Ърнест Ръдърфорд (снимка, публикувана по-късно в статията), барон Ръдърфорд от Нелсън и Кеймбридж (роден на 30.08.1871 г. в Спринг Гроув, Нова Зеландия - починал на 19.10.1937 г. в Кеймбридж, Англия) е британски физик с произход от Нова Зеландия , който се смята за най-великия експериментатор от времето на Майкъл Фарадей (1791-1867). Той беше централна фигура в областта на радиоактивността и неговата концепция за структурата на атома доминираше в ядрената физика. Той печели Нобелова награда през 1908 г., президент е на Кралското общество (1925-1930) и на Британската асоциация за напредък на науката (1923). През 1925 г. е приет в Ордена за заслуги и през 1931 г. е удостоен със звание пэр, получава титлата лорд Нелсън.

Ърнест Ръдърфорд: кратка биография в ранните години от живота

Бащата на Ърнест Джеймс в средата на 19 век се премества от Шотландия като дете в Нова Зеландия, едва наскоро заселена от европейци, където се занимава със земеделие. Майката на Ръдърфорд - Марта Томпсън - идва от Англия като тийнейджърка и работи като учителка в училище, докато се омъжи и има десет деца, от които Ърнест е четвърто (и втори син).

Ърнест посещава безплатни държавни училища до 1886 г., когато печели стипендия за частната гимназия на Нелсън. Надареният ученик се отличи по почти всеки предмет, но най-вече по математика. Друга стипендия помага на Ръдърфорд да се запише през 1890 г. в колежа Кентърбъри, един от четирите кампуса на Университета на Нова Зеландия. Беше малка институция само с осем учители и по-малко от 300 ученици. Младият талант имаше късмета да има отлични преподаватели, които разпалиха у него интерес към научни изследвания, подкрепен с надеждни доказателства.

След завършване на тригодишен курс на обучение, Ърнест Ръдърфорд става бакалавър и печели стипендия за една година следдипломно обучение в Кентърбъри. Завършвайки го в края на 1893 г., той получава степента на магистър по изкуствата – първата напреднала степен по физика, математика и математическа физика. Той беше помолен да остане още една година в Крайстчърч, за да проведе независими експерименти. Изследванията на Ръдърфорд върху способността на високочестотен електрически разряд, като този от кондензатор, да намагнитват желязото в края на 1894 г. му донесоха бакалавърска степен. През този период той се влюбва в Мери Нютон, дъщерята на жената, в чиято къща се установява. Женят се през 1900 г. През 1895 г. Ръдърфорд получава стипендия, кръстена на Световното изложение от 1851 г. в Лондон. Той решава да продължи изследванията си в лабораторията на Кавендиш, която Дж. Дж. Томсън, водещият експерт в Европа по електромагнитно излъчване, поема през 1884 г.

Кеймбридж

Като признание на нарастващото значение на науката, Университетът в Кеймбридж промени правилата си, за да позволи на завършилите други университети да завършат степен след две години обучение и завършване на приемлива изследователска работа. Ръдърфорд беше първият изследовател. Ърнест, освен че демонстрира намагнитване чрез осцилаторен разряд на желязо, открива, че иглата губи част от намагнитването си в магнитно поле, създадено от променлив ток. Това направи възможно създаването на детектор на новооткрити електромагнитни вълни. През 1864 г. шотландският физик-теоретик Джеймс Клерк Максуел предсказва тяхното съществуване, а през 1885-1889г. Германският физик Хайнрих Херц ги открива в своята лаборатория. Устройството на Ръдърфорд за откриване на радиовълни беше по-просто и имаше търговски потенциал. Следващата година младият учен прекарва в лабораторията в Кавендиш, увеличавайки обхвата и чувствителността на инструмента, който може да приема сигнали на разстояние от половин миля. На Ръдърфорд обаче липсваха междуконтиненталната визия и предприемаческите умения на италианеца Гулиелмо Маркони, който изобретява безжичния телеграф през 1896 г.

Йонизационни изследвания

Без да изоставя старата си страст към алфа частиците, Ръдърфорд изучава лекото им разсейване след взаимодействие с фолиото. Гайгер се присъедини към него и те получиха по-смислени данни. През 1909 г., когато студентът Ърнест Марсдън търси тема за своя изследователски проект, Ърнест предлага да изучава големи ъгли на разсейване. Марсдън открива, че малък брой α-частици се отклоняват на повече от 90° от първоначалната си посока, което кара Ръдърфорд да възкликне, че това е почти толкова невероятно, колкото ако 15-инчов снаряд, изстрелян по лист хартия, отскочи назад и удари стрелеца. .

Атомен модел

Размишлявайки върху това как такава тежка заредена частица може да бъде отклонена чрез електростатично привличане или отблъскване под такъв голям ъгъл, Ръдърфорд заключава през 1944 г., че атомът не може да бъде хомогенно твърдо вещество. Според него тя се е състояла предимно от празно пространство и мъничко ядро, в което е съсредоточена цялата му маса. Ръдърфорд Ърнест потвърди модела на атома с множество експериментални доказателства. Това беше най-големият му научен принос, но не му се обръщаше малко внимание извън Манчестър. През 1913 г. обаче датският физик Нилс Бор показа важността на това откритие. Година по-рано той посети лабораторията на Ръдърфорд и се завърна като преподавател през 1914-1916 г. Радиоактивността, обясни той, се намира в ядрото, докато химичните свойства се определят от орбитиращи електрони. Моделът на атома на Бор доведе до нова концепция за кванти (или дискретни стойности на енергия) в електродинамиката на орбитите и той обясни спектралните линии като освобождаване или поглъщане на енергия от електрони, когато те се движат от една орбита в друга . Хенри Мозли, друг от многото ученици на Ръдърфорд, по подобен начин обяснява последователността на рентгеновия спектър на елементите чрез ядрения заряд. Така се разработи нова кохерентна картина на физиката на атома.

Подводници и ядрена реакция

Първата световна война опустошава лабораторията, ръководена от Ърнест Ръдърфорд. Интересни факти от живота на един физик през този период са свързани с участието му в разработването на противоподводни оръжия, както и с членството в Адмиралтейския съвет за изобретения и научни изследвания. Когато намери време да се върне към предишната си научна работа, той се насочи към изучаването на сблъсъка на алфа-частиците с газове. В случай на водород, както се очакваше, детекторът регистрира образуването на отделни протони. Но протоните се появяват и по време на бомбардирането на азотни атоми. През 1919 г. Ърнест Ръдърфорд добавя още едно откритие към своите открития: той успява изкуствено да предизвика ядрена реакция в стабилен елемент.

Връщане в Кеймбридж

Ядрените реакции занимават учения през цялата му кариера, която се провежда отново в Кеймбридж, където през 1919 г. Ръдърфорд става наследник на Томсън като директор на Кавендишката лаборатория на университета. Ърнест доведе тук своя колега от университета в Манчестър, физикът Джеймс Чадуик. Заедно те бомбардираха редица леки елементи с алфа частици и предизвикаха ядрени трансформации. Но те не успяха да проникнат в по-тежките ядра, тъй като алфа-частиците бяха отблъснати от тях поради същия заряд и учените не можаха да установят дали това се е случило поотделно или заедно с целта. И в двата случая се изискваше по-съвременна технология.

По-високите енергии в ускорителите на частици, необходими за решаването на първия проблем, станаха достъпни в края на 20-те години на миналия век. През 1932 г. двама ученици на Ръдърфорд – англичанинът Джон Кокрофт и ирландецът Ърнест Уолтън – стават първите, които действително предизвикват ядрена трансформация. С помощта на високоволтов линеен ускорител те бомбардират лития с протони и го разделят на две α-частици. За тази работа те получават Нобелова награда за физика през 1951 г. Шотландецът Чарлз Уилсън в Кавендиш създава камера за мъгла, която дава визуално потвърждение на траекторията на заредените частици, за което той получава същата престижна международна награда през 1927 г. През 1924 г. английският физик Патрик Блекет модифицира облачната камера, за да снима около 400 000 алфа сблъсъци и установи, че повечето от тях са обикновени еластични, а 8 са придружени от разпад, при който α-частицата се абсорбира от целевото ядро, преди да бъде разделена на два фрагмента. Това беше важна стъпка в разбирането на ядрените реакции, за което Блекет беше удостоен с Нобелова награда по физика през 1948 г.

Откриване на неутронния и термоядрен синтез

Кавендиш също се превърна в място за други интересни творби. Съществуването на неутрона е предсказано от Ръдърфорд през 1920 г. След продължително търсене през 1932 г. Чадуик открива тази неутрална частица, доказвайки, че ядрото се състои от неутрони и протони, а неговият колега, английският физик Норман Федер, скоро показва, че неутроните могат да предизвикат ядрени реакции по-лесно от заредените частици. Работейки с наскоро открита тежка вода в САЩ, през 1934 г. Ръдърфорд, Марк Олифант от Австралия и Пол Хартек от Австрия бомбардират деутерий с деутрони и извършват първия термоядрен синтез.

Живот извън физиката

Ученият имаше няколко ненаучни хобита, включително голф и моторни спортове. Ърнест Ръдърфорд беше накратко либерален, но не и политически активен, въпреки че служи като председател на консултативния съвет на правителствения отдел за научни и промишлени изследвания и беше доживотен президент (от 1933 г.) на Съвета за академична помощ, организация, създадена в помощ на учени, избягали от нацистка Германия. През 1931 г. той става връстник, но това събитие е помрачено от смъртта на дъщеря му, която умира осем дни по-рано. Изключителен учен почина в Кеймбридж след кратко боледуване и беше погребан в Уестминстърското абатство.

Ърнест Ръдърфорд: интересни факти

• Той посещава колежа в Кентърбъри, Университета на Нова Зеландия със стипендия, получава бакалавърска и магистърска степен и прекарва две години в изследвания, които доведоха до изобретяването на нов вид радио.
• Ърнест Ръдърфорд беше първият не-Кеймбридж завършил, на когото беше разрешено да провежда изследователска работа в Кавендишката лаборатория под ръководството на сър Дж. Дж. Томсън.
• По време на Първата световна война работи за решаване на практическите проблеми за откриване на подводници.
• В университета Макгил в Канада Ърнест Ръдърфорд, заедно с химика Фредерик Соди, създава теорията за атомния разпад.
• В университета на Виктория в Манчестър той и Томас Ройдс доказаха, че алфа-лъчението се състои от хелиеви йони.
• Изследванията на Ръдърфорд върху разпадането на елементите и радиоактивните вещества му донасят Нобелова награда през 1908 г.
• Физикът проведе най-известния си експеримент на Гайгер-Марсден, който демонстрира ядрената природа на атома, след като получи награда от Шведската академия.
• В негова чест е кръстен 104-ият химически елемент, рутерфордий, който до 1997 г. се нарича курчатовий в СССР и Руската федерация.

Ръдърфорд Ърнест
Роден: 30 август 1871 г
Умира: 19 октомври 1937 г.

Биография

Сър Ърнест Ръдърфорд (англ. Ernest Rutherford; 30 август 1871, Спринг Гроув, Нова Зеландия - 19 октомври 1937, Кеймбридж) е британски физик от новозеландски произход.

Известен като "бащата" на ядрената физика. Носител на Нобелова награда по химия през 1908 г.

През 1911 г. с известния си експеримент за разсейване на α-частици той доказва съществуването на положително заредено ядро ​​в атомите и отрицателно заредени електрони около него. Въз основа на резултатите от експеримента той създава планетарен модел на атома.

Ръдърфорд е роден в Нова Зеландия в малкото селце Спринг Гроув (англ. Spring Grove), разположено в северната част на Южния остров близо до град Нелсън, в семейството на фермер, отглеждал лен. Баща - Джеймс Ръдърфорд, имигрира от Пърт (Шотландия). Майка - Марта Томпсън, родом от Хорнчърч, Есекс, Англия. По това време други шотландци емигрираха в Квебек (Канада), но семейство Ръдърфорд нямаше късмет и правителството предостави безплатен билет за параход до Нова Зеландия, а не до Канада.

Ърнест беше четвъртото дете в семейство с дванадесет деца. Имаше невероятна памет, добро здраве и сила. Той завършва с отличие основно училище с резултат 580 от 600 и бонус от £50, за да продължи обучението си в Nelson College. Друга стипендия му позволява да продължи обучението си в Кентърбъри Колидж в Крайстчърч (сега Университет на Нова Зеландия). По това време това е малък университет със 150 студенти и само 7 преподаватели. Ръдърфорд обича науката и от първия ден започва изследователска работа.

Магистърската му теза, написана през 1892 г., се нарича „Намагнитване на желязото при високочестотни разряди“. Работата се отнася до откриването на високочестотни радиовълни, чието съществуване е доказано през 1888 г. от немския физик Хайнрих Херц. Ръдърфорд изобретява и произвежда устройство - магнитен детектор, един от първите приемници на електромагнитни вълни.

След като завършва университета през 1894 г., Ръдърфорд е учител в гимназия за една година. Най-надарените млади поданици на британската корона, които са живели в колониите, веднъж на две години получават специална стипендия, наречена на Световното изложение от 1851 г. - 150 паунда годишно, което дава възможност да отидат в Англия за по-нататъшно напредване в наука. През 1895 г. Ръдърфорд получава тази стипендия, тъй като първият, който я получава – Макларън, я отказва. През есента на същата година, след като заема пари за билет до Обединеното кралство, Ръдърфорд пристига в Англия в Кавендишката лаборатория в Кеймбриджския университет и става първият докторант на неговия директор Джоузеф Джон Томсън. 1895 г. е първата година (по инициатива на J. J. Thomson), в която студенти от други университети могат да продължат научна работа в лабораториите на Кеймбридж. Заедно с Ръдърфорд, Джон Макленан, Джон Таунсенд и Пол Ланжевин се възползваха от тази възможност, като се записаха в Кавендишката лаборатория. С Ланжевен Ръдърфордработили в една стая и се сприятелили с него, това приятелство продължило до края на живота им.

През същата 1895 г. е сключен годеж с Мери Джорджина Нютън (1876-1945), дъщеря на домакинята на пансиона, в който живее Ръдърфорд. (Сватбата се състоя през 1900 г., на 30 март 1901 г. имаха дъщеря - Айлин Мери (1901-1930), по-късно съпруга на Ралф Фаулър, известен астрофизик.)

Ръдърфорд планира да изучава радиовълни или херциански вълни, да положи изпити по физика и да получи магистърска степен. Но на следващата година се оказва, че пощенската служба на Обединеното кралство е отпуснала парите на Маркони за същата работа и е отказала да я финансира в лабораторията в Кавендиш. Тъй като стипендията не стига дори за храна, Ръдърфорд е принуден да започне работа като преподавател и асистент на J. J. Thomson по темата за изучаване на процеса на йонизация на газа под действието на рентгеновите лъчи. Заедно с J. J. Thomson, Ръдърфорд открива феномена на насищане на тока по време на йонизация на газ.

Ръдърфорд открива алфа и бета лъчите през 1898 г. Година по-късно Пол Вилард открива гама лъчение (името на този вид йонизиращо лъчение, подобно на първите две, е предложено от Ръдърфорд).

От лятото на 1898 г. ученият прави първите стъпки в изследването на новооткрития феномен на радиоактивността на урана и тория. През есента Ръдърфорд, по предложение на Томсън, преодолявайки конкуренцията от 5 души, заема позицията на професор в университета Макгил в Монреал (Канада) със заплата от 500 паунда стерлинги или 2500 канадски долара годишно. В този университет Ръдърфорд ползотворно си сътрудничи Фредерик Соди, по това време младши лаборант в Химическия факултет, по-късно (като Ръдърфорд) Нобелов лауреат по химия (1921). През 1903 г. Ръдърфорд и Соди излагат и доказват революционната идея за трансформацията на елементите в процеса на радиоактивен разпад. През 1905 г., през септември, за една година в Монреал, той идва в лабораторията на Ръдърфорд, за да учи Ото Хан, бъдещ Нобелов лауреат по химия от Германия.

Получил широка популярност благодарение на работата си в областта на радиоактивността, Ръдърфорд става търсен учен и получава множество предложения за работа в изследователски центрове по целия свят. През пролетта на 1907 г. той напуска Канада и започва професорска длъжност в Университета на Виктория (сега Манчестърския университет) в Манчестър (Англия), където заплатата му е около 2,5 пъти по-висока.

През 1908 г. Ръдърфорд е удостоен с Нобелова награда по химия „за изследванията си върху разпадането на елементите в химията на радиоактивните вещества“.

Важно и радостно събитие в живота му е избирането на учен за член на Лондонското кралско общество през 1903 г., а от 1925 до 1930 г. той е негов президент. От 1931-1933 г. Ръдърфорд е президент на Физическия институт.

През 1914 г. Ръдърфорд е удостоен с титлата на благородството и става „сър Ернст“. На 12 февруари в Бъкингамския дворец кралят го провъзгласи в рицар: той беше облечен в съдебна униформа и препасан с меч.

Неговият хералдически герб, одобрен през 1931 г., връстникът на Англия, барон Ръдърфорд Нелсън (така се казваше великият физик след издигане в ранг на благородство) увенчава птицата киви, символа на Нова Зеландия. Чертежът на герба е изображение на експонента - крива, която характеризира монотонния процес на намаляване на броя на радиоактивните атоми с течение на времето.

Ърнест Ръдърфорд умира на 19 октомври 1937 г., четири дни след спешна операция за неочаквано заболяване - удушена херния - на 66-годишна възраст (въпреки че родителите му доживяват до 90 години). Погребан е в Уестминстърското абатство, до гробовете на Нютон, Дарвин и Фарадей.

Научна дейност

Според мемоарите на П. Л. Капица, Ръдърфорд е виден представител на английската експериментална школа по физика, която се характеризира с желание да разбере същността на физическо явление и да провери дали то може да бъде обяснено от съществуващите теории (за разлика от „немска“ школа на експериментаторите, която изхожда от съществуващите теории и се стреми да ги тества експериментално). Той използваше малко формули и малко прибягваше до математиката, но беше брилянтен експериментатор, напомнящ в това отношение на Фарадей. Важно качество на Ръдърфорд като експериментатор, отбелязано от Капица, е неговата наблюдателност. По-специално, благодарение на нея, той открива излъчването на торий, забелязвайки разлики в показанията на електроскоп, който измерва йонизацията, с отворена и затворена врата в устройството, блокирайки въздушния поток. Друг пример е откритието от Ръдърфорд на изкуствена трансмутация на елементи, когато облъчването на азотни ядра във въздуха с алфа частици е придружено от появата на високоенергийни частици (протони), които имат по-голям обхват, но са много редки.

1904 - "Радиоактивност".

1905 г. - "Радиоактивни трансформации".

1930 г. - "Емисии на радиоактивни вещества" (в съавторство с Дж. Чадуик и К. Елис).

12 ученици от Ръдърфорд станаха носители на Нобелова награда по физика и химия. Един от най-талантливите ученици Хенри Мозли, който експериментално показа физическото значение на периодичния закон, загива през 1915 г. в Галиполи по време на операцията в Дарданелите. В Монреал Ръдърфорд работи с Ф. Соди, О. Хан; в Манчестър - с Г. Гайгер (по-специално той му помогна да разработи брояч за автоматично отчитане на броя на йонизиращите частици), в Кеймбридж - с Н. Бор, П. Капица и много други известни учени в бъдеще.

Изучаване на явлението радиоактивност

След откриването на радиоактивните елементи започва активно изследване на физическата природа на тяхното излъчване. Ръдърфорд успя да открие сложния състав на радиоактивното излъчване.

Опитът беше следният. Радиоактивният препарат е поставен на дъното на тесен канал на оловен цилиндър, а срещу него е поставена фотографска плака. Магнитното поле действаше върху излъчването, излизащо от канала. В този случай цялата инсталация беше във вакуум.

В магнитно поле лъчът се разделя на три части. Двата компонента на първичната радиация се отклоняват в противоположни посоки, което показва, че имат заряди с противоположни знаци. Третият компонент поддържаше разпространението право. Излъчването с положителен заряд се нарича алфа лъчи, отрицателно - бета лъчи, неутрално - гама лъчи.

Изучавайки природата на алфа лъчението, Ръдърфорд провежда следния експеримент. По пътя на алфа частиците той постави брояч Гайгер, който измерва броя на частиците, излъчени за дадено време. След това с помощта на електрометър той измерва заряда на частиците, излъчени през същото време. Познавайки общия заряд на алфа частиците и техния брой, Ръдърфорд изчислява заряда на една такава частица. Оказа се, че е равно на две елементарни.

Чрез отклонението на частиците в магнитно поле той определи съотношението на заряда им към масата. Оказа се, че има две единици атомна маса на елементарен заряд.

Така беше установено, че със заряд, равен на две елементарни, алфа частицата има четири атомни единици за маса. От това следва, че алфа-лъчението е поток от хелиеви ядра.

През 1920 г. Ръдърфорд предполага, че трябва да има частица с маса, равна на масата на протон, но без електрически заряд - неутрон. Той обаче не успя да открие такава частица. Неговото съществуване е експериментално доказано от Джеймс Чадуик през 1932 г.

Освен това Ръдърфорд определя с 30% съотношението на заряда на електрона към неговата маса.

радиоактивни трансформации

Въз основа на свойствата на радиоактивния торий Ръдърфорд открива и обяснява радиоактивната трансформация на химичните елементи. Ученият установи, че активността на тория в затворена ампула остава непроменена, но ако лекарството се издуха дори при много слаб въздушен поток, неговата активност значително намалява. Предполага се, че едновременно с алфа частиците торият излъчва радиоактивен газ.

Резултатите от съвместната работа на Ръдърфорд и неговия колега Фредерик Соди са публикувани през 1902-1903 г. в редица статии във Philosophical Magazine. В тези статии, след анализ на получените резултати, авторите стигнаха до извода, че е възможно да се трансформират едни химични елементи в други.

В резултат на атомна трансформация се образува напълно нов вид вещество, напълно различно по своите физични и химични свойства от оригиналното вещество - Е. Ръдърфорд, Ф. Соди

По това време доминира идеята за неизменността и неделимостта на атома, други видни учени, наблюдаващи подобни явления, ги обясняват с наличието на "нови" елементи в първоначалното вещество от самото начало. Времето обаче показа погрешността на подобни идеи. Последващата работа на физици и химици показа в какви случаи едни елементи могат да се трансформират в други и какви природни закони управляват тези трансформации.

Закон за радиоактивния разпад

Изпомпвайки въздух от съд с торий, Ръдърфорд изолира еманацията на торий (газът, който сега е известен като торон или радон-220, един от изотопите на радона) и изследва неговата йонизираща способност. Установено е, че активността на този газ намалява наполовина всяка минута.

Изучавайки зависимостта на активността на радиоактивните вещества от времето, ученият открива закона за радиоактивния разпад.

Тъй като ядрата на атомите на химичните елементи са доста стабилни, Ръдърфорд предполага, че е необходимо много голямо количество енергия, за да ги трансформира или унищожи. Първото ядро, подложено на изкуствена трансформация, е ядрото на азотния атом. Чрез бомбардиране на азот с високоенергийни алфа частици, Ръдърфорд открива появата на протони – ядрата на водородния атом.

Експеримент със златно фолио на Гайгер-Марсден

Ръдърфорд е един от малкото носители на Нобелова награда, който е направил най-известната си работа, откакто я получи. Заедно с Ханс Гайгер и Ернст Марсден през 1909 г. той провежда експеримент, който демонстрира съществуването на ядро ​​в атом. Ръдърфорд помоли Гайгер и Марсдън в този експеримент да търсят алфа-частици с много големи ъгли на отклонение, което не се очакваше от модела на Томсън на атома по това време. Такива отклонения, макар и редки, бяха открити и вероятността от отклонение се оказа плавна, макар и бързо намаляваща функция на ъгъла на отклонение.

По-късно Ръдърфорд призна, че когато предложи на учениците му да проведат експеримент за разсейване на алфа частици под големи ъгли, самият той не вярва в положителен резултат.

Беше почти толкова невероятно, сякаш изстреляте 15-инчов снаряд по парче тънка хартия и снарядът се върне при вас и удари.
— Ърнест Ръдърфорд

Ръдърфорд успява да интерпретира данните, получени от експеримента, което го кара да разработи планетарен модел на атома през 1911 г. Според този модел атомът се състои от много малко положително заредено ядро, съдържащо по-голямата част от масата на атома, и леки електрони, въртящи се около него.

За любезния си нрав Капица нарече Ръдърфорд „Крокодилът“. През 1931 г. Крокодил осигурява 15 000 британски лири за изграждането и оборудването на специална лабораторна сграда за Капица. През февруари 1933 г. лабораторията е открита в Кеймбридж. На крайната стена на 2-етажна сграда е изсечен в камък огромен крокодил, покриващ цялата стена. Тя е поръчана от Капица и изработена от известния скулптор Ерик Гил. Самият Ръдърфорд обясни, че това е той. Входната врата беше отворена с позлатен ключ във формата на крокодил.

Според Ив, Капицатой обясни псевдонима, който е измислил: „Това животно никога не се връща назад и следователно може да символизира прозрението на Ръдърфорд и бързото му напредване“. Капица добави, че „в Русия на Крокодила се гледа със смесица от ужас и възхищение“.

Е. Ръдърфорд, който открива ядрото на атома, говори негативно за перспективите за ядрената енергетика: „Всеки, който се надява, че трансформацията на атомните ядра ще се превърне в източник на енергия, изповядва глупости.“ Когато Пьотър Капица идва на работа в Кеймбридж с Ръдърфорд, той му каза, че лабораторният персонал вече е завършен. Тогава Капица попита: - Каква е допустимата грешка, която допускате в опитите? - Обикновено около 3% - А колко души работят в лабораторията? - 30 - Тогава 1 човек е около 3% от 30 Ръдърфорд се засмя и прие Капица като "допустима грешка". В действителност Капица е отведен в лабораторията благодарение на препоръката на физика Йофе [източник не е посочен 1272 дни]. През 1908 г., когато Ръдърфорд получава новината, че е удостоен с Нобелова награда по химия, той заявява: „Цялата наука е или физика, или събиране на печати“ (Всичката наука е или физика, или събиране на печати)

Памет

Ръдърфорд е един от най-уважаваните учени в света. През 1914 г. Джордж V провъзгласява Ръдърфорд като рицар ерген. През 1925 г. го приема като член на Ордена за заслуги, а през 1931 г. назначава Ръдърфорд за барон.

Кръстен на Ърнест Ръдърфорд:
химичен елемент номер 104 в периодичната система е Ръдърфордий, синтезиран за първи път през 1964 г. и получил името през 1997 г. (преди това се наричаше "Курчатовиум").
Лабораторията Rutherford-Appleton, една от националните лаборатории на Обединеното кралство, е открита през 1957 г.
астероид (1249) Ръдърфордия.
кратер от другата страна на луната.
Медал и награда на Института по физика Ръдърфорд (Великобритания).
Медал на Ръдърфорд.

Ърнест Ръдърфорд(1871-1937) - английски физик, един от създателите на теорията за радиоактивността и структурата на атома, основател на научна школа, чуждестранен член-кореспондент на Руската академия на науките (1922) и почетен член на Академията на СССР на науките (1925). Директор на лабораторията в Кавендиш (от 1919 г.). Открива (1899) алфа лъчи, бета лъчи и установява тяхната природа. Създава (1903 г., заедно с Фредерик Соди) теорията за радиоактивността. Той предлага (1911) планетарен модел на атома. Извършва (1919) първата изкуствена ядрена реакция. Предсказва (1921) съществуването на неутрона. Нобелова награда (1908 г.).

Ърнест Ръдърфорд е роден на 30 август 1871 г. в Спринг Гроув, близо до Брайтуотър, Южен остров, Нова Зеландия. Родом от Нова Зеландия, основател на ядрената физика, автор на планетарния модел на атома, член (през 1925-30 президент) на Лондонското кралско общество, член на всички академии на науките в света, вкл. (от 1925 г.) чуждестранен член на Академията на науките на СССР, Нобелова награда по химия (1908 г.), основател на голяма научна школа.

Детство

Ръдърфорд Ърнест

Ърнест е роден за майстора на колела Джеймс Ръдърфорд и съпругата му учителка Марта Томпсън. Освен Ърнест семейството има още 6 сина и 5 дъщери. До 1889 г., когато семейството се мести в Пунгареху (Северен остров), Ърнест постъпва в колежа в Кентърбъри, Новозеландския университет (Крайстчърч, Южен остров); преди това той е учил във Foxhill и Havelock, в Nelson College for Boys.

Блестящите способности на Ърнест Ръдърфорд се проявиха още в годините на обучение. След като завършва четвърта година, получава награда за най-добра работа по математика и заема първо място на магистърски изпити не само по математика, но и по физика. Но след като стана магистър по изкуствата, той не напусна колежа. Ръдърфорд се потопи в първата си независима научна работа. Имаше името: "Намагнитване на желязо при високочестотни разряди". Измислено и произведено е устройство - магнитен детектор, един от първите приемници на електромагнитни вълни, който се превръща в негов "входен билет" в света на голямата наука. И скоро в живота му настъпи голяма промяна.

Най-надарените млади отвъдморски поданици на британската корона веднъж на всеки две години получават специална стипендия, наречена на Световното изложение от 1851 г., което дава възможност да отидат в Англия за усъвършенстване на науката. През 1895 г. е решено, че двама новозеландци, химикът Маклорин и физикът Ръдърфорд, са достойни за това. Но имаше само едно място и надеждите на Ръдърфорд бяха разбити. Но семейните обстоятелства принуждават Маклорин да откаже пътуването и през есента на 1895 г. Ърнест Ръдърфорд пристига в Англия, в Кавендишката лаборатория в Кеймбриджския университет и става първият докторант на неговия директор Джоузеф Джон Томсън.

В лабораторията Кавендиш

млад физик: Работя от сутрин до вечер.
Ръдърфорд: И кога мислиш?

Ръдърфорд Ърнест

Джоузеф Джон Томсън по това време е известен учен, член на Лондонското кралско общество. Той бързо оцени изключителните способности на Ръдърфорд и го включи в работата си по изучаването на процесите на йонизация на газа под действието на рентгеновите лъчи. Но още през лятото на 1898 г. Ръдърфорд прави първите стъпки в изучаването на други лъчи - лъчите на Бекерел. Излъчването на уранова сол, открито от този френски физик, по-късно е наречено радиоактивно. Самият А. А. Бекерел и съпрузите Кюри, Пиер и Мария, участваха активно в неговото проучване. Е. Ръдърфорд активно се присъединява към това изследване през 1898г. Именно той открива, че лъчите на Бекерел включват потоци от положително заредени хелиеви ядра (алфа частици) и потоци от бета частици - електрони. (Бета разпадът на някои елементи излъчва позитрони, а не електрони; позитроните имат същата маса като електроните, но имат положителен електрически заряд.) Две години по-късно, през 1900 г., френският физик Вилар (1860-1934) открива, че се излъчват и гама лъчи, които не носят електрически заряд - електромагнитно излъчване, по-късо от рентгеновите лъчи.

На 18 юли 1898 г. работата на Пиер Кюри и Мария Кюри-Склодовска е представена на Парижката академия на науките, което предизвиква изключителния интерес на Ръдърфорд. В тази работа авторите посочват, че освен уран, има и други радиоактивни (този термин е използван за първи път) елементи. По-късно Ръдърфорд въвежда концепцията за една от основните отличителни черти на такива елементи - времето на полуразпад.

През декември 1897 г. изложбената стипендия на Ръдърфорд е удължена и той успява да продължи изследванията си върху урановите лъчи. Но през април 1898 г. професорското място в университета Макгил в Монреал се освободи и Ръдърфорд решава да се премести в Канада. Времето за чиракуване свърши. На всички и преди всичко на самия него беше ясно, че вече е готов за самостоятелна работа.

Девет години в Канада

Лъки Ръдърфорд, ти винаги си на вълната!
"Това е вярно, но не съм ли аз този, който създава вълната?"

Ръдърфорд Ърнест

Преместването в Канада става през есента на 1898 г. Преподаването на Ърнест Ръдърфорд отначало не вървеше много добре: студентите не харесваха лекциите, които младите и все още не са се научили да усещат аудиторията професор, пренаситени с детайли. В началото и в научната работа възникнаха известни затруднения поради факта, че пристигането на поръчаните радиоактивни препарати се забави. Но цялата грапавост бързо се изглади и започна поредица от успех и късмет. Едва ли обаче е уместно да се говори за успехи: всичко беше постигнато с труд. И нови съмишленици и приятели се включиха в тази работа.

Около Ръдърфорд, както тогава, така и в по-късните години, винаги бързо се формира атмосфера на ентусиазъм и творчески ентусиазъм. Работата беше интензивна и радостна и доведе до важни открития. През 1899 г. Ърнест Ръдърфорд открива еманацията на торий, а през 1902-03 г., заедно с Ф. Соди, той вече стига до общия закон за радиоактивните трансформации. Това научно събитие трябва да се каже по-подробно.

Всички химици по света твърдо са схванали, че превръщането на едни химични елементи в други е невъзможно, че мечтите на алхимиците да правят злато от олово трябва да бъдат погребани завинаги. И сега се появява работа, чиито автори твърдят, че трансформациите на елементите по време на радиоактивни разпада не само се случват, но дори е невъзможно да се спрат или забавят. Освен това са формулирани законите на такива трансформации. Сега разбираме, че позицията на елемент в периодичната система на Дмитрий Менделеев, а оттам и неговите химични свойства, се определят от заряда на ядрото. По време на алфа разпад, когато ядреният заряд намалява с две единици (за единица се приема „елементарен“ заряд - модулът за електронен заряд), елементът „премества“ две клетки нагоре в периодичната таблица, по време на електронния бета разпад - една клетка надолу, с позитрон - една клетка нагоре. Въпреки очевидната простота и дори очевидност на този закон, откриването му се превърна в едно от най-важните научни събития от началото на нашия век.

Този път е значимо и важно събитие в личния живот на Ръдърфорд: 5 години след годежа се състоя сватбата му с Мери Джорджина Нютън, дъщеря на домакинята на пансиона в Крайстчърч, където някога е живял. На 30 март 1901 г. се ражда единствената дъщеря на двойката Ръдърфорд. С времето това почти съвпадна с раждането на нова глава във физическата наука – ядрената физика. Важно и радостно събитие е избирането на Ръдърфорд през 1903 г. за член на Лондонското кралско общество.

Планетарен модел на атома

Ако един учен не може да обясни смисъла на своята работа на чистачката, която почиства лабораторията му, значи самият той не разбира какво прави.

Ръдърфорд Ърнест

Резултатите от научните търсения и открития на Ръдърфорд формират съдържанието на две негови книги. Първият от тях се нарича „Радиоактивност“ и е публикуван през 1904 г. Година по-късно излиза и вторият – „Радиоактивни трансформации“. И техният автор вече е започнал нови изследвания. Той вече разбра, че радиоактивното излъчване идва от атомите, но мястото на произхода му остава напълно неясно. Беше необходимо да се изследва структурата на атома. И тук Ърнест Ръдърфорд се обърна към техниката, с която започна работа с J. J. Thomson – към предаването на алфа частици. В експерименти беше изследвано как потокът от такива частици преминава през листове тънко фолио.

Първият модел на атома беше предложен, когато стана известно, че електроните имат отрицателен електрически заряд. Но те влизат в атоми, които обикновено са електрически неутрални; какво е носител на положителен заряд? J. J. Thomson предложи следния модел за решаване на този проблем: атомът е нещо като положително заредена капка с радиус от сто милионна (10) от сантиметъра, вътре в която има малки отрицателно заредени електрони. Под влияние на кулоновските сили те са склонни да заемат позиция в центъра на атома, но ако нещо ги изведе от това равновесно положение, те започват да осцилират, което е придружено от излъчване (така моделът обяснява и тогавашното известен факт за съществуването на радиационни спектри). От експериментите вече беше известно, че разстоянията между атомите в твърдите тела са приблизително същите като размерите на атомите. Затова изглеждаше очевидно, че алфа-частиците трудно могат да летят дори през тънко фолио, както камък не може да лети през гора, където дърветата растяха почти близо едно до друго. Но още първите експерименти на Ръдърфорд убедиха, че това не е така. По-голямата част от алфа-частиците са проникнали през фолиото, дори почти без отклонение, и само при някои от тях се наблюдава това отклонение, понякога дори доста значително.

И тук отново се прояви изключителната интуиция на Ърнест Ръдърфорд и способността му да разбира езика на природата. Той решително отхвърля модела на Томсън и предлага принципно нов модел. Наричаха го планетарни: в центъра на атома, подобно на Слънцето в Слънчевата система, има ядро, в което, въпреки относително малкия си размер, е концентрирана цялата маса на атома. И около него, подобно на планетите, движещи се около Слънцето, се въртят електроните. Масите им са много по-малки от тези на алфа частиците, които следователно почти не се отклоняват при проникване в електронните облаци. И само когато алфа частица лети близо до положително заредено ядро, кулоновата отблъскваща сила може рязко да извие траекторията си.

Формулата, която Ръдърфорд изведе въз основа на този модел, беше в пълно съответствие с експерименталните данни. През 1903 г. идеята за планетарен модел на атома е докладвана на Токийското физико-математическо дружество от японския теоретик Хантаро Нагаока, който нарича този модел „подобен на Сатурн“, но работата му (за която Ръдърфорд не е знаел ) не е доразвит.

Но планетарният модел не беше в съответствие със законите на електродинамиката! Тези закони, установени главно от писанията на Майкъл Фарадей и Джеймс Максуел, посочват, че бързо движещ се заряд излъчва електромагнитни вълни и следователно губи енергия. Един електрон в атома на Е. Ръдърфорд се движи бързо в кулоновото поле на ядрото и, както показва теорията на Максуел, би трябвало, след като е загубил цялата енергия за около десет милионна част от секундата, да падне върху ядрото. Това се нарича проблем за радиационната нестабилност на модела на Ръдърфорд на атома и Ърнест Ръдърфорд го разбира ясно, когато дойде времето за завръщането му в Англия през 1907 г.

Връщане в Англия

Сега виждате, че нищо не се вижда. А защо нищо не се вижда, ще видите сега.

Ръдърфорд Ърнест

Работата на Ръдърфорд в университета Макгил му донесе такава слава, че той се бореше да бъде поканен да работи в изследователски центрове в различни страни. През пролетта на 1907 г. той взема решение да напусне Канада и пристига в университета Виктория в Манчестър. Работата веднага беше продължена. Още през 1908 г., заедно с Ханс Гайгер, Ръдърфорд създава ново забележително устройство - брояч на алфа частици, който изиграва важна роля за установяване, че те са двойно йонизирани хелиеви атоми. През 1908 г. Ръдърфорд е удостоен с Нобелова награда (но не по физика, а по химия).

Планетарният модел на атома междувременно занимаваше мислите му все повече и повече. А през март 1912 г. започва приятелството и сътрудничеството на Ръдърфорд с датския физик Нилс Бор. Бор - и това беше най-голямата му научна заслуга - въведе фундаментално нови характеристики в планетарния модел на Ръдърфорд - идеята за квантите. Тази идея възниква в началото на века благодарение на работата на великия Макс Планк, който осъзнава, че за да се обяснят законите на топлинното излъчване, е необходимо да се приеме, че енергията се пренася на дискретни части – кванти. Идеята за дискретност беше органично чужда на цялата класическа физика, по-специално на теорията на електромагнитните вълни, но скоро Алберт Айнщайн, а след това и Артър Комптън показаха, че тази квантовост се проявява както по време на поглъщане, така и при разсейване.

Нилс Бор изложи „постулати“, които на пръв поглед изглеждаха вътрешно противоречиви: има такива орбити в атома, движещи се, по които електронът, противно на законите на класическата електродинамика, не излъчва, въпреки че има ускорение; Бор посочи правило за намиране на такива стационарни орбити; Квантите на излъчване се появяват (или се поглъщат) само когато електронът се движи от една орбита в друга, в съответствие със закона за запазване на енергията. Атомът на Бор-Ръдърфорд, както правилно започна да се нарича, не само донесе решение на много проблеми, той отбеляза пробив в света на новите идеи, което скоро доведе до радикална ревизия на много идеи за материята и нейното движение. Работата на Нилс Бор "За структурата на атомите и молекулите" е изпратена за печат от Ръдърфорд.

Алхимия на 20 век

И по това време, а и по-късно, когато Ърнест Ръдърфорд през 1919 г. приема поста професор в Кеймбриджския университет и директор на Кавендишката лаборатория, той се превръща в притегателен център за физици от цял ​​свят. Десетки учени с право го смятаха за свой учител, включително тези, които по-късно получиха Нобелови награди: Хенри Мозли, Джеймс Чадуик, Джон Дъглас Кокрофт, М. Олифант, В. Гейтлер, Ото Хан, Пьотър Леонидович Капица, Юли Борисович Харитон, Георги Антонович Гамов.

Три етапа на признаване на научната истина: първият - "това е абсурд", вторият - "има нещо в това", третият - "добре е известно"

Ръдърфорд Ърнест

Потокът от награди и отличия ставаше все по-обилен. През 1914 г. Ръдърфорт получава благородството, през 1923 г. става президент на Британската асоциация, от 1925 г. до 1930 г. - президент на Кралското общество, през 1931 г. получава титлата барон и става лорд Ръдърфорд от Нелсън. Но въпреки непрекъснато нарастващото натоварване, включително - и не само научно, Ръдърфорд продължава да атакува тайните на атома и ядрото. Той вече е започнал експерименти, които завършват с откриването на изкуствената трансформация на химичните елементи и изкуственото делене на атомни ядра, предсказва съществуването на неутрона и деутрона през 1920 г., а през 1933 г. е инициатор и пряк участник в експерименталната проверка на връзката между масата и енергията в ядрените процеси. През април 1932 г. Ърнест Ръдърфорд активно подкрепя идеята за използване на протонни ускорители в изследването на ядрените реакции. Той също може да бъде причислен към основателите на ядрената енергетика.

Творбите на Ърнест Ръдърфорд, който често с право се нарича един от титаните на физиката на нашия век, дело на няколко поколения негови ученици, оказаха огромно влияние не само върху науката и технологиите на нашата вяра, но и върху живота на милиони хора. Разбира се, Ръдърфорд, особено в края на живота си, не можеше да не се запита дали това влияние ще остане благотворно. Но той беше оптимист, вярваше в хората и в науката, на която посвети целия си живот.

Ърнест Ръдърфордумира на 19 октомври 1937 г. в Кеймбридж и е погребан в Уестминстърското абатство

Ърнест Ръдърфорд - цитати

Всички науки се делят на физика и събиране на марки.

млад физик: Работя от сутрин до вечер. Ръдърфорд: И кога мислиш?

Лъки Ръдърфорд, ти винаги си на вълната! "Това е вярно, но не съм ли аз този, който създава вълната?"

Ако един учен не може да обясни смисъла на своята работа на чистачката, която почиства лабораторията му, значи самият той не разбира какво прави.

Сега виждате, че нищо не се вижда. А защо нищо не се вижда, ще видите сега. - от лекция с демонстрация на разпада на радий

Ърнест Ръдърфорд

Ърнест Ръдърфорд е роден на 30 август 1871 г. близо до град Нелсън (Нова Зеландия) в семейството на мигрант от Шотландия. Ърнест беше четвъртото от дванадесет деца. Майка му работеше като селска учителка. Бащата на бъдещия учен организира дървообработващо предприятие. Под ръководството на баща си момчето получава добро обучение за работа в работилницата, което впоследствие му помага при проектирането и изграждането на научно оборудване.

След като завършва училище в Havelock, където семейството живее по това време, той получава стипендия, за да продължи образованието си в Nelson Provincial College, където постъпва през 1887 г. Две години по-късно Ърнест издържа изпита в колежа Кентърбъри, клон на Университета на Нова Зеландия в Кричестър. В колежа Ръдърфорд е силно повлиян от своите учители: E. W. Bickerton, който преподава физика и химия, и J. H. H. Cook, математик. След като получава бакалавърска степен по изкуства през 1892 г., Ръдърфорд остава в колежа в Кентърбъри и продължава обучението си със стипендия по математика. На следващата година той става магистър на изкуствата, като издържа изпитите по математика и физика с най-добър от всички. Магистърската му работа се отнасяше до откриването на високочестотни радиовълни, чието съществуване беше доказано преди около десет години. За да проучи това явление, той построи безжичен радиоприемник (няколко години преди Маркони) и с него получи сигнали, предавани от колеги от разстояние от половин миля.

През 1894 г. първата му публикувана работа „Намагнитване на желязото чрез високочестотни разряди“ се появява в сборника на Новозеландския философски институт. През 1895 г. стипендия за научно образование е вакантна, първият кандидат за тази стипендия отказва по семейни причини, вторият кандидат е Ръдърфорд. Пристигайки в Англия, Ръдърфорд получава покана от J. J. Thomson да работи в Кеймбридж в лабораторията в Кавендиш. Така започва научният път на Ръдърфорд.

Томсън е силно впечатлен от изследванията на Ръдърфорд върху радиовълните и през 1896 г. той предлага съвместно изследване на ефекта на рентгеновите лъчи върху електрическите разряди в газове. През същата година се появява съвместната работа на Томсън и Ръдърфорд „За преминаването на електричество през газове, подложени на действието на рентгеновите лъчи“. Последната статия на Ръдърфорд "Магнитният детектор на електрически вълни и някои от неговите приложения" е публикувана следващата година. След това той напълно концентрира усилията си върху изследването на газов разряд. През 1897 г. се появява новата му работа „За електрификацията на газове, изложени на рентгенови лъчи, и за поглъщането на рентгенови лъчи от газове и пари“.

Тяхното сътрудничество беше увенчано със значителни резултати, включително откриването на Томсън на електрона, атомна частица, която носи отрицателен електрически заряд. Въз основа на своите изследвания Томсън и Ръдърфорд предположиха, че когато рентгеновите лъчи преминават през газ, те унищожават атомите на този газ, освобождавайки равен брой положително и отрицателно заредени частици. Те нарекли тези частици йони. След тази работа Ръдърфорд се зае с изучаването на атомната структура.

През 1898 г. Ръдърфорд приема професор в университета Макгил в Монреал, където започва серия от важни експерименти относно радиоактивното излъчване на елемента уран. Ръдърфорд, по време на своите много трудоемки експерименти, доста често е бил завладян от унило настроение. В края на краищата, с всичките си усилия, той не получи достатъчно средства за изграждане на необходимите инструменти. Ръдърфорд изгражда голяма част от оборудването, необходимо за експериментите със собствените си ръце. Той работи в Монреал доста дълго време - седем години. Изключението е 1900 г., когато по време на кратко пътуване до Нова Зеландия Ръдърфорд се жени за Мери Нютон. По-късно имат дъщеря.

В Канада той прави фундаментални открития: открива еманацията на торий и разкрива природата на така наречената индуцирана радиоактивност; заедно със Соди той открива радиоактивния разпад и неговия закон. Тук той написа книгата "Радиоактивност".

В своята класическа работа Ръдърфорд и Соди засегнаха основния въпрос за енергията на радиоактивните трансформации. Изчислявайки енергията на алфа частиците, излъчвани от радий, те заключават, че „енергията на радиоактивните трансформации е най-малко 20 000 пъти и може би милион пъти по-голяма от енергията на всяка молекулярна трансформация.“ Ръдърфорд и Соди заключават, че „енергията, скрита в атома, е много пъти по-голямо от енергията, освободена по време на обичайната химическа трансформация. Тази огромна енергия, според тях, трябва да се вземе предвид „при обяснение на феномените на космическата физика“. По-специално, постоянството на слънчевата енергия може да се обясни с факта, че процесите на субатомна трансформация протичат на Слънцето.

Невъзможно е да не се учудите на прозорливостта на авторите, които още през далечната 1903 г. виждат космическата роля на ядрената енергия. Тази година беше годината на откриването на тази нова форма на енергия, за която Ръдърфорд и Соди говореха с такава сигурност, наричайки я вътрешно-атомна енергия.

Обхватът на научната дейност на Ръдърфорд в Монреал е огромен; той публикува 66 статии, както лично, така и съвместно с други учени, без да броим книгата Радиоактивност, която донесе на Ръдърфорд слава като първокласен изследовател. Получава покана да заеме стола в Манчестър. На 24 май 1907 г. Ръдърфорд се завръща в Европа. Започва нов период от живота му.

В Манчестър Ръдърфорд започна енергична дейност, привличайки млади учени от цял ​​свят. Един от активните му сътрудници е немският физик Ханс Гайгер, създател на първия брояч на елементарни частици (брояч на Гайгер). Е. Марсдън, К. Фаджанс, Г. Мозли, Г. Хевеси и други физици и химици са работили с Ръдърфорд в Манчестър.

Нилс Бор, който пристига в Манчестър през 1912 г., по-късно си спомня този период: „По това време голям брой млади физици от цял ​​свят се групират около Ръдърфорд, привлечени от изключителния му талант на физик и редките способности на организатор на научен екип."

През 1908 г. Ръдърфорд е удостоен с Нобелова награда по химия „за изследванията си върху разпадането на елементите в химията на радиоактивните вещества“. В своята встъпителна реч от името на Шведската кралска академия на науките К. Б. Хаселберг посочи връзката между работата, извършена от Ръдърфорд, и работата на Томсън, Анри Бекерел, Пиер и Мария Кюри. „Откритията доведоха до поразително заключение: химичен елемент... е способен да се трансформира в други елементи“, каза Хаселбърг. В своята Нобелова лекция Ръдърфорд отбелязва: „Има всички основания да се смята, че алфа-частиците, които се излъчват толкова свободно от повечето радиоактивни вещества, са идентични по маса и състав и трябва да се състоят от ядрата на хелиевите атоми. Следователно не можем да не заключим, че атомите на основните радиоактивни елементи, като уран и торий, трябва да бъдат изградени поне отчасти от атоми на хелий.

След като получава Нобелова награда, Ръдърфорд започва да изучава явлението, което се наблюдава, когато плоча от тънко златно фолио е бомбардирана с алфа частици, излъчвани от такъв радиоактивен елемент като уран. Оказа се, че с помощта на ъгъла на отражение на алфа частиците е възможно да се изследва структурата на стабилните елементи, изграждащи плочата. Според тогава приетите идеи моделът на атома е като пудинг със стафиди: положителните и отрицателните заряди са равномерно разпределени вътре в атома и следователно не могат значително да променят посоката на движение на алфа частиците. Ръдърфорд обаче забеляза, че някои алфа-частици се отклоняват от очакваната посока в много по-голяма степен, отколкото е позволено от теорията. Работейки с Ърнест Марсдън, студент от университета в Манчестър, ученият потвърди, че доста голям брой алфа частици се отклоняват по-далеч от очакваното, някои на повече от 90 градуса.

Размишлявайки върху това явление. Ръдърфорд предлага нов модел на атома през 1911 г. Според неговата теория, която днес е общоприета, положително заредените частици са концентрирани в тежкия център на атома, а отрицателно заредените частици (електрони) са в орбитата на ядрото, на доста голямо разстояние от него. Този модел, подобно на малкия модел на Слънчевата система, предполага, че атомите са съставени предимно от празно пространство.

Широкото признание на теорията на Ръдърфорд започва, когато датският физик Нилс Бор се присъединява към работата на учен от университета в Манчестър. Бор показа, че добре познатите физични свойства на водородния атом, както и на атомите на няколко по-тежки елемента, могат да бъдат обяснени от гледна точка на структурата, предложена от Ръдърфорд.

Плодотворната работа на групата Ръдърфорд в Манчестър е прекъсната от Първата световна война. Войната разпръсна приятелския екип в различни страни, които воюват помежду си. Мозли, който току-що прослави името си с голямо откритие в рентгеновата спектроскопия, е убит, Чадуик изтънява в германски плен. Британското правителство назначи Ръдърфорд за член на „Адмиралския щаб за изобретения и изследвания“ – организация, създадена за намиране на средства за борба с вражеските подводници. Следователно в лабораторията на Ръдърфорд започват проучвания върху разпространението на звука под вода, за да се даде теоретична обосновка за определяне на местоположението на подводниците. Едва в края на войната ученият успява да възобнови изследванията си, но на друго място.

След войната той се завръща в лабораторията в Манчестър и през 1919 г. прави друго фундаментално откритие. Ръдърфорд успява изкуствено да проведе първата реакция на трансформацията на атомите. Чрез бомбардиране на азотни атоми с алфа частици. Ръдърфорд открива, че в този процес се образуват кислородни атоми. Това ново наблюдение беше още едно доказателство за способността на атомите да се трансформират. В този случай, в този случай, от ядрото на азотния атом се отделя протон - частица, която носи единичен положителен заряд. В резултат на изследванията на Ръдърфорд рязко се засилва интересът на специалистите по атомна физика към природата на атомното ядро.

През 1919 г. Ръдърфорд се премества в университета в Кеймбридж, като наследява Томсън като професор по експериментална физика и директор на Кавендишката лаборатория, а през 1921 г. заема позицията на професор по естествени науки в Кралския институт в Лондон. През 1925 г. ученият е награден с британския орден за заслуги. През 1930 г. Ръдърфорд е назначен за председател на правителствения консултативен съвет към Службата за научни и индустриални изследвания. През 1931 г. получава титлата лорд и става член на Камарата на лордовете на английския парламент.

Ръдърфорд се стреми да гарантира, че научният подход към изпълнението на всички поверени му задачи допринесе за умножаването на славата на неговата родина. Той постоянно и с голям успех доказва в авторитетни органи необходимостта от всестранна държавна подкрепа за науката и изследователската дейност.

В разгара на кариерата си ученият привлече много талантливи млади физици да работят в лабораторията си в Кеймбридж, включително П. М. Блекет, Джон Кокрофт, Джеймс Чадуик и Ърнест Уолтън. Съветският учен Капица също посети тази лаборатория.

В едно от писмата Капица нарича Ръдърфорд Крокодила. Факт е, че Ръдърфорд имаше висок глас и не знаеше как да го управлява. Мощният глас на майстора, който срещна някого в коридора, предупреди намиращите се в лабораториите за неговия подход, а служителите имаха време да „съберат мислите си“. В „Мемоарите на професор Ръдърфорд“ Капица пише: „Той беше доста плътен на външен вид, по-висок от средния, очите му бяха сини, винаги много весели, лицето му беше много изразително. Беше подвижен, гласът му беше висок, не знаеше как да го модулира добре, всички знаеха за това и по интонация можеше да се прецени дали професорът е в духа или не. При всичките му маниери на общуване с хората, неговата искреност и спонтанност се виждаха веднага от първата дума. Отговорите му винаги бяха кратки, ясни и точни. Когато някой му каза нещо, той веднага реагира, каквото и да беше. С него беше възможно да се обсъди всеки проблем - той веднага започна да говори за него с желание.

Въпреки че това остави на самия Ръдърфорд по-малко време за активна изследователска работа, неговият дълбок интерес към текущите изследвания и ясното лидерство помогнаха да се поддържа високо ниво на работата, извършена в неговата лаборатория.

Ръдърфорд имаше способността да идентифицира най-важните проблеми на своята наука, правейки все още неизвестните връзки в природата обект на изследване. Наред с присъщата му дарба на далновидност като теоретик, Ръдърфорд имаше практическа жилка. Благодарение на нея той винаги е бил точен в обяснението на наблюдаваните явления, колкото и необичайни да изглеждат на пръв поглед.

Студенти и колеги си спомнят учения като приятен, мил човек. Те се възхищаваха на неговия необикновен творчески начин на мислене, припомняйки си как той щастливо казваше преди началото на всяко ново проучване: „Надявам се, че това е важна тема, защото все още има толкова много неща, които не знаем“.

Загрижен за политиката, провеждана от нацисткото правителство на Адолф Хитлер, Ръдърфорд през 1933 г. става президент на Академичния съвет за помощ, който е създаден, за да помага на избягалите от Германия.

Почти до края на живота си той се отличава с добро здраве и умира в Кеймбридж на 19 октомври 1937 г. след кратко боледуване. В знак на признание за изключителни постижения в развитието на науката ученият е погребан в Уестминстърското абатство.

От книгата на 100 велики нобелови лауреати автор Муски Сергей Анатолиевич

ЪРНЕСТ РЪТЪРФОРД (1871- 1937) Като V.I. Григориев: „Произведенията на Ърнест Ръдърфорд, който често с право се нарича един от титаните на физиката на нашия век, дело на няколко поколения негови ученици, оказаха огромно влияние не само върху науката и технологиите на нашия век, но и На

От книгата Мисли, афоризми и вицове на известни мъже автор

Ърнест Ръдърфорд (1871–1937) английски физик Науките са разделени на физика и колекциониране на марки. * * * Диалог между млад физик и Ръдърфорд: - Работя от сутрин до вечер. - Кога мислиш? * * * Три етапа на признаване на научната истина: първият - "това е абсурд", вторият - "в това

От книгата Голяма съветска енциклопедия (BL) на автора TSB

Блох Ърнест Блох (Блох) Ърнест (24 юли 1880, Женева - 16 юли 1959, Портланд, Орегон), швейцарски и американски композитор, цигулар, диригент и преподавател. Сред учителите му са Е. Жак-Далкроз и Е. Изайе. Професор в Женевската консерватория (1911-15). Изпълнява ролята на симфоничен диригент в

От книгата Голяма съветска енциклопедия (КР) на автора TSB

От книгата Голяма съветска енциклопедия (LA) на автора TSB

От книгата Голям речник на цитатите и популярни изрази автор Душенко Константин Василиевич

Ръдърфорд, Ърнест (1871-1937), британски физик 23 ** И кога мислите? Отговор на млад физик, който заяви, че работи от сутрин до

От книгата Световна история в поговорки и цитати автор Душенко Константин Василиевич

56. ЪРНЕСТ РЪТЪРФОРД (1871–1937) Ърнест Ръдърфорд се смята за най-великия експериментален физик на ХХ век. Той е централната фигура в нашите познания за радиоактивността, а също и човекът, който положи основите на ядрената физика. Освен твоята

От книгата на автора

Как Ърнест Ръдърфорд класифицира науките? През по-голямата част от 20-ти век (от 1910-те до 1960-те години) много физици гледаха отвисоко на своите колеги учени, извършващи изследвания в други области на естествените науки. Казват, че когато съпругата на американец

От книгата на автора

Ръдърфорд (Reseford), Ърнест (Rutherford, Ernest, 1871–1937), английски физик 52 Науката се дели на физика и колекционерска марка. Както е дадена „известната остроумия“ на Ръдърфорд в книгата. Дж. Б. Бъркс „Ърнест Ръдърфорд в Манчестър“ (1962). ? Birks J. B. Rutherford в Манчестър. – Лондон, 1962, с.

От книгата на автора

Бевин, Ърнест (1881-1951), британски лейбърист политик, 1945-1951. министър на външните работи29Ако отворите тази кутия на Пандора, не знаете какви троянски коне ще изскочат оттам За Съвета на Европа; дадено в книгата. Р. Барклай „Ърнест Бевин и Министерството на външните работи“ (1975).

От книгата на автора

Ренан, Ърнест (Renan, Ernest, 1823-1892), френски историк 23b Гръцко чудо. // Miracle grec. „Молитва към Акропола“ (1888) „Дълго време вече не вярвах в чудо в буквалния смисъл; и уникалната съдба на еврейския народ, водеща към Исус и християнството, ми се струваше нещо

(1871-1937) Английски физик, основател на ядрената физика

Ърнест Ръдърфорд е роден в Спринг Гроув (сега Брайтуотър) в Нова Зеландия, в обикновено шотландско семейство. Баща му, Джеймс Ръдърфорд, е бил монтьор, а майка му Марта Томсън е била учителка. Ърнест беше четвъртото от дванадесет деца. От детството той беше много наблюдателно и работливо момче. След като завършва основното училище като най-добър ученик, Ърнест получава стипендия, за да продължи образованието си в Nelson Provincial College, където постъпва през 1887 г. в пети клас. Още тук се проявиха изключителните му способности за математика; той също беше добър по физика, химия, литература, латински и френски език. Ърнест обичаше да конструира различни механизми като дете: той построи модели на водни мелници, коли, дори направи фотоапарат.

След като завършва колежа, той постъпва в колежа в Кентърбъри в Университета на Нова Зеландия в Крайстчърч. Тук Ръдърфорд започва да изучава по-сериозно физика и химия, работи в студентски кръгове и дори е един от инициаторите за създаването на научно студентско общество в университета.

След като прочете статия на немския физик Хайнрих Херц за откриването на електромагнитните вълни, Ръдърфорд решава да проучи техните свойства. Но имаше проблем с откриването на входящи електромагнитни вълни. Той успя да установи, че за тяхното присъствие може да се съди по размагнитването на желязото. Това беше първото истинско откритие на двадесет и три годишния Ръдърфорд.

През 1894 г. Ърнест завършва колеж с отличие и получава магистърска степен по физика и математика. Той стана учител по физика в гимназията, но не се отличи в тази област. През 1895 г. той получава най-голямата стипендия - "1851 стипендия", която дава възможност за обучение в най-добрите лаборатории в страната. През есента на 1895 г. Ръдърфорд пристига в Кеймбридж - научният център на Англия - и започва работа в Кавендишката лаборатория под ръководството на изключителния английски физик Джоузеф Джон Томсън (1856-1940).

Ърнест продължава изследванията си в областта на електромагнитните вълни и през 1896 г. успява да установи радиовръзка на разстояние от около 3 километра. Практическата страна на радиокомуникацията не го интересуваше малко и затова той спира работата си в тази област и дава предавателя на италианския инженер Г. Маркони, който го използва в своите изследвания. По това време Ръдърфорд, заедно с Дж. Дж. Томсън, започва работа по изследване на йонизацията на газове и въздух чрез различни методи, включително рентгенови лъчи. Но след откриването на радиоактивността от Бекерел през 1896 г., Ръдърфорд започва да сравнява лъчите на Рентген и Бекерел.

През 1898 г. той е назначен за професор по физика в университета Макгил в Монреал и пристига в Канада през септември същата година. Той работи в университета Макгил в продължение на 9 години - до 1907 г. - и прави много важни открития. През 1898 г. Ръдърфорд започва да изучава урановата радиация, резултатите от което са публикувани през 1899 г. в статията „Излъчването на урана и създадената от него електропроводимост“. Изследвайки урановата радиация в магнитно поле, Ръдърфорд установи, че то се състои от два компонента. Първият компонент, който се отклонява в една посока и лесно се абсорбира от лист хартия, той нарича алфа лъчи, а вторият, който се отклонява в обратна посока и има по-голяма проникваща сила, бета лъчи.

През 1900 г. Вилярс открива друг компонент в излъчването на уран, който не се отклонява в магнитно поле и има най-голяма проникваща сила, той се нарича гама лъчи. През 1900 г., докато изучава радиоактивността на тория, Ръдърфорд открива нов газ, по-късно наречен радон. Заедно с английския физик и химик Фредерик Соди през 1902-1903 г. разработва теорията за радиоактивния разпад и установява закона за радиоактивните трансформации. Ръдърфорд предсказва съществуването на трансуранови елементи. Резултатът от деветгодишната работа на учения в Монреал са повече от 50 публикувани научни статии и книгата "Радиоактивност", в която са обобщени всички познания на науката за този феномен.

Името на Ръдърфорд става известно и той получава покана да заеме позицията на професор по физика в Манчестърския университет и директор на физическата лаборатория. На 24 май 1907 г. Ърнест Ръдърфорд се завръща в Европа и започва да работи върху разкриването на природата на алфа частиците и преминаването им през материята, чието изучаване започва още в Канада. За изследвания върху трансформацията на елементите и химията на радиоактивните вещества той е удостоен с Нобелова награда по химия през 1908 г.

В Манчестър Ръдърфорд създава екип от изключителни изследователи от цял ​​свят, сред които са немският физик Ханс Гайгер (1882-1945), английският физик Хенри Мозли (1887-1915), новозеландският физик, по това време окончателен студент, Ърнест Марсдън (1889-1970) и други учени. Най-големите научни открития на Ръдърфорд са направени в атмосфера на колективно научно творчество. През 1908 г. заедно с Гайгер проектира устройство за регистриране на отделни заредени частици, наречено брояч на Гайгер. През 1909 г. той открива природата на алфа частиците: те са двойно йонизирани хелиеви атоми. През 1911 г., въз основа на резултатите от експерименти, проведени от неговите ученици Марсдън и Гайгер, той установява закона за разсейване на алфа-частиците от атоми на различни елементи, което го кара през май 1911 г. да създаде нов модел на атома – планетарен. Според този модел атомът е подобен на слънчевата система: в центъра има масивно положително ядро ​​с диаметър около 10 12 cm, около което отрицателните електрони се въртят в кръгови орбити. Броят на елементарните положителни заряди, съдържащи се в атомното ядро, съвпада с поредния номер на елемента в таблицата на Д. И. Менделеев, неговата обвивка съдържа същия брой електрони, тъй като атомът като цяло е електрически неутрален.

Преди Ръдърфорд да успее да възкликне: „Сега знам как изглежда един атом!“, Марсдън и Гайгер трябваше да запишат и преброят над 2 милиона едва видими сцинтилации (проблясъци) на алфа частици.

През 1912 г. в Манчестър идва изключителният датски физик Нилс Бор. Той успява да премахне противоречията на планетарния модел на атома, предложен от Ръдърфорд. В резултат на работата му се появява моделът на Ръдърфорд-Бор на атома, който поставя началото на квантовата и ядрената физика.

През 1914 г. Ръдърфорд излага идеята за изкуствена трансформация на атомните ядра. Но избухването на Първата световна война прекъсва изследванията и разпръсква приятелския екип в различни, воюващи страни. Самият Ръдърфорд участва във военни изследвания и разработва акустични методи за борба с немските подводници. На фронта през 1915 г., на 28-годишна възраст, загива Хенри Мозли – един от най-добрите му ученици, прославил името му с голямо откритие в рентгеновата спектроскопия. Джеймс Чадуик е в германски плен, Марсден се бие във Франция, а Нилс Бор се завръща в Копенхаген. Едва след войната Ръдърфорд успява да възобнови изследванията си.

През 1919 г. се премества в Кеймбридж, където заема поста професор в университета в Кеймбридж и наследява учителя си Дж. Дж. Томсън, ставайки директор на Кавендишката лаборатория. Ученият заема този пост до края на живота си. Продължаващите изследвания дават брилянтни резултати: извършена е изкуствена ядрена реакция, превръщаща азота в кислород, която положи основите на съвременната ядрена физика. През 1920 г. Ръдърфорд предсказва съществуването на неутрона, неутрална частица, равна по маса на водородно ядро. Такава частица е открита през 1932 г. от неговия ученик и сътрудник Чадуик, който във връзка с това става Нобелов лауреат. Лабораторията Кавендиш, ръководена от Ръдърфорд, се превърна в научна Мека за физици от всички страни.

Той се отнасяше изключително внимателно към учениците си, като ги наричаше галено „момчета“, не им позволяваше да работят в лабораторията повече от шест вечерта, а през почивните дни изобщо не им позволяваше да работят. Той ръководеше учениците си като „добродушен баща на семейството“, а те нежно наричаха учителя си „татко“. Всеки ден Ръдърфорд събираше служители на чаша чай, за да обсъждат не само научни проблеми и резултати от експерименти, но и въпроси от политиката, изкуството и литературата. Великият учен беше напълно лишен от всякаква скованост, снобизъм и желание да създаде около себе си атмосфера на възхищение.

При него учат и съветските физици Ю. Б. Харитон, А. И. Лейпунски, К. Д. Синелников, Л. Д. Ландау и др. През 1921 г. младият съветски физик Пьотър Леонидович Капица (1894-1984) идва в Ръдърфорд в Кеймбридж и работи там 13 години. Той става активен сътрудник и приятел на Ръдърфорд, оправдава очакванията на своя учител, постигайки изключителни научни резултати. През 1971 г. по инициатива на П. Л. Капица, по повод 100-годишнината от рождението на учения у нас, е издаден възпоменателният медал на Ръдърфорд и е издаден сборник с негови трудове.

Член е на всички академии на науките в света, от 1925 г. - чуждестранен член на Академията на науките на Съветския съюз; от 1903 г. член на Лондонското кралско общество, а от 1925 до 1930 г. - негов президент. През 1931 г. той става барон и става лорд Нелсън. Великият експериментатор е удостоен с всички награди на научния свят за своите научни заслуги.

Ърнест Ръдърфорд умира на 19 октомври 1937 г. на 66-годишна възраст. Смъртта му беше огромна загуба за науката, много студенти и цялото човечество. Големият физик е погребан в Уестминстърското абатство – в катедралата Свети Павел, до гробовете на И. Нютон, М. Фарадей, Ч. Дарвин, В. Хершел, в един от корабите на катедралата, наречен „Кът на науката ".