Избор на снимки: "бащата" на ядрената физика, сър Ърнест Ръдърфорд. Ърнест с прякор "Крокодил"

Ърнест Ръдърфорд в тази статия е представена кратка биография на английския физик, основател на ядрената физика.

Кратка биография на Ърнест Ръдърфорд

(1871–1937)

Ърнест Ръдърфорд е роден на 30 август 1871 г. в Нова Зеландия в малкото селце Спринг Гроув в семейството на фермер. От дванадесетте деца той беше най-надареният.

Ърнест блестящо завършва начално училище. В колежа Нелсън, където Ърнест Ръдърфорд беше приет в пети клас, учителите забелязаха изключителните му математически способности. По-късно Ърнест започва да се интересува от естествените науки – физика и химия.

В колежа Кентърбъри Ръдърфорд получава висшето си образование, след което в продължение на две години ентусиазирано се занимава с изследвания в областта на електротехниката.

През 1895 г. заминава за Англия, където до 1898 г. работи в Кеймбридж, в Кавендишката лаборатория под ръководството на изключителния физик Джоузеф-Джон Томсън. Той прави значителен пробив в откриването на разстоянието, което определя дължината на електромагнитната вълна.

През 1898 г. започва да изучава явлението радиоактивност. Първото фундаментално откритие на Ръдърфорд в тази област – откриването на нехомогенността на излъчваната от урана радиация – му донесе популярност. Благодарение на Ръдърфорд концепцията за алфа и бета радиация навлезе в науката.

На 26 Ръдърфорд е поканен в Монреал като професор в университета Макгил - най-добрият в Канада. Ръдърфорд работи в Канада в продължение на 10 години и създава научна школа там.

През 1903 г. 32-годишният учен е избран за член на Лондонското кралско общество на Британската академия на науките.

През 1907 г. Ръдърфорд и семейството му се местят от Канада в Англия, за да заемат позицията на професор по физика в университета в Манчестър. Веднага след пристигането си Ръдърфорд започва да провежда експериментални изследвания на радиоактивността. Заедно с него работи неговият асистент и ученик, немският физик Ханс Гайгер, който разработи добре познатия брояч на Гайгер.

През 1908 г. Ръдърфорд получава Нобелова награда по химия за изследвания върху трансформацията на елементите.

Ръдърфорд провежда голяма серия от експерименти, които потвърждават, че алфа-частиците са двойно йонизирани хелиеви атоми. Заедно с друг негов ученик, Ърнест Марсдън (1889-1970), той изучава преминаването на алфа-частиците през тънки метални пластини. Въз основа на тези експерименти ученият предложи планетарен модел на атома: в центъра на атома - ядрото, около което се въртят електроните. Това беше изключително откритие за онова време!

Ръдърфорд предсказва откриването на неутрона, възможността за делене на атомни ядра на леки елементи и изкуствени ядрени трансформации.

В продължение на 18 години оглавява Кавендишката лаборатория (от 1919 до 1937 г.).

Е. Ръдърфорд е избран за почетен член на всички академии в света.

Ърнест Ръдърфорд умира на 19 октомври 1937 г., четири дни след спешна операция от неочаквано заболяване - удушена херния - на 66-годишна възраст.

Нобелова награда по химия, 1908 г

Английският физик Ърнест Ръдърфорд е роден в Нова Зеландия, близо до град Нелсън. Той беше едно от 12-те деца на Джеймс Ръдърфорд, механик и строителен работник, от шотландски произход, и Марта (Томпсън) Ръдърфорд, учител по английски. Първо Р. посещава начални и средни местни училища, а след това става член на Нелсън Колидж, частна гимназия, където се доказва като талантлив ученик, особено по математика. Благодарение на академичните постижения Р. получава още една стипендия, която му позволява да се запише в Кентърбъри Колидж в Крайстчърч, един от най-големите градове в Нова Зеландия.

В колежа Р. беше силно повлиян от своите учители: който преподаваше физика и химия, Е.У. Бикертън и математикът J.H.H. Готвач. След като през 1892 г. Р. получава бакалавърска степен по изкуства, той остава в колежа в Кентърбъри и продължава обучението си благодарение на 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 построява безжичен радиоприемник (няколко години преди Гулиелмо Маркони да го направи) и с него получава сигнали, предавани от колеги от разстояние от половин миля.

През 1894 г. г-н Р. получава бакалавърска степен по природни науки. Имаше традиция в колежа в Кентърбъри, че всеки студент, който завърши магистърска степен и остана в колежа, трябваше да предприеме допълнителни изследвания и да спечели бакалавърска степен. След това Р. за кратко преподава в едно от училищата за момчета в Крайстчърч. Поради изключителните си способности към науката Р. е награден със стипендия от университета в Кеймбридж в Англия, където учи в Кавендишката лаборатория, един от водещите световни центрове за научни изследвания.

В Кеймбридж Р. работи под ръководството на английския физик Дж. Томсън. Томсън е силно впечатлен от изследванията на Р. върху радиовълните и през 1896 г. той предлага съвместно изследване на ефекта на рентгеновите лъчи (открит година по-рано от Вилхелм Рентген) върху електрическите разряди в газове. 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 Р. предполагат, че когато рентгеновите лъчи преминават през газ, те унищожават атомите на този газ, освобождавайки същия брой положително и отрицателно заредени частици. Те нарекли тези частици йони. След тази работа Р. се зае с изучаването на атомната структура.

През 1898 г. г-н Р. заема мястото на професор в университета Макгил в Монреал (Канада), където започва серия от важни експерименти относно излъчването на елемента уран. Скоро той открива два вида на това излъчване: излъчването на алфа лъчи, които проникват само на кратко разстояние, и бета лъчите, които проникват на много по-голямо разстояние. Тогава Р. открива, че радиоактивният торий излъчва газообразен радиоактивен продукт, който той нарече „еманация“ (емисия. – Ед.).

По-нататъшни изследвания показват, че два други радиоактивни елемента, радий и актиний, също произвеждат еманация. Въз основа на тези и други открития Р. стига до две важни заключения за разбиране на природата на радиацията: всички известни радиоактивни елементи излъчват алфа и бета лъчи и, което е по-важно, радиоактивността на всеки радиоактивен елемент след определен определен период от време намалява. . Тези изводи дадоха основание да се предположи, че всички радиоактивни елементи принадлежат към едно и също семейство атоми и че периодът на намаляване на тяхната радиоактивност може да се вземе за основа за тяхната класификация.

Въз основа на по-нататъшни изследвания, проведени в университета Макгил през 1901 ... 1902 г., Р. и неговият колега Фредерик Соди очертават основните положения на тяхната теория за радиоактивността. Според тази теория радиоактивността възниква, когато един атом отхвърли частица от себе си, която се изхвърля с голяма скорост и тази загуба превръща атом от един химичен елемент в атом на друг. Изложената от Р. и теорията на Соди влезе в противоречие с редица вече съществуващи идеи, включително концепцията, призната от всички от дълго време, според която атомите са неделими и непроменими частици.

Р. провежда допълнителни експерименти, за да получи резултати, които потвърждават теорията, която изгражда. През 1903 г. той доказва, че алфа-частиците носят положителен заряд. Тъй като тези частици имат измерима маса, "изхвърлянето" им от атома е от решаващо значение за трансформацията на един радиоактивен елемент в друг. Създадената теория позволи на Р. също да предвиди скоростта, с която различни радиоактивни елементи ще се превърнат в това, което той нарече дъщерен материал. Ученият бил убеден, че алфа-частиците са неразличими от ядрото на хелиевия атом. Потвърждение за това е получено, когато Соди, работещ тогава с английския химик Уилям Рамзи, открива, че радиевата еманация съдържа хелий, предполагаемата алфа частица.

През 1907 г. г-н П., търсейки да бъде по-близо до центъра на научните изследвания, заема поста професор по физика в Университета на Манчестър (Англия). С помощта на Ханс Гайгер, който по-късно става известен като изобретателя на брояча на Гайгер, Р. създава училище в Манчестър за изследване на радиоактивността.

През 1908 г. г-н Р. е удостоен с Нобелова награда по химия "за изследванията си в областта на 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 П., 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 Р. каза: „Има всички основания да се смята, че алфа-частиците, които толкова свободно се излъчват от повечето радиоактивни вещества, са идентични по маса и състав и трябва да се състоят от ядра на хелиеви 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 получи Нобелова награда, Р. се зае с изучаването на явлението, което се наблюдава при бомбардиране на плоча от тънко златно фолио с алфа частици, излъчвани от такъв радиоактивен елемент като урана. 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. П. 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, Р. през 1911 г. предлага нов модел на атома. Според неговата теория, която днес е общоприета, положително заредените частици са концентрирани в тежкия център на атома, а отрицателно заредените частици (електрони) са в орбита 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 теориите на Р. започва през 1913 г., когато датският физик Нилс Бор се присъединява към работата на учения в Манчестърския университет. Бор показа, че по отношение на предложената структура на R. може да се обясни с добре познатите физични свойства на водородния атом, както и на атомите на няколко по-тежки елемента.

Когато избухва Първата световна война, Р. е назначен за член на Гражданския комитет на Службата за изобретения и изследвания на Британското адмиралтейство и изучава проблема за локализиране на подводници с помощта на акустика. След войната той се завръща в лабораторията в Манчестър и през 1919 г. прави друго фундаментално откритие. Докато изучава структурата на водородните атоми, като ги бомбардира с високоскоростни алфа-частици, той забелязва сигнал на своя детектор, който може да се обясни като резултат от това, че ядрото на водородния атом се привежда в движение от сблъсък с алфа-частица. Въпреки това, точно същият сигнал се появи, когато ученият замени водородните атоми с азотни атоми. Р. обясни причината за това явление с факта, че бомбардировката причинява разпадането на стабилен атом. Тези. в процес, аналогичен на естествения разпад, причинен от радиация, алфа-частицата избива един-единствен протон (ядрото на водородния атом) от ядрото на азотния атом, стабилно при нормални условия, и му придава огромна скорост. Друго доказателство в полза на това тълкуване на този феномен е получено през 1934 г., когато Фредерик Жолио и Ирен Жолио-Кюри откриват изкуствена радиоактивност.

През 1919 г. г-н Р. се премества в университета в Кеймбридж, като става наследник на 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 1930 г. г-н Р. е назначен за председател на правителствения консултативен съвет на Службата за научни и промишлени изследвания. Бидейки на върха на кариерата си, ученият привлича много талантливи млади физици да работят в лабораторията си в Кеймбридж, вкл. P.M. Блекет, Джон Кокрофт, Джеймс Чадуик и Ърнест Уолтън. Въпреки факта, че повечето Р. напуснаха поради това по-малко време за активна изследователска работа, неговият дълбок интерес към текущите изследвания и ясното ръководство помогнаха да се поддържа високо ниво на работата, извършена в неговата лаборатория. Студенти и колеги си спомнят учения като приятен, мил човек. Наред с присъщата му дарба на прозорливост като теоретик, Р. имаше и практическа жилка. Благодарение на нея той винаги е бил точен в обяснението на наблюдаваните явления, колкото и необичайни да изглеждат на пръв поглед.

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

През 1900 г., по време на кратко пътуване до Нова Зеландия, Р. се жени за Мери Нютон, която му ражда дъщеря. Почти до края на живота си той се отличава с добро здраве и умира в Кеймбридж през 1937 г. след кратко боледуване. Р. погребан в Уестминстърското абатство близо до гробовете на Исак Нютон и Чарлз Дарвин.

Сред наградите са получили медал на Р. Ръмфорд (1904) и медал на Копли (1922) на Лондонското кралско общество, както и британския орден за заслуги (1925). През 1931 г. ученият получава титла на пери. Р. е удостоен с почетни степени от университетите в Нова Зеландия, Кеймбридж, Уисконсин, Пенсилвания и Макгил. Бил е член-кореспондент на Гьотингенското кралско общество, както и член на Новозеландския философски институт, Американското философско дружество. Луис академия на науките, Лондонското кралско общество и Британската асоциация за напредък на науката.

Нобелови лауреати: Енциклопедия: Пер. от английски - М .: Прогрес, 1992.
© The H.W. Компания Уилсън, 1987 г.
© Превод на руски език с допълнения, Издателство "Прогрес", 1992 г.

Ръдърфорд Ърнест (1871-1937), английски физик, един от създателите на теорията за радиоактивността и структурата на атома, основател на научна школа.

Роден на 30 август 1871 г. в град Спринг – Броув (Нова Зеландия) в семейство на шотландски емигранти. Баща му е работил като механик и ленопроизводител, майка му е била учителка. Ърнест беше четвъртото от 12-те деца на Ръдърфорд и най-талантливият.

Още в края на основното училище, като първи ученик, той получава бонус от £50, за да продължи образованието си. Благодарение на това Ръдърфорд влезе в колеж в Нелсън (Нова Зеландия). След като завършва колежа, младежът издържа изпитите в университета в Кентърбъри и тук сериозно се захваща с физика и химия.

Участва в създаването на научно студентско общество и прави доклад през 1891 г. на тема „Еволюция на елементите“, където за първи път се изразява идеята, че атомите са сложни системи, изградени от едни и същи съставни части.

Във време, когато идеята на Далтън за неделимостта на атома доминираше във физиката, тази идея изглеждаше абсурдна и младият учен дори трябваше да се извини на колегите си за „очевидни глупости“.

Вярно е, че след 12 години Ръдърфорд доказа своята теза. След като завършва университета, Ърнест става учител в гимназията, но тази професия явно не му харесва. За щастие Ръдърфорд - най-добрият възпитаник на годината - получи стипендия и той отиде в Кеймбридж - научният център на Англия - за да продължи обучението си.

В лабораторията Кавендиш Ръдърфорд създава предавател за радиовръзка в радиус от 3 км, но дава приоритет на своето изобретение на италианския инженер Г. Маркони, а самият той започва да изучава йонизацията на газовете и въздуха. Ученият забелязал, че урановата радиация има два компонента – алфа и бета лъчи. Беше откровение.

В Монреал, докато изучава активността на тория, Ръдърфорд открива нов газ - радон. През 1902 г. в работата "Причината и природата на радиоактивността" ученият за първи път предполага, че причината за радиоактивността е спонтанният преход на едни елементи към други. Той откри, че алфа-частиците са положително заредени, тяхната маса е по-голяма от масата на водороден атом, а зарядът е приблизително равен на заряда на два електрона и това наподобява хелиевите атоми.

През 1903 г. Ръдърфорд става член на Лондонското кралско общество и от 1925 до 1930 г. служи като негов президент.

През 1904 г. е публикуван фундаменталният труд на учения „Радиоактивни вещества и тяхното излъчване“, който се превръща в енциклопедия за ядрени физици. През 1908 г. Ръдърфорд става Нобелов лауреат за изследване на радиоактивни елементи. Ръководителят на лабораторията по физика в университета в Манчестър, Ръдърфорд създава училище от ядрени физици, негови ученици.

Заедно с тях той се занимава с изследване на атома и през 1911 г. най-накрая стига до планетарния модел на атома, за който пише в статия, публикувана в майския брой на Philosophical Journal. Моделът не е приет веднага, той е одобрен едва след като е финализиран от учениците на Ръдърфорд, по-специално Н. Бор.

Ученият умира на 19 октомври 1937 г. в Кеймбридж. Подобно на много велики хора на Англия, Ърнест Ръдърфорд почива в катедралата Свети Павел, в „Кът на науката“, до Нютон, Фарадей, Дарен, Хершел.

РЪТЪРФОРД ЪРНЕСТ

(1871 - 1937)

Брилянтният английски физик и химик Ърнест Ръдърфорд е роден на 30 август 1871 г. в Спринг Гроув, близо до град Нелсън в Нова Зеландия. Той беше четвъртото дете в голямо семейство на Джеймс и Марта Ръдърфорд (по рождение Томпсън).

Бащата на Ърнест е работил като монтьор, инженер, строител и мелничар. През 1843 г., в търсене на по-добър живот, той се премества в Нова Зеландия от Шотландия. Майката на Ърнест, Марта Томпсън, беше учителка и се премести на тринадесет години в Нелсън от Англия.

Като дете Ръдърфорд води живот, типичен за селско момче, помагайки в доенето на кравите и събирането на дърва за огрев. В събота заедно с други деца бъдещият учен правеше прашки и плуваше в състезание. Тъй като бащата често сменя работата си, семейството трябваше да се мести през цялото време.

На 10-годишна възраст Ърнест отива в местното училище Foxhill, където чете първата си научна книга. Тази година той проведе първия си експеримент за измерване на скоростта на звука, даден в учебника.

През 1887 г. Ърнест постъпва в колежа в Нелсън и скоро става един от най-добрите студенти. Младият Ръдърфорд се интересуваше особено от математиката. Ърнест посвети много свободно време на игра на ръгби, но това не му попречи да получи една от десетте училищни стипендии, което дава възможност да влезе в Кентърбъри Колидж в Кричестър (клон на Университета на Нова Зеландия), един от най-големите градове в Нова Зеландия.

Ърнест Ръдърфорд получава бакалавърска степен по изкуства през 1892 г. Любимите предмети на бъдещия учен в колежа бяха физиката и химията. Той се отличи по тези предмети и стана бакалавър по наука.

В магистърската си работа Ърнест изследва високочестотните радиовълни, открити преди около десет години. За да проучи това явление, Ръдърфорд проектира безжичен радиоприемник, с който приема сигнали от разстояние повече от половин миля.

На двадесет и три години Ърнест Ръдърфорд вече има три степени. По това време на най-надарените млади британски отвъдморски субекти се дава специална стипендия, наречена на Световното изложение от 1851 г. на всеки две години, което дава възможност да се усъвършенстват в науките в Англия. През 1895 г. сред кандидатите за една стипендия има двама кандидати - химикът Маклорин и физикът Ръдърфорд.

Стипендията е присъдена на Маклорин, но семейните обстоятелства му пречат да замине за Англия. Съдбата се оказва благосклонна към Ръдърфорд и през есента на 1895 г., по покана на Дж. Джей Томсън, той се премества в Англия, в Кавендишката лаборатория на университета в Кеймбридж. В Кеймбридж Ръдърфорд става първият докторант за директор на лаборатория Джоузеф Джон Томсън.

По това време Томсън е световно известен учен, член на Лондонското кралско общество. Работата на Ръдърфорд върху изследването на радиовълните впечатли известния физик и той покани младия учен да изследват съвместно процесите на йонизация на газа под действието на рентгеновите лъчи, открити година по-рано от Вилхелм Рентген.

През 1896 г. учените публикуват съвместен труд „За преминаването на електричество през газове, изложени на рентгенови лъчи“. Ръдърфорд публикува своя труд „Магнитният детектор на електрически вълни и някои от неговите приложения“ през следващата година. През същата година той написа статия „За електрификацията на газове, изложени на рентгенови лъчи, и за поглъщането на рентгенови лъчи от газове и пари“.

Докато работи в лабораторията в Кавендиш, Ръдърфорд следи отблизо откритията на други физици и химици. След като Пиер Кюри и Мария Склодовска-Кюри представиха резултатите от своите изследвания в Парижката академия на науките, които доказаха, че освен урана има и други радиоактивни елементи, младият учен започва самостоятелна работа в тази област. Той извършва първите изследвания на лъчите на Бекерел и открива нехомогенността на излъчваната от урана радиация.

Въз основа на собствените си резултати Ърнест Ръдърфорд и Дж. Дж. Томсън предполагат, че под въздействието на рентгеновите лъчи се разрушават газовите атоми и се образуват отрицателно и положително заредени частици. Учените наричат ​​тези частици йони. Съвместната работа на учените доведе и до откриването на електрона – атомна частица, която носи отрицателен електрически заряд.

През декември 1897 г. стипендията на Ръдърфорд на Световното изложение е удължена и той започва сериозно да изучава атомната структура. Въпреки това, когато през април 1898 г. мястото на професор в университета Макгил в Монреал се освободи и на младия учен е предложена тази позиция, той се съгласява. През есента на 1898 г. Ръдърфорд започва да преподава в университета Макгил.

В Канада тогавашният двадесет и седем годишен професор прави много блестящи открития. През 1899 г. той открива, че радиоактивният торий излъчва газообразен радиоактивен продукт. Ученият нарече това явление "еманация" (емисия). В резултат на последващи изследвания е установено, че два други радиоактивни елемента - радий и актиний - също произвеждат еманация.

Ученият показа, че има поне два вида радиация. Първото от тях, което лесно се абсорбира, той нарече алфа лъчение, а второто, което има по-голяма проникваща сила, бета лъчение.

След като анализира резултатите от изследването, Ръдърфорд стига до заключението, че всички известни на науката радиоактивни елементи излъчват алфа и бета лъчи. Тъй като радиоактивността на елементите намалява след определен период от време, ученият приема, че всички радиоактивни елементи принадлежат към едно и също семейство атоми. По този начин те могат да бъдат класифицирани според периода на намаляване на тяхната радиоактивност.

През 1902-1903 г. Ръдърфорд, заедно с Фредерик Соди, един от основателите на радиохимията, продължават изследванията в тази област. Учените откриха общия закон на радиоактивните трансформации, изразиха го в математическа форма, въведоха концепцията за "полуразпад", а също така очертаха основните положения на създадената от тях теория на радиоактивността.

Според Ръдърфорд и Соди радиоактивността възниква, когато един атом откъсне частица от себе си. В резултат на загубата, атом от един химичен елемент се превърна в атом на друг.

Откритията на учените бяха включени в списъка на най-важните научни събития на 20-ти век. Всички съществуващи досега аксиоми за неделимостта и неизменността на атомите бяха унищожени. Учените формулират законите на трансформациите, от които следва, че трансформациите на химичните елементи при радиоактивни разпада не само се случват, но не е възможно да се забавят или спрат.

Изследвайки радиоактивните трансформации, Ръдърфорд и Соди изчисляват енергията на алфа-частиците, излъчвани от радий, и стигат до заключението, че енергията на радиоактивните трансформации е много хиляди, а може би и милиони пъти по-голяма от енергията на всяка молекулярна трансформация. Според учените тази енергия трябваше да се вземе предвид при всякакви явления на космическата физика, по-специално те обясняваха постоянството на слънчевата енергия с факта, че на Слънцето протичат процеси на субатомна трансформация.

През 1903 г. Ръдърфорд провежда серия от експерименти, доказващи своята теория, а също така показва, че алфа-частиците носят положителен заряд.

Работата на Ръдърфорд му донесе голяма слава. През 1903 г. е избран за член на Лондонското кралско общество.

През 1904 г. Ръдърфорд написва книгата Радиоактивност, в която представя и формулира резултатите от своите изследвания. На следващата година той публикува втората си книга „Радиоактивни трансмутации“. Ръдърфорд започва да бъде канен да работи от различни университети и изследователски центрове в различни страни. През 1907 г. решава да смени местоживеенето си и се завръща в Англия. На 24 май 1907 г. Ръдърфорд пристига в Манчестър, където заема поста професор по физика в Манчестърския университет.

В Манчестър Ръдърфорд продължи изследванията си. С помощта на Гайгер той организира в университета училище за изследване на радиоактивността. През 1908 г. Ръдърфорд помага на Ханс Гайгер да създаде брояч на алфа частици и следващата година доказва, че алфа частиците са двойно йонизирани хелиеви атоми.

Ръдърфорд е удостоен с Нобелова награда по химия през 1908 г. „за изследванията си върху разпадането на елементите в химията на радиоактивните вещества“. В речта си за представяне президентът на Шведската кралска академия на науките К. Б. Хаселберг изтъкна голямото значение на откритията на учения.

В своята Нобелова лекция „Химическата природа на алфа-частиците в радиоактивните вещества”, изнесена на 11 декември 1908 г., Ръдърфорд предполага, че алфа-частиците са идентични по маса и състав и се състоят от ядрата на хелиевите атоми. От това следва, че атомите на радиоактивните елементи също се състоят частично от атоми на хелий.

След като получава Нобелова награда, Ръдърфорд започва да изучава структурата на атома. Той се обърна към техника, която беше използвал с J. J. Thomson в лабораторията в Кавендиш, предаване на алфа частици. Ученият, заедно с асистентите Ханс Гайгер и Ернст Марсден, проведоха серия от експерименти, в които бомбардира плоча от тънко златно фолио с алфа частици, излъчвани от урана. По това време физиците вярваха, че разстоянията между атомите в твърдите тела са приблизително същите като размерите на атомите. От това може да се заключи, че алфа частиците не могат да летят дори през тънко фолио.

Още първите експерименти на Ръдърфорд опровергаха това заключение - повечето от алфа частиците проникнаха през фолиото, почти без да се отклоняват. Но в около един от 8000 случая те се отклониха от очакваната посока в дори по-голяма степен, отколкото позволява теорията, сякаш се удряха в някакво препятствие. Тази удивителна аномалия се оказа отправна точка в развитието на ядрения модел на атома.

След като J. J. Thomson открива, че електроните имат отрицателен електрически заряд, той предлага модел на атома под формата на положително заредена капчица с радиус от сто милионна (10,8) от сантиметъра, вътре в която се намират малки отрицателно заредени електрони. Положителните и отрицателните заряди бяха равномерно разпределени в атома и следователно не можеха значително да променят посоката на движение на алфа частиците.

Въз основа на своя опит, през 1911 г. Ръдърфорд изоставя модела на Томсън и предлага нов модел на атома. Той излага идеите си в статията „Разсейване на алфа и бета лъчение в материята и структурата на атома“ в майския брой на списание „Философски магазин“ – вестоносец на много блестящи открития.

Според Ръдърфорд в центъра на атома е ядрото, в което са концентрирани положително заредени частици и което съставлява цялата маса на атома. Отрицателно заредените частици (електрони) се намират в орбитата на ядрото, на доста голямо разстояние от него. Тъй като масите на електроните са много по-малки от масите на алфа частиците, последните почти не се отклоняват, прониквайки в електронните облаци. И само в случай, че алфа-частица лети близо до положително заредено ядро, кулоновата отблъскваща сила рязко променя траекторията си.

Моделът на Ръдърфорд, който е общоприет днес, приличаше на малък модел на Слънчевата система и беше наречен „планетарен модел на атома“.

След като приятелят и сътрудник на Ръдърфорд, датският физик Нилс Бор, въвежда идеята за квантите в планетарния модел през 1913 г., атомният модел получава световно признание. Бор предполага, че в атома има орбити, движещи се по които електронът получава ускорение, и посочи правило за намиране на такива стационарни орбити. Когато електронът се движи от една орбита в друга, в съответствие със закона за запазване на енергията се появяват радиационни кванти.

Теорията на Нилс Бор елиминира основния недостатък на планетарния модел на атома - електродинамичната неизбежност на падането на въртящ се електрон върху ядрото.

По време на Първата световна война британското правителство назначава Ръдърфорд в Гражданския комитет на Службата за изобретения и изследвания на Британското адмиралтейство. Неговите задължения включват изобретяването на метод за откриване на вражески подводници с помощта на акустика.

След войната Ърнест Ръдърфорд се завръща в лабораторията в Манчестър.

През 1919 г. брилянтен учен извършва първата изкуствена ядрена реакция. След бомбардиране на водородни атоми и след това на азот с алфа частици, Ръдърфорд открива, че в процеса се образуват кислородни атоми. В резултат на бомбардирането стабилният атом се разпадна. Въз основа на изследванията на Ръдърфорд и използвайки резултатите от тяхното изследване, през 1934 г. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри откриват изкуствена радиоактивност.

По това време Ръдърфорд е придобил слава като най-великият практически физик в историята на физиката, един от най-блестящите хора на своето време.

През 1919 г. Ърнест Ръдърфорд наследява Томсън като професор по експериментална физика в университета в Кеймбридж и директор на лабораторията в Кавендиш. Две години по-късно той става професор по естествени науки в Кралския институт в Лондон. Две години по-късно, през 1923 г., Ръдърфорд става президент на Британската асоциация за напредък на науката, а от 1925 до 1930 г. е президент на Лондонското кралско общество. През 1930 г. ученият е назначен за председател на правителствения консултативен съвет на Службата за научни и промишлени изследвания.

Ърнест Ръдърфорд беше не само брилянтен учен, но и талантлив организатор. Докато е на ръководни позиции, той привлича към работата си много млади физици, които по-късно получават Нобелови награди. Всички изключителни физици от онази епоха преклониха глави пред него. Когато колеги отбелязаха способността му винаги да бъде „на гребена на вълната“ на научните изследвания, той отговори: „Защо не? Аз предизвиках вълната, нали?" Малцина възразиха срещу това твърдение. Ръдърфорд е смятан за негов учител от десетки световноизвестни учени: П. Л. Капица, Г. Мозли, Дж. Чадуик, Дж. Кокрофт, М. Олифант, В. Гейтлер, О. Ган, Ю. Б. Харитон и др.

Въпреки възрастта и заетостта си, Ръдърфорд продължава изследванията си през цялото време. През 1920 г. той предсказва съществуването на неутрона (открит от неговия ученик Джеймс Чадуик през 1932 г.), съществуването на водороден атом с атомна маса равна на две (деутерий), въвежда понятието "протон", през 1933 г. инициира експериментална проверка на връзката между масата и енергията в ядрените процеси .

В последната си експериментална работа през 1934 г. Ръдърфорд, заедно с Маркъс Олифант и Пол Хартек, открива тритий, свръхтежък изотоп на водорода.

До смъртта си Ърнест Ръдърфорд поддържаше отлично настроение и се отличаваше с добро здраве. Той брилянтно извършваше сложни математически изчисления в ума си, изненадвайки своите колеги и служители.

След кратко боледуване известният учен умира в Кеймбридж на 19 октомври 1937 г. и е погребан в Уестминстърското абатство близо до гробовете на Исак Нютон, Чарлз Дарвин и Майкъл Фарадей.

Английски физик, един от създателите на теорията за радиоактивността и структурата на атома, основател на научна школа Джон. ч.-к. RAS (1922), чест. Академията на науките на СССР (1925). реж. Кавендиш лаборатория (от 1919 г.). Открива (1899) алфа и бета лъчи и установява тяхната природа. Създава (1903 г., съвместно с Ф. Соди) теорията за радиоактивността. Той предлага (1911) планетарен модел на атома. Осъществява (1919) първото чл. ядрена реакция. Предсказва (1921) съществуването на неутрона. Nob и др. по химия (1908).

Ърнест Ръдърфорд е смятан 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. В допълнение към голямото си теоретично значение, неговите открития са получили широк спектър от приложения, включително: ядрени оръжия, атомни електроцентрали, радиоактивни изчисления и радиационни изследвания. Въздействието на работата на Ръдърфорд върху света е огромно. Продължава да расте и е вероятно да нараства допълнително в бъдеще.

Ръдърфорд е роден и израснал в Нова Зеландия. Там той постъпва в колежа Кентърбъри и на двадесет и три години получава три степени (бакалавър по изкуства, бакалавър по наука, магистър по изкуства). На следващата година той получава правото да учи в университета в Кеймбридж в Англия, където прекарва три години като изследовател при Дж. Дж. Томсън, един от водещите учени на времето. На двадесет и седем Ръдърфорд става професор по физика в университета Макгил в Канада. Той работи там в продължение на девет години и се завръща в Англия през 1907 г., за да оглави катедрата по физика в университета в Манчестър. През 1919 г. Ръдърфорд се завръща в Кеймбридж, този път като директор на Кавендишката лаборатория, и остава на този пост до края на живота си.

Радиоактивността е открита през 1896 г. от френския учен Антоан Анри Бекерел, когато той експериментира със съединения на урана. Но Бекерел скоро загуби интерес към темата и повечето от основните ни познания за радиоактивността идват от обширните изследвания на Ръдърфорд. (Мари и Пиер Кюри откриха още два радиоактивни елемента - полоний и радий, но не направиха открития от фундаментално значение.)

Едно от първите открития на Ръдърфорд е, че радиоактивното лъчение от уран се състои от два различни компонента, които ученият нарече алфа и бета лъчи. По-късно той демонстрира природата на всеки компонент (те са съставени от бързо движещи се частици) и показа, че има и трети компонент, който той нарече гама лъчи.

Важна характеристика на радиоактивността е свързаната с нея енергия. Бекерел, семейство Кюри и много други учени смятат енергията за външен източник. Но Ръдърфорд доказа, че тази енергия – която е много по-мощна от тази, освободена при химични реакции – идва от вътре в отделните атоми на урана! С това той положи основата на важната концепция за атомната енергия.

Учените винаги са приемали, че отделните атоми са неделими и неизменни. Но Ръдърфорд (с помощта на много талантлив млад асистент Фредерик Соди) успя да покаже, че когато един атом излъчва алфа или бета лъчи, той се трансформира в различен вид атом. В началото химиците не можеха да повярват. Ръдърфорд и Соди обаче проведоха цяла серия от експерименти с радиоактивен разпад и превърнаха урана в олово. Ръдърфорд също така измерва скоростта на разпадане и формулира важната концепция за "полуживот". Това скоро доведе до техниката на радиоактивното смятане, която се превърна в един от най-важните научни инструменти и беше широко използвана в геологията, археологията, астрономията и много други области.

Тази зашеметяваща поредица от открития донесе на Ръдърфорд Нобелова награда през 1908 г. (Соди по-късно спечели Нобелова награда), но най-голямото му постижение тепърва предстои. Той забеляза, че бързо движещите се алфа частици са в състояние да преминат през тънко златно фолио (без да оставят видими следи!), но са леко отклонени. Предполага се, че златните атоми, твърди, непроницаеми, като „малки билярдни топки“ – както смятаха учените по-рано – са меки отвътре! Изглеждаше така, сякаш по-малки, по-твърди алфа частици могат да преминат през златни атоми като високоскоростен куршум през желе.

Но Ръдърфорд (работещ с Гайгер и Марсдън, двамата му млади асистенти) установи, че някои алфа частици, преминаващи през златно фолио, се отклоняват много силно. Всъщност някои дори летят обратно! Усещайки, че зад това има нещо важно, ученият внимателно преброи броя на частиците, които летят във всяка посока. След това, чрез сложен, но доста убедителен математически анализ, той показа единствения начин, по който резултатите от експериментите могат да бъдат обяснени: златният атом се състои почти изцяло от празно пространство и почти цялата атомна маса е концентрирана в центъра, в малкото "ядро" на атома!

С един удар работата на Ръдърфорд завинаги разтърси обичайната ни визия за света. Ако дори парче метал — на пръв поглед най-твърдото от всички неща — беше предимно празно пространство, тогава всичко, което смятахме, че е материал, внезапно се разпадна на малки песъчинки, които се въртят наоколо в огромната празнота!

Откриването на атомни ядра от Ръдърфорд е в основата на всички съвременни теории за структурата на атома. Когато Нилс Бор публикува известната си работа две години по-късно, описваща атома като миниатюрна слънчева система, управлявана от квантовата механика, той използва ядрената теория на Ръдърфорд като отправна точка за своя модел. Същото направиха и Хайзенберг и Шрьодингер, когато конструираха по-сложни атомни модели, използвайки класическа и вълнова механика.

Откритието на Ръдърфорд доведе и до нов клон на науката: изучаването на атомното ядро. И в тази област Ръдърфорд е предопределен да стане пионер. През 1919 г. той успява да трансформира азотните ядра в кислородни ядра чрез изстрелване на първите бързо движещи се алфа частици. Това е постижение, за което са мечтали древните алхимици.

Скоро стана ясно, че ядрените трансформации могат да бъдат източник на енергията на Слънцето. Освен това трансформацията на атомните ядра е ключов процес в атомните оръжия и атомните електроцентрали. Следователно откритието на Ръдърфорд представлява много по-голям интерес, отколкото просто академичен.

Личността на Ръдърфорд постоянно изумяваше всички, които го срещнаха. Той беше голям човек с висок глас, безгранична енергия и подчертана липса на скромност. Когато колегите отбелязаха свръхестествената способност на Ръдърфорд винаги да бъде „на гребена на вълната“ на научните изследвания, той веднага отговори: „Защо не? Все пак аз предизвиках вълната, нали?“ Малко учени биха възразили срещу това твърдение.