Rutherford Ernest (elämän vuodet: 30.8.1871 - 10/19.1937) - englantilainen fyysikko, atomin planeettamallin luoja, ydinfysiikan perustaja. Hän oli Lontoon kuninkaallisen yhdistyksen jäsen vuosina 1925 - 1930 - ja sen presidentti. Tämä mies on Nobelin kemiallisen palkinnon voittaja, jonka hän sai vuonna 1908.
Tulevaisuuden tiedemies syntyi pyörillä varustetun James Rutherfordin ja opettajan Martha Thompsonin perheeseen. Hänen lisäksi perheellä oli 5 tytärtä ja 6 poikaa.
До того как в 1889 году семья переселилась из Uuden-Seelannin eteläinen saaren eteläosa, Rutherford Ernest opiskeli Christchurchissa Canterburyn yliopistossa. Jo tuolloin paljastettiin tulevaisuuden tutkijan loistavat kyvyt. Neljännen vuoden suoritettuaan Ernest sai palkinnon parhaasta työstä matematiikan alalta. Hän sai myös 1. sijan fysiikan ja matematiikan maisterikokeissa.
Став магистром искусств, Резерфорд не покинул College. Hän sukelsi itsenäiseen tieteelliseen työhön raudan magnetoinnista. Hän kehitti ja valmisti erityisen laitteen - magneettisen ilmaisimen, josta tuli yksi ensimmäisistä sähkömagneettisten aaltojen vastaanottimista maailmassa, samoin kuin Rutherfordin "pääsylipun" suuriin tieteisiin. Pian hänen elämässään tapahtui tärkeä muutos.
Lahjakkain nuori englantilainen kansalainenkruunu Uudesta-Seelannista sai heille kaksivuotisen stipendin. Vuoden 1851 maailmannäyttely, joka mahdollisti mennä Englantiin opiskelemaan tieteitä. Vuonna 1895 päätettiin, että kaksi uutta-seelantilaista oli tämän kunnian arvoinen - fyysikko Rutherford ja kemisti Maclaurin. Oli kuitenkin vain yksi paikka, ja Ernestin toiveet hävisivät. Onneksi Maclaurin joutui jättämään tämän matkan perheellisistä syistä, ja Ernest Rutherford saapui Englantiin syksyllä 1895. Täällä hän aloitti työskentelyn Cambridgen yliopistossa (Cavendishin laboratoriossa) ja hänestä tuli sen johtajan J. Thomsonin ensimmäinen tohtoriopiskelija (kuvassa alla).
Thomson oli tuolloin jo kuuluisa tiedemies,yksi Lontoon kuninkaallisen seuran arvostamien jäsenten joukosta. Hän arvosti nopeasti Rutherfordin kykyjä ja houkutteli hänet työskentelemään tutkimalla kaasujen ionisaatiota röntgensäteiden vaikutuksesta. Kuitenkin jo vuonna 1898, kesällä, Ernest teki ensimmäiset askeleensa uudella tutkimusalueella. Hän oli kiinnostunut "Becquerelin säteistä". Ranskalaisen fyysikon Becquerelin löytämä uraanisuolan säteily tunnettiin myöhemmin radioaktiivisena. Ranskalainen tiedemies ja Cury olivat aktiivisesti mukana tutkimuksessaan. Vuonna 1898 Rutherford Ernest liittyi työhön. Tämä tiedemies huomasi, että nämä säteet sisältävät heliumydinvirrat, positiivisesti varautuneet (alfa-hiukkaset) sekä elektronivirrat (beeta-hiukkaset).
Pariisin tiedeakatemia 18. heinäkuuta 1898 oliCuryyn työ on esitetty, mikä herätti Rutherfordin suurta kiinnostusta. Siinä kirjoittajat ilmoittivat, että uraanin lisäksi on muita radioaktiivisia elementtejä (tätä termiä käytettiin tuolloin ensimmäistä kertaa). Rutherford esitteli myöhemmin puoliintumisajan käsitteen, joka on yksi näiden elementtien pääominaisuuksista.
Ernestin näyttelyä laajennettiin joulukuussa 1897.apuraha. Tutkija sai tilaisuuden tutkia edelleen uraanisäteitä. Kuitenkin huhtikuussa 1898 Montrealissa professorin asema paikallisessa McGillin yliopistossa vapautui, ja Ernest päätti mennä Kanadaan. Oppisopimuskoulutuksen aika on ohi. Kaikille oli selvää, että Rutherford oli valmis työskentelemään itsenäisesti.
Syksyllä 1898 hän muutti Kanadaan.Aluksi Rutherfordin opetus ei ollut kovin onnistunut: opiskelijat eivät pitäneet luennoista, joita nuori professori, joka ei ollut vielä oppinut tuntemaan yleisöä täysin, oli kyllästetty yksityiskohdilla. Joitakin vaikeuksia syntyi myös tieteellisessä työssä, koska Rutherfordin tilaamien radioaktiivisten valmisteiden saapuminen viivästyi. Kuitenkin kaikki karheus tasoittui pian, ja Ernestille alkoi menestys- ja menestysviiva. On kuitenkin tuskin asianmukaista puhua menestyksestä: kaikki saavutettiin kovalla työllä, johon hänen uudet ystävänsä ja kumppaninsa osallistuivat.
Noin Rutherfordin muodostamaluovan innostuksen ja omistautumisen ilmapiiri. Työ oli iloinen ja intensiivinen, se johti suureen menestykseen. Rutherford löysi toriumin emaation vuonna 1899. Yhdessä Soddyn kanssa vuosina 1902-1903 hän pääsi yleiseen lakiin, jota sovellettiin kaikkiin radioaktiivisiin muutoksiin. Tästä tärkeästä tieteellisestä tapahtumasta on sanottava hieman tarkemmin.
Tutkijat ympäri maailmaa oppivat tuolloin vankastijoidenkin kemiallisten alkuaineiden muuttaminen toisiksi on mahdotonta, joten alkemistien unelmat kullan poistamiseksi lyijystä tulisi haudata ikuisesti. Ja niin ilmestyi työ, jossa väitettiin, että radioaktiivisen hajoamisen aikana elementtien muunnokset eivät vain tapahdu, mutta niitä ei voida hidastaa tai pysäyttää. Lisäksi muotoiltiin näiden muutosten lait. Tänään ymmärrämme, että ydinpanos määrää elementin kemialliset ominaisuudet ja sijainnin Mendelejevin jaksollisessa taulukossa. Kun ydinvaraus pienenee kahdella yksiköllä, mikä tapahtuu alfa-hajoamisen aikana, se "liikkuu" ylöspäin 2 solulla jaksollisessa taulukossa. Se siirtyy yhdellä solulla alaspäin elektronisessa beeta-hajoamisessa ja yhden solun ylöspäin positronihajotuksessa. Huolimatta tämän lain ilmeisyydestä ja sen yksinkertaisuudesta, tämä löytö oli yksi tärkeimmistä tieteen tapahtumista 1900-luvun alussa.
Samaan aikaan tärkeä tapahtuma tapahtui henkilökohtaisestiErnestin elämä. Viisi vuotta kihloista Mary Georgina Newtonin kanssa tiedemies Ernest Rutherford meni naimisiin hänen kanssaan, jonka elämäkerta oli tähän mennessä jo merkitty merkittävillä saavutuksilla. Tämä tyttö oli Christchurchin täysihoitolan emännän tytär, jossa hän kerran asui. Vuonna 1901, 30. maaliskuuta, Rutherford-perheen ainoa tytär syntyi. Tämä tapahtuma tapahtui käytännössä samaan aikaan uuden fysiikan luvun - ydinfysiikan - syntymän kanssa. Kahden vuoden kuluttua Rutherfordista tuli Lontoon kuninkaallisen seuran jäsen.
Ernest loi 2 kirjaa, joissa hän tiivisti tuloksetheidän tieteellisen tutkimuksensa ja saavutuksensa. Ensimmäinen ilmestyi nimellä "Radioaktiivisuus" vuonna 1904. "Radioaktiiviset muunnokset" ilmestyivät vuotta myöhemmin. Näiden kirjojen kirjoittaja aloitti uuden tutkimuksen tällä hetkellä. Hän tajusi, että radioaktiivista säteilyä lähti atomista, mutta sen alkuperä pysyi täysin epäselvänä. Ytimen rakenne oli tutkittava. Ja sitten Ernest kääntyi alfahiukkasten läpivalaisutekniikkaan, jolla hän aloitti työnsä Thomsonissa. Kokeissa tutkittiin, kuinka näiden hiukkasten virtaus kulkee ohuiden kalvolevyjen läpi.
Ensimmäistä atomin mallia ehdotettiin, kun siitä tulitiedetään, että elektronilla on negatiivinen varaus. Ne kuitenkin pääsevät atomeihin, jotka ovat yleensä sähköisesti neutraaleja. Tämä tarkoittaa, että sen koostumuksessa on oltava jotain, jolla on positiivinen varaus. Tämän ongelman ratkaisemiseksi Thomson ehdotti seuraavaa mallia: atomi on jotain tippaa, positiivisesti varautunutta, jonka säde on sata miljoonasosaa senttimetriä. Sen sisällä on pieniä elektroneja, joilla on negatiivinen varaus. Coulomb-voimien vaikutuksesta heillä on taipumus olla asemassa aivan atomin keskellä, mutta jos jokin epätasapainottaa heitä, he suorittavat värähtelyjä säteilyn mukana. Tämä malli selitti päästöspektrien olemassaolon - tosiasia, joka oli tuolloin tiedossa. Kokeista on jo käynyt selväksi, että kiinteissä aineissa etäisyydet atomien välillä ovat suunnilleen samat kuin niiden koot. Siksi näytti ilmeiseltä, että alfahiukkaset eivät voi lentää kalvon läpi, samoin kuin kivi ei voi lentää metsän läpi, jossa puut kasvavat käytännössä lähellä toisiaan. Ensimmäiset Rutherfordin tekemät kokeet vakuuttivat kuitenkin, että näin ei ollut. Suurin osa alfahiukkasista, melkein poikkeamatta, tunkeutui kalvoon, ja vain harvoilla oli poikkeama, joskus merkittävä. Ernest Rutherford kiinnostui tästä hyvin. Mielenkiintoiset tosiasiat vaativat lisätutkimuksia.
Ja sitten Rutherfordin intuitio ilmestyi uudelleen jatämän tutkijan kyky ymmärtää luonnon kieltä. Ernest hylkäsi päättäväisesti Thomsonin ehdottaman atomimallin. Rutherfordin kokeilut johtivat siihen, että hän esitti omansa, nimeltään planeetta. Hänen mukaansa atomin keskellä on ydin, johon tietyn atomin koko massa on keskittynyt melko pienestä koostaan huolimatta. Ja ytimen ympärillä, kuten auringon ympäri kiertävät planeetat, elektronit liikkuvat. Niiden massa on huomattavasti pienempi kuin alfa-hiukkasten, ja siksi viimeksi mainitut käytännössä eivät taipu, kun ne tunkeutuvat elektronipilviin. Ja vasta kun alfa-hiukkanen lentää lähellä positiivisesti varautunutta ydintä, Coulombin hylkivä voima pystyy kaaremaan reittiään voimakkaasti. Tämä on Rutherfordin teoria. Se oli varmasti hieno löytö.
Rutherfordin kokemus riittivakuuttaa monet tutkijat planeettamallin olemassaolosta. Kävi kuitenkin ilmi, että se ei ole niin yksiselitteinen. Rutherfordin kaava, jonka hän johti tämän mallin perusteella, oli yhdenmukainen kokeen aikana saatujen tietojen kanssa. Hän kuitenkin kumosi elektrodynamiikan lait!
Nämä lait, jotka perustettiin pääasiassaMaxwellin ja Faradayn kirjoitusten mukaan kiihdytetyllä nopeudella liikkuva varaus lähettää sähkömagneettisia aaltoja ja menettää energiaa tämän vuoksi. Rutherfordin atomissa elektroni liikkuu ytimen Coulomb-kentässä kiihdytetyllä nopeudella, ja Maxwellin teorian mukaan sen täytyy menettää kaikki energiansa kymmenen miljoonasosassa sekunnissa ja pudota sitten ytimeen. Tätä ei kuitenkaan tapahtunut. Tämän seurauksena Rutherfordin kaava kumosi Maxwellin teorian. Ernest tiesi tämän, kun oli aika palata Englantiin vuonna 1907.
Ernestin teokset McGill Universityssävaikutti siihen, että hänestä tuli erittäin kuuluisa. Rutherford kutsuttiin innokkaasti eri maiden tieteellisiin keskuksiin. Keväällä 1907 tiedemies päätti lähteä Kanadasta ja saapui Manchesteriin, Victorian yliopistoon, jossa hän jatkoi tutkimusta. Yhdessä H.Geigerin kanssa hän loi vuonna 1908 alfa-hiukkasten laskurin - uuden laitteen, jolla oli tärkeä rooli selvitettäessä, että alfa-hiukkaset ovat kaksinkertaisesti ionisoituja heliumiatomeja. Ernest Rutherford, jonka löytöillä oli suuri merkitys, sai Nobelin palkinnon vuonna 1908 (kemiassa, ei fysiikassa!).
Samaan aikaan planeettamalli miehitti hänetajatukset vahvistuvat. Ja maaliskuussa 1912 Rutherford alkoi tehdä yhteistyötä ja olla ystäviä Niels Bohrin kanssa. Bohrin suurin ansio (hänen valokuvansa on esitetty alla) oli se, että hän esitteli planeettamalliin periaatteessa uusia ominaisuuksia - kvantti-idean.
Hän esitti "postulaatteja", jotka tuntuivat aluksinäyttää sisäisesti epäjohdonmukaiselta. Hänen mielestään atomilla on kiertorata. Niitä pitkin liikkuva elektroni ei säteile, toisin kuin elektrodynamiikan lait, vaikka sillä on kiihtyvyys. Tämä tiedemies toi esiin säännön, jolla nämä kiertoradat löytyvät. Hän sai selville, että säteilymäärät näkyvät vasta, kun elektroni liikkuu kiertoradalta kiertoradalle. Rutherford-Bohrin atomimalli ratkaisi monia ongelmia ja tuli myös läpimurto uusien ideoiden maailmaan. Sen löytäminen johti aineen, sen liikkeen käsitteiden radikaaliin tarkistamiseen.
Vuonna 1919 Rutherfordista tuli professoriCambridgen yliopisto sekä Cavendishin laboratorion johtaja. Kymmenet tutkijat pitivät häntä oikeutetusti opettajana, mukaan lukien ne, jotka myöhemmin saivat Nobel-palkinnon. He ovat J. Chadwick, G. Moseley, M. Oliphant, J. Cockcroft, O. Gahn, V. Geitler, Yu.B. Khariton, P.L. Kapitsa, G. Gamow ja muut. Kunniamerkkejä ja palkintoja tuli yhä enemmän. Vuonna 1914 Rutherford sai aateliston. Hänestä tuli British Associationin presidentti vuonna 1923, ja vuosina 1925 - 1930 hän oli Royal Societyn presidentti. Ernest saa paronin arvonimen vuonna 1931 ja hänestä tulee herra. Huolimatta yhä suuremmista kuormituksista, eikä vain tieteellisistä, hän jatkaa hyökkäystä ytimen ja atomin salaisuuksiin.
Tarjoamme sinulle yhden mielenkiintoisen tosiasian, joka liittyyRutherfordin tieteellinen toiminta. Tiedetään, että Ernest Rutherford käytti seuraavaa kriteeriä valitessaan työntekijöitään: hän antoi tehtävänsä ensimmäistä kertaa tulleelle henkilölle, ja jos uusi työntekijä sen jälkeen oli kiinnostunut siitä, mitä tehdä seuraavaksi, hänet erotettiin välittömästi.
Tutkija on jo aloittanut kokeilutpäättyi atomien ytimien keinotekoisen halkaisun löytämiseen ja kemiallisten alkuaineiden keinotekoiseen muuntamiseen. Vuonna 1920 Rutherford ennusti deuteronin ja neutronin olemassaolon, ja vuonna 1933 hänestä tuli aloittaja ja osallistuja kokeessa testata ydinprosesseissa esiintyvän energian ja massan suhdetta. Vuonna 1932, huhtikuussa, hän tuki ajatusta protonikiihdyttimien käytöstä ydinreaktioiden tutkimuksessa.
Valtava vaikutus tieteeseen ja tekniikkaan, elämäänmiljoonat ihmiset ovat hyötyneet Ernest Rutherfordin kirjoituksista ja hänen opiskelijoidensa työstä useiden sukupolvien ajan. Suuri tiedemies ei tietenkään voinut olla ihmettelemättä, olisiko tämä vaikutus positiivinen. Hän oli kuitenkin optimisti; hän uskoi vakaasti tieteeseen ja ihmisiin. Ernest Rutherford, jonka lyhyt elämäkerta kuvailimme, kuoli vuonna 1937 19. lokakuuta. Hänet haudattiin Westminsterin luostariin.
