Rutherford Ernest (ani de viață: 30.08.1871 - 10/19.1937) - fizician englez, creator al modelului planetar al atomului, fondator al fizicii nucleare. A fost membru al Societății Regale din Londra, iar din 1925 până în 1930 - și președintele acesteia. Acest om este beneficiarul Premiului Nobel pentru chimie, pe care l-a primit în 1908.
Viitorul om de știință s-a născut în familia lui James Rutherford, un stăpân al roților și al Martha Thompson, un profesor. Pe lângă el, familia avea 5 fiice și 6 fii.
Înainte ca familia să se muteDe la Insula de Sud a Noii Zeelande la Insula de Nord, Rutherford Ernest a studiat la Christchurch, la Colegiul Canterbury. Deja în acest moment, abilitățile strălucite ale viitorului om de știință au fost dezvăluite. După terminarea celui de-al patrulea an, Ernest a primit cea mai bună lucrare în matematică și a ocupat, de asemenea, locul 1 la examenele de master în fizică și matematică.
Devenit un maestru al artelor, Rutherford nu a plecatcolegiu. El a plonjat într-o lucrare științifică independentă despre magnetizarea fierului. El a dezvoltat și fabricat un dispozitiv special - un detector magnetic, care a devenit unul dintre primii receptori din lume de unde electromagnetice, precum și „biletul de intrare” al lui Rutherford la știința mare. O schimbare importantă a avut loc în curând în viața sa.
Cel mai talentat tânăr cetățean englezCoroanei din Noua Zeelandă li s-a acordat o bursă bienală. Târgul mondial din 1851, care a făcut posibilă deplasarea în Anglia pentru a studia științele. În 1895, s-a decis că doi neozelandezi erau demni de această onoare - fizicianul Rutherford și chimistul Maclaurin. Cu toate acestea, nu exista decât un singur loc, iar speranțele lui Ernest au fost spulberate. Din fericire, Maclaurin a fost nevoit să abandoneze această călătorie din motive familiale, iar Ernest Rutherford a ajuns în Anglia în toamna anului 1895. Aici a început să lucreze la Universitatea din Cambridge (la Laboratorul Cavendish) și a devenit primul doctorand al lui J. Thomson, directorul acesteia (în imaginea de mai jos).
Thomson până atunci era deja un om de știință faimos,unul dintre membrii celor respectați de toată Societatea Regală din Londra. A apreciat rapid abilitățile lui Rutherford și l-a atras să lucreze la studiul ionizării gazelor sub influența razelor X, pe care l-a realizat. Cu toate acestea, deja în 1898, vara, Ernest a făcut primii pași într-un alt domeniu de cercetare. Era interesat de „razele Becquerel”. Radiațiile din sarea de uraniu, descoperite de Becquerel, un fizician din Franța, au devenit ulterior cunoscute sub numele de radioactive. Omul de știință francez, precum și curii, au fost implicați activ în cercetările sale. În 1898, și Rutherford Ernest s-a alăturat lucrării. Acest om de știință a descoperit că aceste raze includ fluxuri de nuclee de heliu, încărcate pozitiv (particule alfa), precum și fluxuri de electroni (particule beta).
Academia de Științe din Paris la 18 iulie 1898 a fosteste prezentată opera Curies, care a stârnit un mare interes pentru Rutherford. În aceasta, autorii au indicat că, pe lângă uraniu, există și alte elemente radioactive (acest termen a fost folosit pentru prima dată chiar atunci). Rutherford a introdus ulterior conceptul de timp de înjumătățire - una dintre principalele trăsături distinctive ale acestor elemente.
Expoziția lui Ernest a fost extinsă în decembrie 1897.Bursa de studiu. Omul de știință a avut ocazia să studieze în continuare razele de uraniu. Cu toate acestea, în aprilie 1898, la Montreal a existat un post vacant de profesor la Universitatea McGill locală, iar Ernest a decis să plece în Canada. A trecut timpul pentru ucenicie. Era clar pentru toată lumea că Rutherford era gata să lucreze independent.
În toamna anului 1898, s-a mutat în Canada.La început, predarea lui Rutherford nu a avut prea mult succes: studenților nu le-au plăcut prelegerile, pe care tânărul profesor, care nu învățase încă să simtă pe deplin publicul, a fost suprasaturat de detalii. Unele dificultăți au apărut și în activitatea științifică din cauza faptului că sosirea preparatelor radioactive comandate de Rutherford a fost întârziată. Cu toate acestea, toată duritatea s-a calmat în curând și a început o serie de succes și succes pentru Ernest. Cu toate acestea, este greu de vorbit despre succes: totul a fost realizat printr-o muncă grea, în care au fost implicați noii săi prieteni și asociați.
În jurul Rutherford deja format atuncio atmosferă de entuziasm creativ și dăruire. Lucrarea a fost veselă și intensă, a dus la un mare succes. Rutherford a descoperit emanația de toriu în 1899. Împreună cu Soddy în 1902-1903, a ajuns deja la o lege generală aplicabilă tuturor transformărilor radioactive. Ar trebui spus ceva mai multe detalii despre acest important eveniment științific.
Oamenii de știință din întreaga lume au aflat ferm la acel moment căeste imposibil să transformați unele elemente chimice în altele, așa că visele alchimiștilor de a extrage aur din plumb ar trebui să fie îngropate pentru totdeauna. Așa că a apărut o lucrare în care s-a afirmat că în timpul decăderilor radioactive, transformările elementelor nu numai că apar, dar ele nu pot fi nici încetinite, nici oprite. Mai mult, au fost formulate legile acestor transformări. Astăzi înțelegem că sarcina nucleară determină proprietățile chimice ale elementului și poziția acestuia în sistemul periodic al lui Mendeleev. Când încărcătura nucleară scade cu două unități, ceea ce apare în timpul descompunerii alfa, „se deplasează” în sus cu 2 celule în tabelul periodic. Se deplasează în jos cu o celulă în descompunerea beta electronică și cu o celulă în decădere cu pozitroni. În ciuda clarității acestei legi și a aparentei sale simplități, această descoperire a fost unul dintre cele mai importante evenimente din știință de la începutul secolului XX.
În același timp, un eveniment important a avut loc în plan personalviața lui Ernest. La 5 ani de la logodna cu Mary Georgina Newton, savantul Ernest Rutherford s-a căsătorit cu ea, a cărei biografie a fost deja marcată de realizări semnificative. Această fată era fiica hostesei pensiunii din Christchurch, unde a locuit cândva. În 1901, pe 30 martie, s-a născut singura fiică din familia Rutherford. Acest eveniment a coincis practic în timp cu nașterea unui nou capitol în știința fizică - fizica nucleară. Și după 2 ani Rutherford a devenit membru al Societății Regale din Londra.
Ernest a creat 2 cărți în care a rezumat rezultatelecercetările și realizările lor științifice. Primul a apărut sub numele de "Radioactivitate" în 1904. „Transformările radioactive” au apărut un an mai târziu. Autorul acestor cărți a început noi cercetări în acest moment. Și-a dat seama că radiațiile radioactive emană din atomi, dar locul originii sale a rămas absolut neclar. Structura nucleului a trebuit examinată. Și apoi Ernest a apelat la metoda transiluminării cu particule alfa, cu care și-a început activitatea cu Thomson. În experimente, s-a studiat modul în care fluxul acestor particule trece prin foi subțiri de folie.
Primul model al atomului a fost propus când a devenitse știe că electronii au o sarcină negativă. Cu toate acestea, ei intră în atomi, care sunt în general neutri din punct de vedere electric. Aceasta înseamnă că trebuie să existe ceva în componența sa care să aibă o sarcină pozitivă. Pentru a rezolva această problemă, Thomson a propus următorul model: un atom este ceva de genul unei picături, încărcată pozitiv, a cărei rază este de o sută milionime de centimetru. Conține mici electroni cu sarcină negativă. Sub influența forțelor Coulomb, acestea tind să ocupe o poziție chiar în centrul atomului, dar dacă ceva le dezechilibrează, efectuează vibrații însoțite de radiații. Acest model a explicat existența spectrelor de emisie - fapt cunoscut la acea vreme. Din experimente a devenit deja clar că în solide distanțele dintre atomi sunt aproximativ aceleași cu dimensiunile lor. Prin urmare, părea evident că particulele alfa nu pot zbura prin folie, la fel cum o piatră nu poate zbura printr-o pădure în care copacii cresc practic aproape unul de altul. Cu toate acestea, primele experimente efectuate de Rutherford au convins că nu este așa. Majoritatea particulelor alfa, aproape fără a se abate, au pătruns în folie și doar câteva au avut o abatere, uneori semnificativă. Ernest Rutherford a devenit foarte interesat de acest lucru. Fapte interesante au necesitat studii suplimentare.
Și atunci intuiția lui Rutherford a reapărut șicapacitatea acestui om de știință de a înțelege limbajul naturii. Ernest a respins în mod decisiv modelul propus de atom al lui Thomson. Experimentele lui Rutherford au condus la faptul că el a propus propriile sale, numite planetare. Potrivit ei, în centrul atomului există un nucleu, în care este concentrată toată masa unui atom dat, în ciuda dimensiunilor sale destul de mici. Și în jurul nucleului, precum planetele care se învârt în jurul Soarelui, electronii se mișcă. Masele lor sunt semnificativ mai mici decât cele ale particulelor alfa și de aceea acestea din urmă practic nu se deviază atunci când pătrund în norii de electroni. Și numai atunci când o particulă alfa zboară aproape de un nucleu încărcat pozitiv, forța respingătoare Coulomb este capabilă să-și curbeze brusc traiectoria. Aceasta este teoria lui Rutherford. Aceasta a fost, fără îndoială, o mare descoperire.
Experiența lui Rutherford a fost suficientă pentruconvinge mulți oameni de știință de existența unui model planetar. Cu toate acestea, sa dovedit că nu este atât de lipsit de ambiguitate. Formula lui Rutherford, pe care a derivat-o pe baza acestui model, a fost în concordanță cu datele obținute în timpul experimentului. Cu toate acestea, ea a infirmat legile electrodinamicii!
Aceste legi, care au fost stabilite în principalprin scrierile lui Maxwell și Faraday, ei susțin că o sarcină care se mișcă cu o viteză accelerată emite unde electromagnetice și pierde energie din această cauză. În atomul lui Rutherford, electronul se mișcă în câmpul Coulomb al nucleului cu o viteză accelerată și, conform teoriei lui Maxwell, trebuie să-și piardă toată energia într-o zecimilionime de secundă și apoi să cadă pe nucleu. Totuși, acest lucru nu s-a întâmplat. În consecință, formula lui Rutherford a infirmat teoria lui Maxwell. Ernest știa acest lucru când a venit timpul să se întoarcă în Anglia în 1907.
Lucrările lui Ernest la Universitatea McGilla contribuit la faptul că a devenit foarte faimos. Rutherford a fost invitat cu nerăbdare la centrele științifice din diferite țări. Omul de știință din primăvara anului 1907 a decis să părăsească Canada și a ajuns la Manchester, la Universitatea Victoria, unde și-a continuat cercetările. Împreună cu H. Geiger, el a creat în 1908 un contor de particule alfa - un nou dispozitiv care a jucat un rol important în a afla că particulele alfa sunt atomi de heliu, dublu ionizați. Ernest Rutherford, ale cărui descoperiri au avut o mare importanță, a primit Premiul Nobel în 1908 (în chimie, nu în fizică!).
Între timp, modelul planetar l-a ocupatgândurile devin din ce în ce mai puternice. Și în martie 1912, Rutherford a început să coopereze și să fie prieten cu Niels Bohr. Cel mai mare merit al lui Bohr (fotografia sa este prezentată mai jos) a fost acela că a introdus în mod fundamental trăsături noi în modelul planetar - ideea cuantelor.
El a prezentat „postulate” care păreau la începutarata intern inconsecvent. În opinia sa, atomul are orbite. Un electron care se mișcă de-a lungul lor nu radiază, contrar legilor electrodinamicii, deși are accelerație. Acest om de știință a subliniat regula prin care pot fi găsite aceste orbite. El a aflat că cantitățile de radiații apar doar atunci când un electron se deplasează de pe orbită pe orbită. Modelul atomului Rutherford-Bohr a rezolvat multe probleme și a devenit, de asemenea, o descoperire în lumea ideilor noi. Descoperirea sa a dus la o revizuire radicală a conceptelor de materie, a mișcării sale.
În 1919 Rutherford a devenit profesorUniversitatea din Cambridge, precum și director al Laboratorului Cavendish. Zeci de savanți l-au considerat pe bună dreptate ca fiind profesorul lor, inclusiv mai târziu câștigători ai Premiului Nobel. Acestea sunt J. Chadwick, G. Moseley, M. Oliphant, J. Cockcroft, O. Gahn, V. Geitler, Yu.B. Khariton, P.L. Kapitsa, G. Gamow și alții. Fluxul de onoruri și premii a devenit din ce în ce mai abundent. În 1914, Rutherford a primit nobilimea. A devenit președinte al Asociației Britanice în 1923, iar din 1925 până în 1930 a fost președinte al Societății Regale. Ernest primește titlul de baron în 1931 și devine lord. Cu toate acestea, în ciuda încărcărilor tot mai mari, și nu numai a celor științifice, el continuă să atace misterele nucleului și ale atomului.
Vă oferim un fapt interesant legat deactivități științifice ale Rutherford. Se știe că Ernest Rutherford a folosit următorul criteriu atunci când a ales angajații pentru el însuși: a dat persoanei care i-a venit pentru prima dată o sarcină, iar dacă noul angajat după aceea a fost interesat de ce să facă în continuare, a fost concediat imediat .
Omul de știință a început deja experimente cares-a încheiat cu descoperirea de către el a scindării artificiale a nucleelor atomice și transformării artificiale a elementelor chimice. În 1920, Rutherford a prezis existența unui deuteron și a unui neutron, iar în 1933 a inițiat și a participat la un experiment pentru a testa relația dintre energie și masă existente în procesele nucleare. În 1932, în aprilie, a susținut ideea utilizării acceleratorilor de protoni în studiul reacțiilor nucleare.
Impact uriaș asupra științei și tehnologiei, asupra viețiimilioane de oameni au beneficiat de scrierile lui Ernest Rutherford și de munca studenților săi de la câteva generații. Marele om de știință, desigur, nu s-a putut abține să nu se întrebe dacă această influență ar fi pozitivă. Cu toate acestea, era un optimist; credea ferm în știință și oameni. Ernest Rutherford, a cărui scurtă biografie a fost descrisă de noi, a murit în 1937, pe 19 octombrie. A fost înmormântat la Westminster Abbey.
