Rutherfordas Ernestas: biografija, atradimai ir įdomūs faktai. Pravardė "krokodilas"

Ernestas Rutherfordas trumpa biografijaŠiame straipsnyje pristatomas anglų fizikas, branduolinės fizikos įkūrėjas.

Ernesto Rutherfordo trumpa biografija

(1871–1937)

Ernestas Rutherfordas gimė 1871 m. rugpjūčio 30 d. Naujojoje Zelandijoje, mažame Spring Grove kaimelyje, ūkininko šeimoje. Iš dvylikos vaikų jis pasirodė gabiausias.

Ernestas puikiai baigė mokslus pradinė mokykla. Nelsono koledže, kur Ernestas Rutherfordas buvo priimtas į penktą klasę, mokytojai pastebėjo jo išskirtinius matematinius gebėjimus. Vėliau Ernestas susidomėjo gamtos mokslais – fizika ir chemija.

Kenterberio koledže Rutherfordas gauna Aukštasis išsilavinimas, po kurio dvejus metus entuziastingai užsiėmė moksliniais tyrimais elektrotechnikos srityje.

1895 m. jis išvyko į Angliją, kur iki 1898 m. dirbo Kembridže, Cavendish laboratorijoje, vadovaujamas iškilaus fiziko Josepho-John Thomson. Tai daro didelį proveržį nustatant atstumą, lemiantį elektromagnetinės bangos ilgį.

1898 metais jis pradėjo tyrinėti radioaktyvumo fenomeną. Pirmasis esminis Rutherfordo atradimas šioje srityje – urano skleidžiamos radiacijos nehomogeniškumo atradimas – atnešė jam populiarumą. Rutherfordo dėka alfa ir beta spinduliuotės samprata pateko į mokslą.

Būdamas 26 metų, Rutherfordas buvo pakviestas į Monrealį profesoriumi McGill universitete, kuris yra geriausias Kanadoje. Rutherfordas 10 metų dirbo Kanadoje ir ten įkūrė mokslinę mokyklą.

1903 metais 32 metų mokslininkas buvo išrinktas Britų mokslų akademijos Londono karališkosios draugijos nariu.

1907 m. Rutherfordas ir jo šeima persikėlė iš Kanados į Angliją, kad užimtų profesoriaus pareigas Mančesterio universiteto fizikos katedroje. Iš karto po atvykimo Rutherfordas pradėjo diriguoti eksperimentiniai tyrimai apie radioaktyvumą. Su juo dirbo jo padėjėjas ir mokinys, vokiečių fizikas Hansas Geigeris, sukūręs gerai žinomą Geigerio skaitiklį.

1908 m. Rutherfordas gavo Nobelio chemijos premiją už elementų transformacijos tyrimus.

Rutherfordas atliko daugybę eksperimentų, kurie patvirtino, kad alfa dalelės yra dvigubai jonizuoti helio atomai. Kartu su kitu savo mokiniu Ernestu Marsdenu (1889–1970) jis tyrinėjo alfa dalelių prasiskverbimo per plonas metalines plokšteles ypatumus. Remdamasis šiais eksperimentais, mokslininkas pasiūlė planetinį atomo modelį: Atomo centre yra branduolys, aplink kurį sukasi elektronai. Tai buvo puikus to meto atradimas!

Rutherfordas numatė neutrono atradimą, dalijimosi galimybę atomų branduoliaišviesos elementai ir dirbtinės branduolinės transformacijos.

Jis 18 metų (nuo 1919 iki 1937) vadovavo Cavendish laboratorijai.

E. Rutherfordas buvo išrinktas visų pasaulio akademijų garbės nariu.

Ernestas Rutherfordas mirė 1937 m. spalio 19 d., praėjus keturioms dienoms po skubios operacijos dėl netikėtos būklės – pasmaugtos išvaržos – sulaukęs 66 metų.

Ernestas Rutherfordas (nuotrauka pateikta straipsnyje vėliau), Nelsono ir Kembridžo baronas Rutherfordas (gimė 1871-08-30 Spring Grove, Naujoji Zelandija– mirė 1937-10-19 Kembridže, Anglijoje) – britų fizikas, kilęs iš Naujosios Zelandijos, laikomas didžiausiu eksperimentininku nuo Michaelio Faradėjaus (1791–1867). Jis buvo pagrindinė radioaktyvumo tyrimo figūra, o jo atominės struktūros samprata dominavo branduolio fizikoje. Tapo laureatu Nobelio premija 1908 m. buvo Karališkosios draugijos (1925-1930) ir Didžiosios Britanijos mokslo pažangos asociacijos (1923) prezidentas. 1925 m. jis buvo priimtas į ordiną „Už nuopelnus“, o 1931 m. buvo pakeltas į garbingą lygį ir gavo Lordo Nelsono titulą.

Ernestas Rutherfordas: trumpa jo ankstyvųjų metų biografija

XIX amžiaus viduryje Ernesto tėvas Jamesas, būdamas vaikas, persikėlė iš Škotijos į Naująją Zelandiją, kurią visai neseniai apsigyveno europiečiai, kur studijavo. Žemdirbystė. Rutherfordo motina Martha Thompson atvyko iš Anglijos į paauglystė ir dirbo mokytoja, kol ištekėjo ir susilaukė dešimties vaikų, iš kurių Ernestas buvo ketvirtas (ir antras sūnus).

Ernestas lankė nemokamas valstybines mokyklas iki 1886 m., kai laimėjo Nelsono vidurinės mokyklos stipendiją. Gabus mokinys puikiai sekėsi beveik kiekvienu dalyku, bet ypač matematika. Kita stipendija padėjo Rutherfordui 1890 m. įstoti į Kenterberio koledžą, vieną iš keturių universiteto miestelių Naujojoje Zelandijoje. Jis buvo mažas švietimo įstaiga, kuriame dirbo tik aštuoni mokytojai ir mažiau nei 300 studentų. Jaunam talentui pasisekė, kad turėjo puikius mokytojus, kurie paskatino jo susidomėjimą moksliniais tyrimais, paremtais patikimais įrodymais.

Baigęs trejų metų kursą, Ernestas Rutherfordas įgijo bakalauro laipsnį ir laimėjo stipendiją vienerių metų antrosios pakopos studijoms Kenterberyje. Ją baigęs 1893 m. pabaigoje gavo menų magistro laipsnį – pirmąjį fizikos, matematikos ir matematinės fizikos akademinį laipsnį. Jo buvo paprašyta dar metams pasilikti Kraistčerče diriguoti nepriklausomi eksperimentai. 1894 m. pabaigoje Rutherfordas įgijo bakalauro laipsnį, tyrinėdamas aukšto dažnio elektros iškrovos, pavyzdžiui, kondensatoriaus, gebėjimą magnetizuoti geležį. Per šį laikotarpį jis įsimylėjo Mary Newton, moters, kurios namuose apsigyveno, dukrą. Jie susituokė 1900 m. 1895 m. Rutherfordas gavo stipendiją, pavadintą 1851 m. Pasaulinės parodos Londone vardu. Jis nusprendė tęsti tyrimus Cavendish laboratorijoje, kurią J. J. Thomson, pirmaujantis Europos ekspertas šioje srityje. elektromagnetinė radiacija, kuriai vadovavo 1884 m

Kembridžas

Pripažindamas didėjančią mokslo svarbą, Kembridžo universitetas pakeitė savo taisykles, kad kitų universitetų absolventai galėtų baigti studijas po dvejų metų studijų ir patenkinamo mokslinio darbo. Pirmasis studentas tyrinėtojas buvo Rutherfordas. Ernestas, be to, kad demonstravo įmagnetinimą svyruojančia geležies iškrova, nustatė, kad sukurtame magnetiniame lauke adata praranda dalį įmagnetinimo. kintamoji srovė. Tai leido sukurti naujai atrastų elektromagnetinių bangų detektorių. 1864 metais jų egzistavimą numatė škotų fizikas teoretikas Jamesas Clerkas Maxwellas, o 1885–1889 m. Vokiečių fizikas Heinrichas Hercas juos atrado savo laboratorijoje. Rutherfordo prietaisas radijo bangoms aptikti buvo paprastesnis ir turėjo komercinį potencialą. Jaunasis mokslininkas kitus metus praleido Cavendish laboratorijoje, padidindamas instrumento, galinčio priimti signalus pusės mylios atstumu, diapazoną ir jautrumą. Tačiau Rutherfordui trūko italo Guglielmo Marconi, kuris 1896 m. išrado belaidį telegrafą, tarpžemyninės vizijos ir verslumo įgūdžių.

Jonizacijos tyrimai

Tęsdamas savo ilgalaikį susižavėjimą alfa dalelėmis, Rutherfordas ištyrė mažą jų sklaidą po sąveikos su folija. Geigeris prisijungė prie jo ir jie gavo reikšmingesnių duomenų. 1909 m., kai bakalauro studentas Ernestas Marsdenas ieškojo temos savo tiriamajam projektui, Ernestas pasiūlė jam ištirti didelius sklaidos kampus. Marsdenas nustatė, kad nedidelis skaičius α dalelių nukrypo daugiau nei 90° nuo pradinės krypties, todėl Rutherfordas sušuko, kad tai beveik taip pat neįtikėtina, tarsi 15 colių sviedinys, paleistas į minkštojo popieriaus lapą, atsimuštų ir atsitrenktų į šaulys.

Atomo modelis

Svarstydamas, kaip tokią sunkią įkrautą dalelę gali nukreipti elektrostatinė trauka arba atstūmimas tokiu dideliu kampu, 1944 m. Rutherfordas padarė išvadą, kad atomas negali būti vienalytis. tvirtas kūnas. Jo nuomone, tai daugiausia sudarė tuščia vieta ir mažytė šerdis, kurioje sutelkta visa jo masė. Rutherfordas Ernestas patvirtino atominį modelį daugybe eksperimentinių įrodymų. Tai buvo didžiausias jo mokslinis indėlis, tačiau už Mančesterio ribų jis sulaukė mažai dėmesio. Tačiau 1913 m. danų fizikas Nielsas Bohras parodė šio atradimo svarbą. Prieš metus jis lankėsi Rutherfordo laboratorijoje ir grįžo kaip fakulteto narys 1914–1916 m. Jis paaiškino, kad radioaktyvumas yra branduolyje Cheminės savybės nulemtas orbitos elektronų. Bohro atomo modelis sukėlė naują kvantų (arba atskirų energijos verčių) koncepciją orbitinėje elektrodinamikoje, o spektrines linijas jis paaiškino kaip energijos išsiskyrimą arba absorbciją elektronams, kai jie juda iš vienos orbitos į kitą. Henry Moseley, kitas iš daugelio Rutherfordo mokinių, panašiai paaiškino elementų rentgeno spindulių spektrų seką branduolio krūviu. Taip buvo sukurtas naujas nuoseklus atomo fizikos vaizdas.

Povandeniniai laivai ir branduolinė reakcija

Pirmas Pasaulinis karas nuniokojo Ernesto Rutherfordo vadovaujamą laboratoriją. Įdomūs faktai iš fiziko gyvenimo šiuo laikotarpiu yra susiję su jo dalyvavimu kuriant povandeninius ginklus, taip pat naryste Admiraliteto išradimų ir mokslinių tyrimų taryboje. Radęs laiko grįžti prie ankstesnio mokslinio darbo, jis pradėjo tyrinėti alfa dalelių susidūrimą su dujomis. Vandenilio atveju, kaip ir tikėtasi, detektorius aptiko atskirų protonų susidarymą. Tačiau azoto atomų bombardavimo metu atsirado ir protonų. 1919 m. Ernestas Rutherfordas savo atradimus papildė dar vienu atradimu: jam pavyko dirbtinai išprovokuoti branduolinę reakciją stabilioje stichijoje.

Grįžti į Kembridžą

Branduolinės reakcijos apėmė mokslininką per visą jo karjerą, kuri vėl vyko Kembridže, kur 1919 m. Rutherfordas pakeitė Thomsoną universiteto Cavendish laboratorijos direktoriaus pareigose. Ernestas čia atsivežė savo kolegą iš Mančesterio universiteto fiziką Jamesą Chadwicką. Kartu jie subombardavo daugybę šviesos elementų alfa dalelėmis ir sukėlė branduolines transformacijas. Tačiau jiems nepavyko prasiskverbti į sunkesnius branduolius, nes alfa dalelės nuo jų buvo atstumtos dėl to paties krūvio, o mokslininkai negalėjo nustatyti, ar tai atsitiko atskirai, ar kartu su taikiniu. Abiem atvejais reikėjo pažangesnių technologijų.

Didesnės energijos dalelių greitintuvuose, reikalingos pirmajai problemai išspręsti, tapo prieinamos praėjusio amžiaus 20-ųjų pabaigoje. 1932 m. du Rutherfordo studentai – anglas Johnas Cockroftas ir airis Ernestas Waltonas – tapo pirmaisiais, kurie iš tikrųjų sukėlė branduolinę transformaciją. Naudodami aukštos įtampos linijinį greitintuvą, jie bombardavo litį protonais ir padalijo į dvi alfa daleles. Už šį darbą jie gavo 1951 m. Nobelio fizikos premiją. Škotas Charlesas Wilsonas Cavendish sukūrė rūko kamerą, kuri vizualiai patvirtino įkrautų dalelių trajektoriją, už kurią jis buvo apdovanotas tuo pačiu prestižiniu tarptautiniu apdovanojimu 1927 m. 1924 m. anglų fizikas Patrickas Blackettas pakeitė Wilsono kamerą, kad nufotografuotų apie 400 000 alfa susidūrimų. ir nustatė, kad dauguma jų buvo įprasti elastingi, o 8 lydėjo skilimas, kurio metu α dalelė buvo sugerta tikslinio branduolio, kol ji suskyla į du fragmentus. Tai tapo svarbus žingsnis suprasti branduolines reakcijas, už kurias Blackettas buvo apdovanotas 1948 m. Nobelio fizikos premija.

Neutronų ir termobranduolinės sintezės atradimas

Cavendish tapo vieta kitiems įdomių darbų. Neutrono egzistavimą Rutherfordas numatė 1920 m. Po ilgų paieškų Chadwickas 1932 metais atrado šią neutralią dalelę, įrodydamas, kad branduolį sudaro neutronai ir protonai, o jo kolega anglų fizikas Normanas Federas netrukus įrodė, kad neutronai gali sukelti branduolines reakcijas lengviau nei įkrautos dalelės. Dirbdami su naujai atrastu sunkiuoju vandeniu JAV, 1934 m. Rutherfordas, Markas Oliphantas iš Australijos ir Paulas Harteckas iš Austrijos bombardavo deuterį deuteronais ir pasiekė pirmąją branduolių sintezę.

Gyvenimas už fizikos ribų

Mokslininkas turėjo keletą pomėgių už mokslo ribų, įskaitant golfą ir automobilių sportą. Trumpai tariant, Ernestas Rutherfordas turėjo liberalių įsitikinimų, bet nebuvo politiškai aktyvus, nors ėjo Vyriausybės Mokslinių ir pramoninių tyrimų departamento ekspertų tarybos pirmininko pareigas ir iki 1933 m. buvo Akademinės pagalbos tarybos, sukurtos iki šiol, pirmininkas (nuo 1933 m.). padėti pabėgusiems mokslininkams nacistinė Vokietija. 1931 m. jis tapo bendraamžiu, tačiau šį įvykį nustelbė prieš aštuonias dienas mirusios jo dukters mirtis. Nuostabus mokslininkas mirė Kembridže po trumpos ligos ir buvo palaidotas Vestminsterio abatijoje.

Ernestas Rutherfordas: įdomūs faktai

• Jis studijavo Kenterberio koledže, Naujosios Zelandijos universitete, gaudamas stipendiją, įgijęs bakalauro ir magistro laipsnius, ir dvejus metus praleido tyrinėdamas mokslinius tyrimus, kurių metu buvo išrastas naujo tipo radijas.
• Ernestas Rutherfordas buvo pirmasis ne Kembridžo absolventas, kuriam buvo leista atlikti tyrimus Cavendish laboratorijoje, vadovaujant serui J. J. Thomson.
• Pirmojo pasaulinio karo metais jis ieškojo sprendimo praktines problemas povandeninio laivo aptikimas.
• McGill universitete Kanadoje Ernestas Rutherfordas kartu su chemiku Fredericku Soddy sukūrė atominio skilimo teoriją.
• Viktorijos universitete Mančesteryje jis ir Thomas Roydsas įrodė, kad alfa spinduliuotę sudaro helio jonai.
• Rutherfordas dėl elementų ir radioaktyviųjų medžiagų skilimo tyrimų jam pelnė Nobelio premiją 1908 m.
• Fizikas, gavęs Švedijos akademijos apdovanojimą, atliko savo garsiausią Geigerio-Marsdeno eksperimentą, įrodantį atomo branduolinę prigimtį.
• Jo garbei pavadintas 104-asis cheminis elementas – rutherfordium, kuris SSRS ir Rusijos Federacijoje iki 1997 metų buvo vadinamas kurchatovium.

Rutherfordas Ernestas (1871-1937)
Iškilus pasaulinio garso fizikas, Nobelio premijos laureatas (1908), vienas iš atominės fizikos kūrėjų, sujungęs eksperimentatoriaus genialumą su giliomis teorinėmis žiniomis.
Jis gimė Naujojoje Zelandijoje smulkaus ūkininko šeimoje, kur buvo ketvirtas iš 12 vaikų, todėl nuo mažens buvo supažindintas su darbu. Jo darbingumas leido baigti mokyklą puikiais rezultatais (580 balų iš 600 galimų) ir gauti stipendiją tolimesnėms studijoms Anglijoje. Įdomu tai, kad jis gavo žinių apie tai nuimdamas bulvių plantaciją ir pranašiškai pasakė: „Tai akivaizdžiai paskutinė mano kasama bulvė“.
Bulvė iš tikrųjų buvo paskutinė, bet Rutherfordas turėjo „kasti“ visą likusį gyvenimą, tik dabar moksle. Jo moksline veikla prasidėjo į žinomas fizikai visame pasaulyje Cavendish laboratorijoje, iš kurios iškilo 17 Nobelio premijos laureatų. Vadovaujant didžiausiam to meto mokslininkui J.J. Thomsonas Rutherfordas „įkasė“ taip giliai, kad jaunieji kolegos jam suteikė slapyvardį „Triušis“. Jis domėjosi įvairiausiais klausimais. Tai apima elektromagnetines bangas, srovės perėjimą per dujas ir radioaktyvumą. Būtent radioaktyviosios spinduliuotės tyrimas atnešė jam pasaulinę šlovę ir šlovę. Naudojant magnetinis laukas jis suskirstė radioaktyviąją spinduliuotę į α ir β spindulius, atrado dėsnį radioaktyvusis skilimas, jis pateisino galimybę radioaktyvaus skilimo metu vieni elementai virsti kitais.
1908 metais Ernestas Rutherfordas tapo Nobelio premijos laureatu... chemijos srityje (tuo metu radioaktyvumas buvo susijęs ne su fizika, o su chemija). Ta proga pats Rutherfordas sakė: „Aš susidūriau su daugybe skirtingų transformacijų... bet pati nuostabiausia transformacija buvo ta, kad akimirksniu iš fiziko tapau chemiku“.
Tačiau fizikoje Rutherfordo pasiekimai ir atradimai tokie reikšmingi, kad jų pakaktų keliems panašiems apdovanojimams. Prisiminkime tik keletą iš jų:

1. α-dalelių sklaidos eksperimentai, dėl kurių buvo sukurtas planetinis atomo modelis.
2. Pirmas pasaulyje branduolinė reakcija, atliktas azoto atomus bombarduojant alfa dalelėmis, dėl ko azotas virto deguonimi (tiksliau į ozoną – deguonies izotopą). Beje, Rutherfordas atliko 17 skirtingų branduolinių reakcijų.
3. Protono atradimas, kuris yra neatskiriama dalis bet kurio atomo branduoliai (1919). Protonas buvo atrastas pirmosios branduolinės reakcijos metu.

7 N 14 + 2 α 4 = 8 O 17 + 1 p 1

Tapęs garbingu mokslininku, Rutherfordas įgijo naują slapyvardį - „Krokodilas“. Krokodilas yra padaras, kuris negali judėti atgal. Rutherfordas visada ėjo į priekį ir, žinodamas apie savo slapyvardį, neįsižeidė savo kolegų.
E. Rutherfordas dosniai dalijosi savo idėjomis su studentais, kurie pas jį atėjo iš kur skirtingos salys. Tai anglas D. Chadwigas, 1932 metais atradęs Rutherfordo numatytą neutroną; tai rusų fizikas P.L.Kapitsa, geriausias Rutherfordo mokinys; tai vokiečių fizikas G. Geigeris, sukūręs α ir β dalelių skaitiklį; tai danas N. Bohras, kuris prilygo savo mokytojui atominės fizikos kūrime ir kt. Beje, visi minėti Rutherfordo mokiniai yra Nobelio premijos laureatai.
Iš Kapitsos atsiminimų apie Rutherfordą: „... jis ypatingai atsargiai elgėsi su žmonėmis, ypač su savo mokiniais. ... Laboratorijoje jam nebuvo leista dirbti ilgiau nei 6 valandą vakaro, o savaitgaliais – iš viso. Jis teigė, kad „blogi žmonės yra tie, kurie per daug dirba ir per mažai galvoja“. Jis ne kartą priminė savo pavaduotojui: „Visi, kas turi savų idėjų, reikia padėti jas įgyvendinti, net jei jos atrodo ne itin svarbios ar net neįmanomos, nes klaidos moko ne mažiau nei sėkmės. ... Nepamirškite, kad daugelis jūsų berniukų idėjų gali būti geresnės nei jūsų pačių, ir niekada neturėtumėte pavydėti savo mokinių sėkmės. ... Dėl studentų aš atrodau jauna.
Jausdami tėvišką rūpestį, mokiniai jam atsilygino abipuse meile. P.L. Kapitsa pažymėjo, kad posakis „Paprastumas yra didžiausia išmintis“ visiškai tinka Rutherfordui. Ir iš tiesų, nepaisant pasaulinės šlovės, Rutherfordas visada išliko paprastas bendraudamas, darbe ir apskritai gyvenime.
Dabar mažai kas žino, kad 1932 metais jis buvo pakeltas į lordo laipsnį ir vadinamas lordu Nelsonu (kaip ir lordu Kelvinu), tačiau pats šio vardo praktiškai nevartojo, likdamas paprastu ūkininko sūnumi.
Rutherfordo mokytojo karjera nebuvo tokia sėkminga. Užsiėmimų metu jį nuolat traukdavo pasakojimai apie naujas mokslo idėjas ir perspektyvas, tačiau dėl to studentai nespėjo įsisavinti programos medžiagos. Įspūdingai paskaitose pristatydamas fizinius nagrinėjamo klausimo aspektus, jis beveik niekada nesugebėjo pateikti su šiuo klausimu susijusių matematinių išvadų. Padaręs klaidą įrodyme, jis sugėdintas padėjo kreidą ir pasakė: „Jei padarysite visas išvadas teisingai, bus taip, kaip sakiau“. Rutherfordas kartą pademonstravo radžio skilimą. Ekranas mirgėjo ir išsijungė. Savo patirtį jis komentavo taip: „Dabar jūs matote, kad nieko nesimato, o kodėl nieko nematyti, dabar pamatysite“. Greičiausiai Rutherfordas niekada nesiruošė paskaitoms, manydamas, kad nereikia gaišti laiko tam, ką galima perskaityti vadovėlyje.
Įdomu tai, kad Rutherfordo vardas dažnai sutampa su Niutono vardu. Taigi, Rutherfordas vedė merginą, vardu Mary Newton (didžiojo mokslininko bendravardis); pažymima, kad Sode Rutherfordui ant galvos nukrito obels šaka, kaip ir ant Niutono nukrito obuolys; net Rutherfordo kapas yra šalia Niutono.
Kalbant apie Rutherfordo mirtį, ji visiems buvo visiškai netikėta. 1937 metų rudenį jis patyrė pasmaugtą išvaržą ir mirė ketvirtą dieną po operacijos. Rutherfordas yra palaidotas Šv. Pauliaus katedroje, žinomoje kaip Vestminsterio abatija. Jo sarkofagas įrengtas vadinamajame „mokslo kampelyje“, kur palaidoti I. Niutonas, M. Faradėjus, C. Darvinas. Paprastas paminklas virš mokslininko pelenų patvirtina jo kuklumą. Tačiau neblėstantis paminklas didžiajam Rutherfordui buvo atominė fizika, kurios tėvas jis buvo ir kuri buvo puikiai išplėtota daugelio jo mokinių darbuose.

1871 m. rugpjūčio 30 d. gimė Naujosios Zelandijos kilmės britų fizikas, žinomas kaip branduolinės fizikos „tėvas“ ir 1908 m. Nobelio chemijos premijos laureatas seras Ernestas Rutherfordas.

Nusprendėme prisiminti garsaus mokslininko biografiją ir iliustruoti pagrindinius jos gaires savo nuotraukų pasirinkime.

Gimė 1871 m. rugpjūčio 30 d. Spring Brove mieste (Naujoji Zelandija) škotų emigrantų šeimoje. Jo tėvas dirbo mechaniku ir linų ūkininku, mama – mokytoja. Ernestas buvo ketvirtas iš 12 Rutherfordo vaikų ir talentingiausias.

Namas V Fokshilas , Kur Ernestas praleido dalį mano vaikystės

„Mokslai skirstomi į dvi grupes – fiziką ir pašto ženklų kolekcionavimą“

Jau baigęs pradinę mokyklą, būdamas pirmasis mokinys, jis gavo 50 svarų sterlingų premiją, kad galėtų tęsti mokslus. Dėl šios priežasties Rutherfordas įstojo į koledžą Nelsone (Naujoji Zelandija).

Rutherfordo portretas 1892 m., kai jis mokėsi Kenterberio koledže

Baigęs koledžą jaunuolis išlaikė egzaminus Kenterberio universitete ir čia rimtai studijavo fiziką ir chemiją.

« Jei mokslininkas negali paaiškinti, ką jis daro su valytoja, šluodama grindis jo laboratorijoje, tai jis pats nesupranta, ką daro.«

Rutherfordas su studentais Monrealyje , Kalifornijos valstija. 1899 m

J. J. Tomsonas, kaip ir daugelis išskirtinių pabaigoje fizikos profesoriai subūrė būrį šviesių jaunuolių. mokslinius tyrimus atliekančių studentų"aplink tave. Tiesiogiai tarp jų yra jo globotinė Ernestas Rutherfordas.

Jis dalyvavo kuriant mokslinę studentų draugiją ir 1891 m. parengė pranešimą tema „Elementų evoliucija“, kur pirmą kartą buvo išsakyta mintis, kad atomai yra sudėtingos sistemos, pastatytas iš tų pačių komponentų.

Hansas Geigeris buvo Rutherfordas pagrindinis partneris V tyrimai nuo 1907 m iki 1913 m

Tuo metu, kai fizikoje dominavo J. Daltono idėja apie atomo nedalomumą, ši mintis atrodė absurdiška, o jaunasis Rutherfordas netgi turėjo atsiprašyti savo kolegų už „akivaizdžią nesąmonę“.

Ernestas Rutherfordas (pirmas iš kairės apatinėje eilėje) su kolegomis

Tiesa, po 12 metų Rutherfordas įrodė, kad buvo teisus. Baigęs universitetą Ernestas tapo mokytoju vidurinė mokykla, tačiau ši veikla jam aiškiai nepatiko. Geriausiam metų absolventui Rutherfordui buvo įteikta stipendija, jis išvyko tęsti studijų į Kembridžą – Anglijos mokslo centrą.

Rutherfordas (antras iš kairės viršutinėje eilėje) su klasės draugais 1896 m

Cavendish laboratorijoje Rutherfordas sukūrė radijo ryšio siųstuvą 3 km spinduliu, tačiau pirmenybę už jo išradimą skyrė italų inžinieriui G. Marconi, o pats pradėjo tyrinėti dujų ir oro jonizaciją. Mokslininkas pastebėjo, kad urano spinduliuotė turi du komponentus – alfa ir beta spindulius. Tai buvo apreiškimas.

Rutherfordas Aš mylėjau geras žaidimas golfas sekmadieniais. Iš kairės į dešinę: Ralfas Fowleris , F. U. Aston , Rutherfordas , G. IR. Teiloras

Monrealyje, tyrinėdamas torio aktyvumą, Rutherfordas atrado naujos dujos- radonas. 1902 m. savo darbe „Radioaktyvumo priežastis ir prigimtis“ mokslininkas pirmą kartą išreiškė mintį, kad radioaktyvumo priežastis yra spontaniškas vienų elementų perėjimas prie kitų. Jis nustatė, kad alfa dalelės yra teigiamai įkrautos, jų masė didesnė nei vandenilio atomo, o jų krūvis yra maždaug lygus dviejų elektronų krūviui ir tai primena helio atomus.

Vestuvės Ernesta Ir Marija Rutherfordas , 28 birželis 1900 m Naujoji Zelandija

1903 m. Rutherfordas tapo Londono karališkosios draugijos nariu, o 1925–1930 m. ėjo jos prezidento pareigas.

Ernestas Rutherfordas 1911 m. Solvay kongrese

1904 metais buvo išleistas fundamentinis mokslininko darbas „Radioaktyviosios medžiagos ir jų spinduliuotė“, tapęs branduolio fizikų enciklopedija. 1908 metais Rutherfordas tapo Nobelio premijos laureatu už radioaktyviųjų elementų tyrimus. Mančesterio universiteto fizikos laboratorijos vadovas Rutherfordas sukūrė branduolinių fizikų mokyklą, savo mokinius.

Rutherfordas visada suburdavo aplink save būrį ryškių jaunų talentų.Nuotrauka 1910 m

Kartu su jais jis tyrinėjo atomą ir 1911 m. pagaliau priėjo prie planetinio atomo modelio, apie kurį rašė straipsnyje, paskelbtame „Philosophical Journal“ gegužės mėnesio numeryje. Modelis buvo priimtas ne iš karto, jis buvo sukurtas tik po to, kai jį patobulino Rutherfordo studentai, ypač N. Bohr.

Cockcroft, Rutherford ir Walton 1932 m

Jaunojo Ernesto Rutherfordo skulptūra. Memorialas į Naujoji Zelandija

Mokslininkas mirė 1937 metų spalio 19 dieną Kembridže. Kaip ir daugelis didžiųjų Anglijos vyrų, Ernestas Rutherfordas ilsisi Šv. Pauliaus katedroje, „Mokslo kampelyje“, šalia Niutono, Faradėjaus, Dureno, Heršelio.

Seras Ernestas Rutherfordas. Gimė 1871 m. rugpjūčio 30 d. Spring Grove, Naujojoje Zelandijoje – mirė 1937 m. spalio 19 d. Kembridže. Naujosios Zelandijos kilmės britų fizikas. Žinomas kaip branduolinės fizikos „tėvas“. Nobelio chemijos premijos laureatas 1908 m. 1911 m., atlikdamas garsųjį α dalelių sklaidos eksperimentą, jis įrodė, kad atomuose yra teigiamai įkrautas branduolys ir aplink jį esantys neigiamai įkrauti elektronai. Remdamasis eksperimento rezultatais, jis sukūrė planetinį atomo modelį.

Rutherfordas gimė Naujojoje Zelandijoje mažame Spring Grove kaimelyje, esančiame šiaurėje Pietų sala netoli Nelsono miesto, linų ūkininko šeimoje. Tėvas – Jamesas Rutherfordas, imigravęs iš Perto (Škotija). Motina - Martha Thompson, kilusi iš Hornchurch, Essex, Anglija. Tuo metu kiti škotai emigravo į Kvebeką (Kanada), tačiau Rutherfordų šeimai nepasisekė ir vyriausybė suteikė nemokamą laivo bilietą į Naująją Zelandiją, o ne į Kanadą.

Ernestas buvo ketvirtas vaikas dvylikos vaikų šeimoje. Jis turėjo nuostabią atmintį, puikią sveikatą ir stiprybę. Jis su pagyrimu baigė pradinę mokyklą, gaudamas 580 taškų iš 600 galimų ir 50 svarų premiją, kad galėtų tęsti studijas Nelsono koledže. Kita stipendija leido jam tęsti studijas Kenterberio koledže Kraistčerče (dabar – Naujosios Zelandijos universitetas). Tuo metu tai buvo nedidelis universitetas, kuriame mokėsi 150 studentų ir tik 7 profesoriai. Rutherfordas aistringai domisi mokslu ir pradeda mokslinį darbą nuo pirmos dienos.

Jo magistro darbas, parašytas 1892 m., pavadintas „Geležies magnetizavimas esant aukšto dažnio iškrovoms“. Darbas buvo susijęs su aukšto dažnio radijo bangų aptikimu, kurių egzistavimą 1888 metais įrodė vokiečių fizikas Heinrichas Hertzas. Rutherfordas išrado ir pagamino prietaisą – magnetinį detektorių, vieną pirmųjų elektromagnetinių bangų imtuvų.

Baigęs universitetą 1894 m., Rutherfordas metus dėstė vidurinėje mokykloje.

Kolonijose gyvenantiems gabiausiems Didžiosios Britanijos karūnos subjektams kartą per dvejus metus buvo skirta speciali stipendija, pavadinta 1851 m. pasaulinės parodos vardu – 150 svarų per metus, kuri suteikė galimybę išvykti į Angliją tolimesniam mokslo pažangai. 1895 m. Rutherfordui buvo suteikta ši stipendija, nes pirmasis ją gavęs McClarenas jos atsisakė. Tų pačių metų rudenį, pasiskolinęs pinigų laivui į Didžiąją Britaniją, Rutherfordas atvyko į Angliją Kembridžo universiteto Cavendish laboratorijoje ir tapo pirmuoju jos direktoriaus Josepho Johno Thomsono doktorantu.

1895-ieji buvo pirmieji metai, kuriais (J. J. Tomsono iniciatyva) galėjo tęsti kitus universitetus baigę studentai mokslinis darbas Kembridžo laboratorijose. Kartu su Rutherfordu Johnas McLennanas, Johnas Townsendas ir Paulas Langevinas pasinaudojo šia galimybe ir užsiregistravo Cavendish laboratorijoje. Rutherfordas dirbo viename kambaryje su Langevinu ir su juo draugavo, ši draugystė tęsėsi iki pat jų gyvenimo pabaigos.

Tais pačiais 1895 metais buvo sudarytos sužadėtuvės su Mary Georgina Newton (1876-1945), pensionato, kuriame gyveno Rutherfordas, savininko dukra. (Vestuvės įvyko 1900 m.; 1901 m. kovo 30 d. jie susilaukė dukters Eileen Mary (1901–1930), vėliau žinomo astrofiziko Ralpho Fowlerio žmonos.)

Rutherfordas planavo studijuoti radijo ar Herco bangų detektorių, laikyti fizikos egzaminus ir įgyti magistro laipsnį. Tačiau kitais metais paaiškėjo, kad JK vyriausybės paštas skyrė pinigų Marconi už tą patį darbą ir atsisakė jį finansuoti Cavendish laboratorijoje. Kadangi stipendijos nepakako net maistui, Rutherfordas buvo priverstas pradėti dirbti J. J. Thomson dėstytoju ir asistentu dujų jonizacijos proceso, veikiant rentgeno spinduliams, tyrimo tema. Kartu su J. J. Thomsonu Rutherfordas atrado srovės prisotinimo reiškinį dujų jonizacijos metu.

1898 metais Rutherfordas atrado alfa ir beta spindulius. Po metų Paulas Villaras atrado gama spinduliuotę (šios rūšies jonizuojančiosios spinduliuotės pavadinimą, kaip ir pirmąsias dvi, pasiūlė Rutherfordas).

Nuo 1898 metų vasaros mokslininkas žengė pirmuosius žingsnius tirdamas naujai atrastą radioaktyvumo reiškinį urane ir toriuje. Rutherfordas rudenį Thomsono siūlymu, įveikęs 5 žmonių konkursą, užima profesoriaus pareigas McGill universitete Monrealyje (Kanada) su 500 svarų sterlingų arba 2500 Kanados dolerių atlyginimu per metus. Šiame universitete Rutherfordas vaisingai bendradarbiavo su Fredericku Soddy, tuo metu Chemijos katedros jaunesniuoju laborantu, o vėliau (kaip ir Rutherfordu) Nobelio chemijos premijos laureatu (1921). 1903 m. Rutherfordas ir Soddy pasiūlė ir įrodė revoliucinę idėją apie elementų transformaciją radioaktyvaus skilimo metu.

Sulaukęs plataus pripažinimo už darbą radioaktyvumo srityje, Rutherfordas tapo paklausiu mokslininku ir sulaukė daugybės darbo pasiūlymų tyrimų centruose. įvairios šalys ramybė. 1907 m. pavasarį jis paliko Kanadą ir pradėjo dėstyti Viktorijos universitete (dabar – Mančesterio universitetas) Mančesteryje (Anglija), kur jo atlyginimas padidėjo maždaug 2,5 karto.

1908 metais Rutherfordas buvo apdovanotas Nobelio chemijos premija „už elementų skilimo tyrimus radioaktyviųjų medžiagų chemijoje“.

Gavęs žinią, kad jam buvo įteikta Nobelio chemijos premija, Rutherfordas pareiškė: „Visas mokslas yra arba fizika, arba pašto ženklų rinkimas“.

Svarbus ir džiugus įvykis jo gyvenime buvo mokslininko išrinkimas Londono karališkosios draugijos nariu 1903 m., o 1925–1930 m. jis ėjo jos prezidento pareigas. 1931–1933 metais Rutherfordas buvo Fizikos instituto prezidentas.

1914 metais Rutherfordas buvo apdovanotas bajoro titulas ir tampa „seru Ernstu“. Vasario 12 d. Bekingemo rūmuose karalius įšventino jį į riterius: jis buvo apsirengęs dvaro uniforma ir apjuostas kardu.

Jo heraldinis herbas, patvirtintas 1931 m., Anglijos bendražygis baronas Rutherfordas Nelsonas (kaip jis buvo pradėtas vadinti puikus fizikas po to, kai buvo pakeltas į bajorų laipsnį) buvo vainikuotas kiviu – Naujosios Zelandijos simboliu. Herbo dizainas yra eksponento atvaizdas – kreivė, apibūdinanti monotonišką radioaktyviųjų atomų skaičiaus mažėjimo per laiką procesą.

Rutherfordo moksliniai pasiekimai:

Remiantis prisiminimais, Rutherfordas buvo ryškus anglų eksperimentinės fizikos mokyklos, kuriai būdingas noras suprasti esmę, atstovas. fizinis reiškinys ir patikrinkite, ar tai galima paaiškinti esamomis teorijomis (priešingai nei „vokiškoji“ eksperimentalistų mokykla, kuri pradeda nuo esamų teorijų ir siekia jas patikrinti patirtimi).

Jis naudojo mažai formulių ir mažai naudojo matematiką, tačiau buvo puikus eksperimentuotojas, šiuo atžvilgiu primenantis Faradėjų. Švenčia Kapitsa svarbi kokybė Rutherfordo, kaip eksperimentatoriaus, stiprybė buvo jo stebėjimo galios. Visų pirma, jos dėka jis atrado torio emanaciją, pastebėdamas elektroskopo, kuris matavo jonizaciją, rodmenų skirtumus, kai jis atidarytas ir uždarytos durysįrenginyje, blokuodamas oro srautą. Kitas pavyzdys – Rutherfordo atrastas dirbtinės elementų transmutacijos atradimas, kai ore esančių azoto branduolių švitinimas alfa dalelėmis buvo lydimas didelės energijos dalelių (protonų), kurios turėjo ilgesnį diapazoną, tačiau buvo labai retos.

1904 – „Radioaktyvumas“
1905 m. – „Radioaktyvios transformacijos“
1930 m. „Radiations of Radioactive Substances“ (bendraautoriai su J. Chadwicku ir C. Ellisu).

12 Rutherfordo mokinių tapo Nobelio fizikos ir chemijos premijos laureatais. Vienas talentingiausių Henrio Moseley mokinių, eksperimentiškai pademonstravęs fizinę periodinio įstatymo prasmę, mirė 1915 m. Galipolyje per Dardanelų operaciją. Monrealyje Rutherfordas dirbo su F. Soddy, O. Khanu; Mančesteryje – su G. Geigeriu (visų pirma, jis padėjo jam sukurti automatinį jonizuojančių dalelių skaičiaus skaitiklį), Kembridže – su N. Bohru, P. Kapitsa ir daugeliu kitų būsimų garsių mokslininkų.

Po radioaktyviųjų elementų atradimo buvo pradėtas aktyvus jų spinduliuotės fizikinės prigimties tyrimas. Rutherfordui pavyko atrasti sudėtinga kompozicija radioaktyvioji spinduliuotė.

Patirtis buvo tokia. Radioaktyvus vaistas buvo patalpintas siauro švino cilindro kanalo apačioje, o priešais - fotografinė plokštelė. Iš kanalo išeinančią spinduliuotę paveikė magnetinis laukas. Šiuo atveju visa instaliacija buvo vakuume.

Magnetiniame lauke spindulys suskyla į tris dalis. Du pirminės spinduliuotės komponentai buvo nukreipti priešingos pusės, kuris rodė, kad jie turėjo priešingų ženklų kaltinimus. Trečiasis komponentas išsaugojo sklidimo tiesiškumą. Spinduliuotė su teigiamu krūviu vadinama alfa spinduliais, neigiama – beta spinduliais, neutrali – gama spinduliais.

Tyrinėdamas alfa spinduliuotės prigimtį, Rutherfordas atliko tokį eksperimentą. Alfa dalelių kelyje jis pastatė Geigerio skaitiklį, kuris išmatavo išmestų dalelių skaičių per tam tikrą laiką. Po to, naudodamas elektrometrą, jis išmatavo per tą patį laiką išmetamų dalelių krūvį. Žinodamas bendrą alfa dalelių krūvį ir jų skaičių, Rutherfordas apskaičiavo vienos tokios dalelės krūvį. Paaiškėjo, kad jis yra lygus dviems elementariems.

Pagal dalelių nukreipimą magnetiniame lauke jis nustatė jo krūvio ir masės santykį. Paaiškėjo, kad viename elementiniame krūvyje yra du atominės masės vienetai.

Taigi buvo nustatyta, kad, kai krūvis lygus dviem elementariiesiems, alfa dalelė turi keturis atominės masės vienetus. Iš to išplaukia, kad alfa spinduliuotė yra helio branduolių srautas.

1920 metais Rutherfordas pasiūlė, kad egzistuotų dalelė, kurios masė lygi protono masei, bet be elektros krūvio – neutronas. Tačiau jam nepavyko aptikti tokios dalelės. Jo egzistavimą eksperimentiškai įrodė Jamesas Chadwickas 1932 m.

Be to, Rutherfordas 30% patobulino elektrono krūvio ir jo masės santykį.

Remdamasis radioaktyvaus torio savybėmis, Rutherfordas atrado ir paaiškino radioaktyviąją transformaciją cheminiai elementai. Mokslininkas išsiaiškino, kad torio aktyvumas uždaroje ampulėje išlieka nepakitęs, tačiau pučiant vaistą net ir labai silpna oro srove, jo aktyvumas gerokai sumažėja. Buvo pasiūlyta, kad tuo pačiu metu kaip ir alfa dalelės, toris išskiria radioaktyviąsias dujas.

Bendro Rutherfordo ir jo kolegos Fredericko Soddy darbo rezultatai buvo paskelbti 1902–1903 m. keliuose „Philosophical Magazine“ straipsniuose. Šiuose straipsniuose, išanalizavę gautus rezultatus, autoriai priėjo prie išvados, kad vienus cheminius elementus įmanoma paversti kitais.

Siurbdamas orą iš indo, kuriame yra torio, Rutherfordas išskyrė torio (dabar žinomų kaip toronas arba radonas-220, vienas iš radono izotopų) emanaciją ir ištyrė jo jonizuojantį gebėjimą. Nustatyta, kad šių dujų aktyvumas kas minutę sumažėja perpus.

Tyrinėdamas radioaktyviųjų medžiagų aktyvumo priklausomybę nuo laiko, mokslininkas atrado radioaktyvaus skilimo dėsnį.

Kadangi cheminių elementų atomų branduoliai yra gana stabilūs, Rutherfordas pasiūlė, kad jiems transformuoti ar sunaikinti reikia labai daug energijos. Pirmasis branduolys, kuriam buvo atlikta dirbtinė transformacija, yra azoto atomo branduolys. Bombarduodamas azotą didelės energijos alfa dalelėmis, Rutherfordas atrado protonų – vandenilio atomo branduolių – atsiradimą.

Rutherfordas yra vienas iš nedaugelio Nobelio premijos laureatų, kuris jį gavęs atliko garsiausią savo darbą. Kartu su Hansu Geigeriu ir Ernstu Marsdenu 1909 m. jis atliko eksperimentą, kuris įrodė atomo branduolio egzistavimą. Rutherfordas paprašė Geigerio ir Marsdeno šiame eksperimente ieškoti alfa dalelių su labai dideliais nuokrypio kampais, o to nesitikėjo tuo metu Thomsono atomo modelis. Tokie nukrypimai, nors ir retai, buvo nustatyti, o nukrypimo tikimybė – sklandi, nors ir sparčiai mažėjanti, nuokrypio kampo funkcija.

Vėliau Rutherfordas prisipažino, kad pasiūlęs savo mokiniams atlikti alfa dalelių sklaidos dideliais kampais eksperimentą, pats netikėjo teigiamu rezultatu.

Rutherfordas sugebėjo interpretuoti eksperimento metu gautus duomenis, todėl 1911 m. jis sukūrė planetinį atomo modelį. Pagal šį modelį atomą sudaro labai mažas teigiamai įkrautas branduolys, kuriame yra didžioji atomo masės dalis, ir aplink jį skriejantys šviesos elektronai.

Kapitsa pravarde Rutherfordas „krokodilas“ už gerą nusiteikimą. 1931 m. Krokodil užsitikrino 15 tūkstančių svarų sterlingų specialaus Kapitsos laboratorijos pastato statybai ir įrengimui. 1933 m. vasarį Kembridže įvyko iškilmingas laboratorijos atidarymas. 2 aukštų pastato galinėje sienoje buvo didžiulis akmenyje iškaltas krokodilas, dengiantis visą sieną. Jį užsakė Kapitsa, o pagamino garsus skulptorius Ericas Gillas. Pats Rutherfordas paaiškino, kad tai jis. Įėjimo durys atidaryta paauksuotu krokodilo formos raktu.

Pasak Yveso, Kapitsa paaiškino savo sugalvotą slapyvardį: „Šis gyvūnas niekada neatsigręžia, todėl gali simbolizuoti Rutherfordo įžvalgą ir jo greitą pažangą į priekį.. Kapitsa pridūrė, kad „Rusijoje jie žiūri į krokodilą su siaubo ir susižavėjimo mišiniu“.

Įdomu tai, kad atomo branduolį atradęs Rutherfordas skeptiškai vertino branduolinės energijos perspektyvas: „Kiekvienas, kuris tikisi, kad atomų branduolių transformacija taps energijos šaltiniu, išpažįsta nesąmones..