 фунтів стерлінгів для продовження освіти. Завдяки цьому Резерфорд вступив до коледжу в Нельсоні (Нова Зеландія).
Портрет Резерфорда у 1892 році, коли він був студентом у Кентерберійському коледжі
Після закінчення коледжу юнак склав іспити до Кентерберійського університету і тут серйозно зайнявся фізикою та хімією.
«
Якщо вчений не може пояснити, чим він займається, прибиральниця, що миє підлогу в його лабораторії, значить, вона сама не розуміє, чим вона займається«
Резерфордом зі студентамиу Монреалі , штат Каліфорнія. 1899 рік
Дж. Дж. Томсон, як і багато видатнихпрофесори фізики наприкінці 19 століття, зібрав групу яскравих молодих студентів-дослідників" навколо себе . Безпосередньо серед них знаходиться його протежеЕрнест Резерфорд.
Він брав участь у створенні наукового студентського товариства та зробив у 1891 р. доповідь на тему «Еволюція елементів», де вперше прозвучала ідея про те, що атоми складні системи, побудовані з тих самих складових частин.
Ганс
Гейгер
був у
Резерфорда
основним партнером
в
дослідженні
з 1907
по 1913 рік
У період, коли у фізиці панувала ідея Дж. Дальтона про неподільність атома, ця думка здалася абсурдною, і молодому Резерфорду навіть довелося перепрошувати колег за «явну нісенітницю».
Ернест
Резерфорд (перший ліворуч у нижньому ряду) з колегами
Щоправда, за 12 років Резерфорд довів свою правоту. Після закінчення університету Ернест став учителем середньої школиАле це заняття було йому явно не до душі. Резерфорду — найкращому випускнику року — присудили стипендію, і він вирушив до Кембриджу — наукового центру Англії — для продовження занять.
Резерфорд (другий ліворуч у верхньому ряду) з однокласниками у 1896 році
У Кавендиській лабораторії Резерфорд створив передавач для радіозв'язку в радіусі 3 км, але віддав пріоритет на його винахід італійському інженеру Г. Марконі, а сам приступив до вивчення іонізації газів та повітря. Вчений зауважив, що уранове випромінювання має дві складові – альфа- та бета-промені. Це було відкриття.
Резерфорд
любив
гарну гру в
гольф
по неділям. Зліва направо:
Ральф
Фаулер
,
Ф.
У.
Астон
,
Резерфорд
,
р.
І.
Тейлор
У Монреалі при вивченні активності торію Резерфорд відкрив новий газ – радон. У 1902 р. у роботі «Причина та природа радіоактивності» вчений вперше висловив думку про те, що причиною радіоактивності є мимовільний перехід одних елементів до інших. Він встановив, що альфа-частинки заряджені позитивно, їх маса більша за масу атома водню, а заряд приблизно дорівнює заряду двох електронів, і це нагадує атоми гелію.
Весілля
Ернеста
і
Мері
Резерфорд
,
28
червня
1900 р.
Нової Зеландії
У 1903 р. Резерфорд став членом Лондонського королівського товариства, а з 1925 по 1930 р. обіймав посаду його президента.
Ернест Резерфорд на Сольвіївському конгресі 1911 року
У 1904 р. вийшла фундаментальна праця вченого «Радіоактивні речовини та їх випромінювання», яка стала енциклопедією для фізиків-ядерників. У 1908 р. Резерфорд став нобелівським лауреатом дослідження радіоактивних елементів. Керівник фізичної лабораторії в Манчестерському університеті Резерфорд створив школу фізиків-ядерників, своїх учнів.
Резерфорд завжди збирав групу яскравих молодих талантів довкола себе.Фото 1910 року
Разом з ними він займався дослідженням атома і в 1911 р. остаточно прийшов до планетарної моделі атома, про що написав у статті, що вийшла в травневому номері «Філософського журналу». Модель прийняли не відразу, вона утвердилася лише після її доопрацювання учнями Резерфорда, зокрема М. Бором.
Кокрофт , Резерфорд і Уолтон в 1932 році
Скульптура молодого Ернеста Резерфорда. Меморіал у
Нової Зеландії
Помер учений 19 жовтня 1937 р. у Кембриджі. Як і багато великих людей Англії, Ернест Резерфорд спочиває в соборі Святого Павла, в «Куточку науки», поряд з Ньютоном, Фарадеєм, Дареном, Гершелем.
(1871-1937) англійський фізик, основоположник ядерної фізики
Ернест Резерфорд народився в Спрінг-Гроуві (зараз р. Брайтуотер) у Новій Зеландії, у простій шотландській родині. Його батько, Джеймс Резерфорд, був колісним майстром, а мати Марта Томсон - вчителькою. Ернест був четвертою дитиною із дванадцяти дітей. З дитинства він був дуже спостережливим та працьовитим хлопчиком. Закінчивши початкову школуяк найкращий учень, Ернест отримав стипендію для продовження освіти в коледжі провінції Нельсон, куди вступив у 1887 році до п'ятого класу. Вже тут виявились його виняткові здібності до математики; він також добре займався фізикою, хімією, літературою, латинською та французькою мовами. Ернест у дитинстві захоплювався конструюванням різних механізмів: будував моделі водяних млинів, машини, навіть змайстрував фотоапарат.
Закінчивши коледж, він вступив до Кентерберійського коледжу Новозеландського університету в Крайстчерчі. Тут Резерфорд вже серйозніше починає займатися фізикою та хімією, працює у студентських гуртках і навіть є одним із ініціаторів створення в університеті наукового студентського товариства.
Прочитавши статтю німецького фізика Генріха Герца про відкриття електромагнітних хвиль, Резерфорд вирішив дослідити їхні властивості. Але виникла проблема виявлення електромагнітних хвиль, що приходять. Йому вдалося встановити, що про їхню присутність можна судити з розмагнічування заліза. Це було перше справжнє відкриття двадцятитрирічного Резерфорда.
У 1894 році Ернест закінчив коледж з відзнакою та отримав ступінь магістра з фізики та математики. Він став учителем фізики середньої школи, але на цій ниві не досяг успіху. У 1895 році йому було присуджено найбільшу стипендію - «стипендію 1851 року», яка давала можливість стажування в кращих лабораторіях країни. Восени 1895 року Резерфорд приїхав до Кембриджу - наукового центру Англії - і почав працювати в лабораторії Кавенді під керівництвом видатного англійського фізика Джозефа Джона Томсона (1856-1940).
Ернест продовжує свої дослідження в галузі електромагнітних хвиль, і в 1896 йому вдається встановити радіозв'язок на відстані близько 3 кілометрів. Практична сторона радіозв'язку його мало цікавила, і тому він припиняє свої роботи в цій галузі, а передавач дарує італійському інженеру Г. Марконі, який використовував його у своїх дослідженнях. У цей час Резерфорд спільно з Дж. Дж. Томсоном розпочинає роботи з вивчення іонізації газів та повітря різними методамивключаючи промені Рентгена. Але після відкриття в 1896 Беккерелем радіоактивності Резерфорд зайнявся порівнянням променів Рентгена і Беккереля.
У 1898 році він отримав посаду професора фізики Мак-Гіллського університету в Монреалі і у вересні цього ж року прибув до Канади. У Мак-Гілському університеті він пропрацював 9 років - до 1907 року - і зробив багато важливих відкриттів. В 1898 Резерфорд приступив до дослідження уранового випромінювання, результати якого були опубліковані в 1899 в статті «Випромінювання урану і створена ним електропровідність». Досліджуючи уранове випромінювання у магнітному полі, Резерфорд встановив, що воно складається із двох складових. Першу складову, яка відхиляється в один бік і легко поглинається аркушем паперу, він назвав альфа-променями, а другу, що відхиляється в протилежний бік і має більшу проникаючу здатність - бета-променями.
У 1900 році в випромінюванні урану Вілларом була відкрита ще одна складова, яка не відхилялася в магнітному полі і мала найбільшу проникаючу здатність, вона була названа гамма-променями. У 1900 році, займаючись вивченням радіоактивності торію, Резерфорд відкрив новий газ, названий пізніше радоном. Спільно з англійським фізиком та хіміком Фредеріком Содді він у 1902-1903 роках розробив теорію радіоактивного розпаду та встановив закон радіоактивних перетворень. Резерфорд передбачив існування трансуранових елементів. Підсумком дев'ятирічної роботи вченого в Монреалі є понад 50 опублікованих наукових статей та книга «Радіоактивність», яка підсумувала всі відомі науці знання про це явище.
Ім'я Резерфорда стає відомим, і він отримує запрошення обійняти посаду професора кафедри фізики Манчестерського університету та директора фізичної лабораторії. 24 травня 1907 року Ернест Резерфорд повертається до Європи і приступає до роботи з розгадки природи альфа-часток та їх проходження через речовину, вивчення яких він розпочав ще в Канаді. За дослідження з перетворення елементів та хімії радіоактивних речовин йому у 1908 році було присуджено Нобелівську премію з хімії.
У Манчестері Резерфорд створює колектив видатних дослідників з різних країнсвіту, серед яких були німецький фізик Ганс Гейгер (1882-1945), англійський фізик Генрі Мозлі (1887-1915), новозеландський фізик, тоді студент останнього курсу, Ернест Марсден (1889-1970) та інші вчені. В атмосфері колективної наукової творчості було зроблено найбільші наукові відкриттяРезерфорд. У 1908 році він разом з Гейгером сконструював прилад для реєстрації окремих заряджених частинок, що отримав назву «лічильник Гейгера». 1909 року з'ясував природу альфа-часток: вони є двічі іонізованими атомами гелію. У 1911 році, ґрунтуючись на результатах дослідів, які проводили його учні Марсден і Гейгер, встановив закон розсіювання альфа-часток атомами різних елементів, що призвело його в травні 1911 року до створення нової моделі атома - планетарної. Відповідно до цієї моделі, атом подібний до Сонячної системи: в центрі розташоване масивне позитивне ядро діаметром близько 10 12 см, навколо якого по кругових орбітах обертаються негативні електрони. Число елементарних позитивних зарядів, що містяться в атомному ядрі, збігається з порядковим номером елемента в таблиці Д. І. Менделєєва, в його оболонці міститься така ж кількість електронів, оскільки атом електро-нейтральний.
Перш ніж Резерфорд зміг вигукнути: «Тепер я знаю, як виглядає атом!», Марсден і Гейгер довелося зафіксувати і підрахувати більше 2 мільйонів ледь видимих сцинтиляцій (спалахів) альфа-частинок.
У 1912 році до Манчестера приїхав видатний датський фізик Нільс Бор. Йому вдалося усунути протиріччя планетарної моделі атома, запропонованої Резерфордом. В результаті його роботи з'явилася модель атома Резерфорда-Бора, яка започаткувала квантову і ядерної фізики.
У 1914 році Резерфорд висунув ідею про штучне перетворення атомних ядер. Але почалася Перша світова війнаперервала дослідження і розкидала дружний колектив з різних країн, що ворогують один з одним. Сам Резерфорд був залучений до військових досліджень та займався розробкою акустичних методів боротьби з німецькими підводними човнами. На фронті у 1915 році у віці 28 років був убитий Генрі Мозлі - один з його найкращих учнів, який прославив своє ім'я великим відкриттям у спектроскопії рентгенівських променів. Джеймс Чедвік перебував у німецькому полоні, Марсден боровся у Франції, а Нільс Бор повернувся до Копенгагена. Лише після війни Резерфорд зміг поновити свої дослідження.
У 1919 році він переїжджає до Кембриджу, де займає посаду професора Кембриджського університету і змінює свого вчителя Дж. Дж. Томсона, ставши директором Кавендіської лабораторії. Цей пост вчений обіймав до кінця свого життя. Досліджувані дослідження приносять блискучі результати: було здійснено штучну ядерну реакцію перетворення азоту на кисень, що заклало основи сучасної фізики ядра. У 1920 році Резерфорд передбачив існування нейтрона - нейтральної частки, що дорівнює за масою ядру водню. Така частка була виявлена в 1932 його учнем і співробітником Чедвіком, який став у зв'язку з цим Нобелівським лауреатом. Керована Резерфордом Кавендіська лабораторія стала науковою Меккою для вчених-фізиків усіх країн.
До своїх учнів він ставився виключно дбайливо, ласкаво називаючи їх «хлопчиками», не дозволяв працювати в лабораторії довше шести годин вечора, а у вихідні дні не дозволяв працювати зовсім. Він керував своїми учнями як «благодушний батько сімейства», і вони любовно називали свого вчителя «татом». Щодня Резерфорд збирав співробітників за чашкою чаю для обговорення не лише наукових проблем та результатів експериментів, а й питань політики, мистецтва та літератури. Великий учений був зовсім позбавлений всякої манірності, снобізму і прагнення створити навколо себе обстановку поклоніння.
У нього вчилися і радянські фізики Ю. Б. Харитон, А. І. Лейпунський, К. Д. Синельников, Л. Д. Ландау та інші. 1921 року до Резерфорда в Кембридж приїхав молодий радянський фізик Петро Леонідович Капіца (1894-1984) і пропрацював там 13 років. Він став активним співробітником та другом Резерфорда, виправдав надії свого вчителя, досягнувши видатних наукових результатів. У 1971 році з ініціативи П. Л. Капиці до 100-річчя від дня народження вченого в нашій країні було випущено ювілейну медаль Резерфорда і видано збори його праць.
Він був членом усіх академій наук світу, з 1925 року – іноземним членом Академії наук Радянського Союзу; з 1903 членом Лондонського королівського товариства, а з 1925 по 1930 - його президентом. В 1931 він отримав титул барона і став лордом Нельсоном. Великий експериментатор за наукові заслуги був удостоєний всіх нагород наукового світу.
Ернест Резерфорд помер 19 жовтня 1937 року у віці 66 років. Його смерть була величезною втратою для науки, численних учнів та всього людства. Великий фізик похований у Вестмінстерському абатстві – у соборі Святого Павла, поруч із могилами І. Ньютона, М. Фарадея, Ч. Дарвіна, В. Гершеля, в одному з нефів собору, названому «Куточком науки».
Сер Ернест Резерфорд (Ernest Rutherford). Народився 30 серпня 1871 року в Спрінг Грув, Нова Зеландія - помер 19 жовтня 1937 року в Кембриджі. Британський фізик новозеландського походження. Відомий як «батько» ядерної фізики. Лауреат Нобелівської премії з хімії 1908 року. У 1911 році своїм знаменитим досвідом розсіювання α-часток довів існування в атомах позитивного зарядженого ядра та негативно заряджених електронів навколо нього. За підсумками результатів досвіду створив планетарну модель атома.
Резерфорд народився в Новій Зеландії в невеликому селищі Спрінг-Грув (Spring Grove), розташованому на півночі Південного островапоблизу міста Нельсона, в сім'ї фермера, який вирощував льон. Батько - Джеймс Резерфорд, іммігрував із м. Перт (Шотландія). Мати - Марта Томпсон, родом з Хорнчерча, графство Ессекс, Англія. В цей час інші шотландці емігрували до Квебеку (Канада), але родині Резерфорд не пощастило і безкоштовний квиток на пароплав уряд надав до Нової Зеландії, а не до Канади.
Ернест був четвертою дитиною у сім'ї з дванадцяти дітей. Мав дивовижну пам'ять, богатирське здоров'я та силу. З відзнакою закінчив початкову школу, отримавши 580 балів із 600 можливих та премію в 50 фунтів стерлінгів для продовження навчання у коледжі Нельсона. Чергова стипендія дозволила йому продовжити навчання в Кентербері-коледжі в Крайстчерчі (нині Новозеландський університет). У ті часи це був маленький університет зі 150 студентами та всього 7 професорами. Резерфорд захоплюється наукою і з першого дня розпочинає дослідницьку роботу.
Його магістерська робота, написана 1892 року, називалася «Магнетизація заліза при високочастотних розрядах». Робота стосувалася виявлення високочастотних радіохвиль, існування яких було доведено у 1888 році німецьким фізиком Генріхом Герцем. Резерфордом було придумано і виготовлено прилад - магнітний детектор, один із перших приймачів електромагнітних хвиль.
Закінчивши університет у 1894 році, Резерфорд протягом року був викладачем у середній школі.
Найбільш обдарованим молодим підданим британської корони, Які проживали в колоніях, один раз на два роки надавалася особлива Стипендія імені Всесвітньої виставки 1851 - 150 фунтів на рік, що давала можливість поїхати для подальшого просування в науці в Англію. В 1895 Резерфорд був удостоєний цієї стипендії, так як той, хто її спочатку отримав - Маккларен, відмовився від неї. Восени того ж року, зайнявши гроші на квиток на пароплав до Великобританії, Резерфорд прибуває до Англії в Кавендіську лабораторію Кембриджського університету і стає першим докторантом її директора Джозефа Джона Томсона.
1895 був першим роком, коли (за ініціативою Дж. Дж. Томсона) студенти, які закінчили інші університети, могли продовжувати наукову роботуу лабораторіях Кембриджу. Разом з Резерфордом цією можливістю скористалися, записавшись до лабораторії Кавенді, Джон Мак-Леннан, Джон Таунсенд і Поль Ланжевен. З Ланжевеном Резерфорд працював в одній кімнаті і потоваришував із ним, ця дружба тривала до кінця їхнього життя.
У тому ж 1895 було укладено заручини з Мері Джорджіною Ньютон (1876-1945) - дочкою господині пансіону, в якому жив Резерфорд. (Весілля відбулося 1900 року, 30 березня 1901 року в них народилася дочка - Ейлін Мері (1901-1930), згодом дружина Ральфа Фаулера, відомого астрофізика.)
Резерфорд планував займатися детектором радіохвиль або хвиль Герца, скласти іспити з фізики та отримати ступінь магістра. Але в наступному роцівиявилося, що державна пошта Великобританії виділила гроші Марконі на цю ж роботу і відмовилася її фінансувати в лабораторії Кавенді. Оскільки стипендії не вистачало навіть на їжу, Резерфорд змушений був почати працювати репетитором та асистентом у Дж. Дж. Томсона на тему вивчення процесу іонізації газів під дією рентгенівських променів. Разом із Дж. Дж. Томсоном Резерфорд відкриває явище насичення струму при іонізації газу.
У 1898 році Резерфорд відкриває альфа-і бета-промені.Через рік Поль Війяр відкрив гамма-випромінювання (назва цього іонізуючого випромінювання, як і перших двох, запропоновано Резерфордом).
З літа 1898 року вчений робить перші кроки у дослідженні щойно відкритого явища радіоактивності урану і торію. Восени Резерфорд на пропозицію Томсона, подолавши конкурс у 5 осіб, обіймає посаду професора університету Макгілла в Монреалі (Канада) з окладом 500 фунтів стерлінгів або 2500 канадських доларів на рік. У цьому університеті Резерфорд плідно співпрацює з Фредеріком Содді, тоді молодшим лаборантом хімічного факультету, згодом (як і Резерфорд) нобелівським лауреатом з хімії (1921 р.). В 1903 Резерфорд і Содді висунули і довели революційну ідею про перетворення елементів в процесі радіоактивного розпаду.
Здобувши широку популярність завдяки своїм роботам у галузі радіоактивності, Резерфорд стає затребуваним вченим та отримує численні пропозиції роботи у науково-дослідних центрах різних країн світу. Навесні 1907 року він залишає Канаду і починає професорську діяльність в університеті Вікторії (нині - Манчестерський університет) у Манчестері (Англія), де його зарплата стала вищою приблизно в 2,5 рази.
У 1908 році Резерфорду було присуджено Нобелівську премію з хімії «за проведені ним дослідження в галузі розпаду елементів у хімії радіоактивних речовин».
Отримавши звістку про присудження йому Нобелівської премії з хімії, Резерфорд заявив: "Вся наука - або фізика, або колекціонування марок" (All science is either physics or stamp collecting).
Важливою і радісною подією в житті стало обрання вченого членом Лондонського Королівського товариства в 1903, а з 1925 по 1930 він обіймав посаду його президента. У 1931 – 1933 роках Резерфорд був президентом Інституту Фізики.
В 1914 Резерфорд удостоєний дворянського титулу і стає «сером Ернстом». 12 лютого в Букінгемському палаці король присвятив його в лицарі: він був одягнений у придворний мундир і підперезаний мечем.
Свій геральдичний герб, затверджений у 1931 році, пер Англії барон Резерфорд Нельсон (так став звати великий фізик після зведення у дворянське звання) увінчав птахом ківі, символом Нової Зеландії. Малюнок герба - зображення експоненти - кривої, що характеризує монотонний процес зменшення з часом числа радіоактивних атомів.
Наукові досягнення Резерфорда:
Згідно з спогадами, Резерфорд був яскравим представником англійської експериментальної школи у фізиці, яка характерна прагненням розібратися в суті фізичного явища і перевірити, чи воно може бути пояснено існуючими теоріями (на відміну від «німецької» школи експериментаторів, яка виходить з існуючих теорій і прагне перевірити досвідом).
Він мало користувався формулами і мало вдавався до математики, але був геніальним експериментатором, нагадуючи щодо Фарадея. Капіцею, що відзначається важливим якістю Резерфорда як експериментатора була його спостережливість. Зокрема, завдяки їй він відкрив еманацію торію, помітивши відмінності у показаннях електроскопа, що вимірював іонізацію, при відкритих і закритих дверцятах у приладі, що перекривав потік повітря. Інший приклад - відкриття Резерфордом штучної трансмутації елементів, коли опромінення ядер азоту повітря альфа-частинками супроводжувалося появою високоенергійних частинок (протонів), мали більший пробіг, але дуже рідкісних.
1904 рік – «Радіоактивність»
1905 рік – «Радіоактивні перетворення»
1930 рік - «Випромінювання радіоактивних речовин» (у співавторстві з Дж. Чедвіком та Ч. Еллісом).
12 учнів Резерфорда стали лауреатами Нобелівської премії з фізики та хімії.Один з найталановитіших учнів Генрі Мозлі, який експериментально показав фізичний зміст Періодичного закону, загинув у 1915 році на Галліполі в ході Дарданелльської операції. У Монреалі Резерфорд працював із Ф. Содді, О. Ханом; в Манчестері - з Г. Гейгером (зокрема, допоміг тому розробити лічильник для автоматичного підрахунку іонізуючих частинок), в Кембриджі - з Н. Бором, П. Капіцей і багатьма іншими знаменитими в майбутньому вченими.
Після відкриття радіоактивних елементів розпочалося активне вивчення фізичної природи їхнього випромінювання. Резерфорду вдалося виявити складний склад радіоактивного випромінювання.
Досвід полягав у наступному. Радіоактивний препарат поміщали на дно вузького каналу свинцевого циліндра, навпаки містилася фотопластинка. На випромінювання, що виходило з каналу, діяло магнітне поле. При цьому вся установка була у вакуумі.
У магнітному полі пучок розпадався на три частини. Дві складові первинного випромінювання відхилялися на протилежні сторони, що вказувало на наявність у них зарядів протилежних знаків. Третя складова зберігала прямолінійність розповсюдження. Випромінювання, що має позитивний заряд, отримало назву альфа-промені, негативним - бета-промені, нейтральним - гамма-промені.
Вивчаючи природу альфа-випромінювання, Резерфорд провів такий експеримент. На шляху альфа-частинок він помістив лічильник Гейгера, який вимірював кількість часток, що випускаються, за певний час. Після цього за допомогою електрометра він виміряв заряд частинок, випущених за цей час. Знаючи сумарний заряд альфа-частинок та їх кількість, Резерфорд розрахував заряд однієї такої частки. Він дорівнював двом елементарним.
За відхиленням частинок у магнітом полі він визначив відношення її заряду до маси. Виявилося, що один елементарний заряд припадають дві атомні одиниці маси.
Таким чином, було встановлено, що при заряді, що дорівнює двом елементарним, альфа-частка має чотири атомні одиниці маси. З цього випливає, що альфа-випромінювання – це потік ядер гелію.
У 1920 році Резерфорд висловив припущення, що повинна існувати частка масою, що дорівнює масі протона, але не має електричного заряду- Нейтрон. Однак виявити таку частку йому не вдалося. Її існування було експериментально доведено Джеймсом Чедвіком у 1932 році.
Крім того, Резерфорд уточнив на 30% відношення заряду електрона до його маси.
На основі властивостей радіоактивного торію Резерфорд відкрив та пояснив радіоактивне перетворення хімічних елементів. Вчений виявив, що активність торію в закритій ампулі залишається незмінною, але якщо препарат обдувати навіть дуже слабким потоком повітря, його активність значно зменшується. Було висловлено припущення, що одночасно з альфа-частинками торій випускає радіоактивний газ.
Результати спільної роботи Резерфорда та його колеги Фредеріка Содді були опубліковані в 1902-1903 роках у ряді статей у «Philosophical Magazine». У цих статтях, проаналізувавши отримані результати, автори дійшли висновку про можливість перетворення одних хімічних елементів на інші.
Викачуючи повітря з судини з торієм, Резерфорд виділив еманацію торію (газ, відомий зараз як торон або радон-220, один з ізотопів радону) і досліджував її іонізуючу здатність. Було з'ясовано, що активність цього газу щохвилини зменшується вдвічі.
Вивчаючи залежність активності радіоактивних речовин від часу, вчений відкрив закон радіоактивного розпаду.
Оскільки ядра атомів хімічних елементів досить стійкі, Резерфорд припустив, що їх перетворення чи руйнації потрібна дуже велика енергія. Перше ядро, піддане штучному перетворенню - ядро атома азоту. Бомбардуючи азот альфа-частинками з великою енергією, Резерфорд виявив появу протонів – ядер атома водню.
Резерфорд - один із небагатьох лауреатів Нобелівської премії, хто зробив свою саму відому роботупісля її отримання. Спільно з Гансом Гейгером та Ернстом Марсденом у 1909 році, він провів експеримент, який продемонстрував існування ядра в атомі. Резерфорд попросив Гейгера та Марсдена в цьому експерименті шукати альфа-частинки з дуже великими кутами відхилення, що не очікувалося від моделі атома Томсона на той час. Такі відхилення, хоч і рідкісні, були знайдені, і ймовірність відхилення виявилася гладкою, хоч і швидкою спадною функцією кута відхилення.
Пізніше Резерфорд зізнався, що коли запропонував своїм учням провести експеримент із розсіювання альфа-часток на великі кути, він сам не вірив у позитивний результат.
Резерфорд зміг інтерпретувати отримані в результаті експерименту дані, що призвело до розробки планетарної моделі атома в 1911 році. Відповідно до цієї моделі атом складається з дуже маленького позитивно зарядженого ядра, що містить більшу частину маси атома, і легких електронів, що обертаються навколо нього.
За добрий характер Капіца прозвала Резерфорда «Крокодилом». 1931 року «Крокодил» виклопотав 15 тисяч фунтів стерлінгів на будівництво та обладнання спеціальної будівлі лабораторії для Капиці. У лютому 1933 року у Кембриджі відбулося урочисте відкриття лабораторії. на торцевій стіні 2-поверхового будинку був висічений по каменю величезний, на всю стіну крокодил. Його на замовлення Капіци зробив відомий скульптор Ерік Гілл. Резерфорд сам пояснив, що то він. Вхідні дверівідкрили позолоченим ключем у формі крокодила.
За словами Іва, Капіца так пояснював придумане їм прізвисько: «Ця тварина ніколи не повертає назад і тому може символізувати Резерфордівську проникливість та її стрімкий поступ уперед». Капіца додав, що «у Росії на Крокодила дивляться із сумішшю жаху та захоплення».
Цікаво, що Резерфорд, який відкрив ядро атома, скептично відгукувався про перспективи ядерної енергетики. «Кожен, хто сподівається, що перетворення атомних ядер стануть джерелом енергії, сповідує нісенітницю».
Ернест Резерфорд
Резерфорд Ернест (1871-1937), англійський фізик, один із творців вчення про радіоактивність та будову атома, засновник наукової школи, іноземний член-кореспондент РАН (1922) та почесний член АН СРСР (1925). Директор Кавендіської лабораторії (з 1919). Відкрив (1899) альфа- і бета-промені і встановив їхню природу. Створив (1903, разом із Ф. Содді) теорію радіоактивності. Запропонував (1911) планетарну модель атома. Здійснив (1919) першу штучну ядерну реакцію. Передбачив (1921) існування нейтрона. Нобелівська премія (1908).
Англійська фізик
Резерфорд, Ернест (Rutherford, Ernest) (1871-1937), англійський фізик. Народився 30 серпня 1871 року в Спрінг-Гроуві (Нова Зеландія). Закінчив Новозеландський університет у Крайстчерчі. У 1895-1898 займався дослідженнями в Кавендіській лабораторії в Кембриджі під керівництвом Дж.Томпсона. У 1898 році став професором фізики Макгільського університету в Монреалі. У 1907 Резерфорд повернувся до Англії. У 1907–1919 – професор фізики Манчестерського університету, з 1919 – професор Кембриджського університету та директор Кавендіської лабораторії, у 1920 – професор фізики Королівського інституту в Лондоні.
Дослідження Резерфорда присвячені радіоактивності, атомній та ядерній фізиці. У 1899 він відкрив a-і b-випромінювання, в 1900 ввів поняття періоду напіврозпаду. У 1903 Резерфорд разом з Ф.Содді розробив теорію радіоактивного розпаду і встановив закон радіоактивних перетворень елементів, в 1911 запропонував планетарну модель атома з масивним центральним ядром і електронами, що обертаються навколо нього, встановив розподіл електричного заряду в атомі. У 1919 р. першим здійснив штучну ядерну реакцію, бомбардуючи швидкими a-частинками атоми азоту. Це відкриття майже через 20 років призвело до створення атомної бомби. У 1903 році Резерфорд був обраний членом Лондонського королівського товариства, з 1925 по 1930 був його президентом. У 1908 році був удостоєний Нобелівської премії з хімії, нагороджений «Орденом за заслуги». У 1931 році Резерфорд став пером Англії, отримавши титул лорда Нельсона. Резерфорд створив велику школу фізиків. У нього вчилися П.Л.Капіца , Ю.Б.Харітон, А.І.Лейпунський. Помер Резерфорд у Кембриджі 19 жовтня 1937 року.
Використані матеріали енциклопедії "Світ навколо нас"
Член палати лордів
Ернест Резерфорд народився 30 серпня 1871 поблизу міста Нелсон (Нова Зеландія) в сім'ї переселенця з Шотландії . Закінчивши школу в Хавелоці, він вступив до коледжу провінції Нельсон у 1887 році. Через два роки Ернест склав іспит до Кентерберійського коледжу - філії Новозеландського університету в Крайчестері. 1892 року Резерфорду було присуджено ступінь бакалавра гуманітарних наук. Наступного року він став магістром гуманітарних наук, найкраще склавши іспити з математики та фізики. Його магістерська робота стосувалася виявлення високочастотних радіохвиль. В 1894 з'явилася його перша друкована робота "Намагнічення заліза високочастотними розрядами". 1895 року Резерфорд приїхав до Англії, де отримав запрошення Дж.Дж. Томсон працювати в Кембриджі в лабораторії Кавендіш.
В 1896 з'являється спільна робота Томсона і Резерфорда "Про проходження електрики через гази, піддані дії променів Рентгена". Наступного року виходить у світ стаття Резерфорда "Магнітний детектор електричних хвиль та деякі його застосування". 1897 року з'являється і його Нова робота"Про електризацію газів, схильних до дії рентгенівських променів, і про поглинання рентгенівського випромінювання газами та парами".
Томсон і Резерфорд висунули припущення, що коли рентгенівські промені проходять через газ, вони руйнують атоми цього газу, вивільняючи однакове число позитивно і негативно заряджених частинок. Ці частки вони назвали іонами. В 1898 Резерфорд став професором Макгіллського університету в Монреалі, де почав серію важливих експериментів, що стосуються радіоактивного випромінювання елемента урану.
У Канаді разом із Содді він відкрив радіоактивний розпад та її закон. Тут їм було написано книгу "Радіоактивність".
У своїй роботі Резерфорд і Содді торкнулися питання енергії радіоактивних перетворень. Підраховуючи енергію до-частинок, що випускаються радієм, вони приходять до висновку, що "енергія радіоактивних перетворень, принаймні, в 20 000 разів, а може, і в мільйон разів перевищує енергію будь-якого молекулярного перетворення". Ця величезна енергія, на їхню думку, має враховуватись "при поясненні явищ космічної фізики". Зокрема, сталість сонячної енергії можна пояснити тим, "що на Сонці йдуть процеси субатомного перетворення".
У 1908 році Резерфорду було присуджено Нобелівську премію з хімії. Після отримання Нобелівської премії Резерфорд зайнявся вивченням явища, яке спостерігалося під час бомбардування платівки тонкої золотої фольги альфа-частинками, що випромінюються таким радіоактивним елементом, як уран. 1911 року Резерфорд запропонував нову модель атома. Згідно з його теорією, позитивно заряджені частинки зосереджені у важкому центрі атома, а негативно заряджені (електрони) знаходяться на орбіті ядра, на досить великій відстані від нього. Ця модель, подібна до крихітної моделі Сонячної системи, передбачає, що атоми складаються головним чином з порожнього простору.
Під час війни англійський уряд призначив Резерфорда членом "адміральського штабу винаходів та досліджень" - організації, створеної для пошуку засобів боротьби з підводними човнами супротивника. Після війни він повернувся до манчестерської лабораторії. У 1919 році Резерфорду вдалося провести штучним шляхом першу реакцію перетворення атомів. Бомбардуючи атоми азоту до-частинками, Резерфорд відкрив, що утворюються атоми кисню.
У 1919 році Резерфорд став професором експериментальної фізики та директором Кавендіської лабораторії. 1921-го він обійняв посаду професора природничих наук у Королівському інституті в Лондоні. У 1925 році вченого було нагороджено британським орденом "За заслуги". У 1930 році Резерфорд був призначений головою урядової консультативної ради Управління наукових та промислових досліджень. У 1931 він отримав звання лорда і став членом палати лордів англійського парламенту.
Майже до кінця життя він відрізнявся міцним здоров'ям і помер у Кембриджі 20 жовтня 1937 після нетривалої хвороби.
Використані матеріали сайту http://100top.ru/encyclopedia/
Література:
Резерфорд Е. Вибрані наукові праці. Радіоактивність. М., 1971
Резерфорд Еге. Вибрані наукові праці. Будова атома та штучне перетворення елементів. М., 1972
Резерфорд – вчений та вчитель. До 100-річчя від дня народження. За ред. П.Л.Капіці. М., 1973
Ернест Резерфорднародився 30 серпня 1871 року в Брайтуотері, мальовничому містечку Нової Зеландії. Він був четвертою дитиною в сім'ї вихідців із Шотландії Джеймса Резерфорда та Марти Томсон, і з дванадцяти дітей він виявився найбільш обдарованим. Ернест блискуче закінчив початкову школу, отримавши 580 балів із 600 можливих та премію в 50 фунтів стерлінгів для продовження освіти.
У коледжі в Нельсоні, де Ернеста Резерфорда прийняли до п'ятого класу, вчителі звернули увагу на його виняткові математичні здібності. Але математиком Ернест не став. Не став він і гуманітарієм, хоча виявляв незвичайні здібності до мов та літератури. Долі завгодно було розпорядитися, щоб Ернест захопився природничими науками - фізикою та хімією.
Після закінчення коледжу Резерфорд вступив до Кентерберійського університету, і вже на другому курсі він виступив з доповіддю "Еволюція елементів", в якій висловив припущення, що хімічні елементиявляють собою складні системи, що складаються з тих самих елементарних частинок. Студентська доповідь Ернеста не була належним чином оцінена в університеті, проте його експериментальні роботи, наприклад, створення приймача електромагнітних хвиль, здивували навіть великих учених. Через кілька місяців йому було присуджено " стипендія 1851 року " , якої відзначалися найталановитіші випускники провінційних англійських університетів.
Після цього Резерфорд протягом трьох років працював у Кембриджі, в лабораторії Кавенді, під керівництвом відомого фізика Джозефа-Джона Томсона. У 1898 р. він почав вивчати радіоактивність. Перше ж фундаментальне відкриття Резерфорда у цій галузі - виявлення неоднорідності випромінювання, що випускається ураном - зробило його ім'я відомим у науковому світі; завдяки йому в науку увійшло поняття про альфа-і бета-випромінювання.
У тому ж році 26-річного Резерфорда запросили до Монреалю як професора Мак-Гіллського університету - найкращого в Канаді. Цей університет отримав назву на ім'я свого засновника - переселенця із Шотландії, якому під кінець життя вдалося розбагатіти. Перед від'їздом Резерфорда до Канади Дж. Томсон вручив йому рекомендаційний лист, де було написано: "У моїй лабораторії ще ніколи не було молодого вченого з таким ентузіазмом і здібностями до оригінальних досліджень, як пан Резерфорд, і я впевнений, що якщо його буде обрано". , то створить видатну школу фізиків у Монреалі…”. Пророцтво Томсона збулося. Резерфорд пропрацював у Канаді 10 років і справді створив там наукову школу.
У 1903 р. 32-річного вченого було обрано членом Лондонського Королівського товариства - британської Академії наук.
У 1907 р. Резерфорд разом із сім'єю переїжджає з Канади до Англії, щоб обійняти посаду професора кафедри фізики Манчестерського університету. Відразу після приїзду Резерфорд зайнявся експериментальними дослідженнями радіоактивності. Разом з ним працював його помічник та учень, німецький фізик Ганс Гейгер (1882-1945), який розробив іонізаційний метод вимірювання інтенсивності випромінювання – широко відомий лічильник Гейгера. Резерфорд зробив серію дослідів, що підтвердили, що альфа-частинки є двічі іонізованими атомами гелію. Разом з іншим своїм учнем, Ернестом Марсденом (1889–1970), він досліджував особливості проходження альфа-частинок через тонкі металеві пластинки. З цих дослідів вчений запропонував планетарну модель атома: у центрі атома - ядро, навколо якого обертаються електрони. Резерфорд передбачив відкриття нейтрона, можливість розщеплення атомних ядер легких елементів та штучних ядерних перетворень.
Протягом 18 років – з 1919 року і до кінця свого життя – Резерфорд очолював засновану у 1874 році Кавендіську лабораторію. До нього нею керували великі англійські фізики Максвелл, Релей та Томсон. Резерфорд не дожив лише кілька років до того, як німецькі фізики Отто Ган (1879-1968) та Лізе Майтнер (Мейтнер) (1878-1968) відкрили поділ урану.
За словами Патріка Блекетта, одного з найближчих співробітників Резерфорда, це відкриття. у певному сенсі стало останнім із великих відкриттів у ядерній фізиці, що відрізняється від фізики елементарних частинок. Резерфорд не дожив до кульмінаційного пункту розвитку напряму, який фактично був галуззю його наукової діяльності".
