Izbor fotografija: "otac" nuklearne fizike, Sir Ernest Rutherford. Ernest, nadimak "Krokodil"

Ernest Rutherford u ovom članku predstavlja kratku biografiju engleskog fizičara, utemeljitelja nuklearne fizike.

Kratka biografija Ernesta Rutherforda

(1871–1937)

Ernest Rutherford rođen je 30. kolovoza 1871. na Novom Zelandu u malom selu Spring Grove u obitelji farmera. Od dvanaestero djece bio je najdarovitiji.

Ernest je briljantno završio osnovnu školu. Na koledžu Nelson, gdje je Ernest Rutherford primljen u peti razred, učitelji su primijetili njegovu iznimnu matematičku sposobnost. Kasnije se Ernest zainteresirao za prirodne znanosti - fiziku i kemiju.

Na Canterbury Collegeu Rutherford je stekao visoko obrazovanje, nakon čega se dvije godine s entuzijazmom bavio istraživanjem u području elektrotehnike.

1895. odlazi u Englesku, gdje do 1898. radi u Cambridgeu, u laboratoriju Cavendish pod vodstvom izvanrednog fizičara Josepha-Johna Thomsona. Čini značajan napredak u otkrivanju udaljenosti koja određuje duljinu elektromagnetskog vala.

1898. počeo je proučavati fenomen radioaktivnosti. Rutherfordovo prvo temeljno otkriće na ovom području – otkriće nehomogenosti zračenja koje emitira uran – donijelo mu je popularnost. Zahvaljujući Rutherfordu, koncept alfa i beta zračenja ušao je u znanost.

Sa 26 godina Rutherford je pozvan u Montreal kao profesor na Sveučilištu McGill - najboljem u Kanadi. Rutherford je radio u Kanadi 10 godina i tamo stvorio znanstvenu školu.

Godine 1903. 32-godišnji znanstvenik izabran je za člana Londonskog kraljevskog društva Britanske akademije znanosti.

Godine 1907. Rutherford i njegova obitelj preselili su se iz Kanade u Englesku kako bi zauzeli mjesto profesora fizike na Sveučilištu u Manchesteru. Odmah nakon dolaska, Rutherford je počeo provoditi eksperimentalna istraživanja radioaktivnosti. Zajedno s njim radio je njegov asistent i učenik, njemački fizičar Hans Geiger, koji je razvio poznati Geigerov brojač.

Godine 1908. Rutherford je dobio Nobelovu nagradu za kemiju za istraživanje transformacije elemenata.

Rutherford je proveo veliki niz eksperimenata koji su potvrdili da su alfa čestice dvostruko ionizirani atomi helija. Zajedno s još jednim svojim učenikom, Ernestom Marsdenom (1889-1970), proučavao je prolazak alfa čestica kroz tanke metalne ploče. Na temelju ovih eksperimenata, znanstvenik predložio planetarni model atoma: u središtu atoma - jezgra oko koje se kruže elektroni. Bilo je to izvanredno otkriće tog vremena!

Rutherford je predvidio otkriće neutrona, mogućnost fisije atomskih jezgri lakih elemenata i umjetne nuklearne transformacije.

18 godina vodio je Cavendish laboratorij (od 1919. do 1937.).

E. Rutherford je izabran za počasnog člana svih akademija u svijetu.

Ernest Rutherford umro je 19. listopada 1937., četiri dana nakon hitne operacije zbog neočekivane bolesti – zadavljene kile – u dobi od 66 godina.

Nobelova nagrada za kemiju, 1908

Engleski fizičar Ernest Rutherford rođen je na Novom Zelandu, u blizini grada Nelsona. Bio je jedno od 12 djece Jamesa Rutherforda, kolara i građevinskog radnika, škotskog podrijetla, i Marthe (Thompson) Rutherford, učiteljice engleskog jezika. Najprije je R. pohađao osnovnu i srednju mjesnu školu, a potom postao član privatne srednje škole Nelson College, gdje se pokazao talentiranim učenikom, posebno u matematici. Zbog akademske izvrsnosti R. je dobio još jednu stipendiju, što mu je omogućilo da upiše Canterbury College u Christchurchu, jednom od najvećih gradova na Novom Zelandu.

Na fakultetu je R. bio pod velikim utjecajem svojih učitelja: koji je predavao fiziku i kemiju, E.U. Bickerton i matematičar J.H.H. Kuhati. Nakon što je 1892. R. dobio diplomu prvostupnika, ostao je na Canterbury Collegeu i nastavio studij zahvaljujući stipendiji iz matematike. Sljedeće godine postaje magistar umjetnosti, položivši ispite iz matematike i fizike s najboljim od svih. Njegov magistarski rad ticao se detekcije visokofrekventnih radio valova čije je postojanje dokazano prije desetak godina. Kako bi proučio ovaj fenomen, napravio je bežični radio prijemnik (nekoliko godina prije Guglielma Marconija) i njime primao signale koje su kolege prenosili s udaljenosti od pola milje.

1894. g. R. je dobio diplomu prirodnih znanosti. Postojala je tradicija na Canterbury Collegeu da je svaki student koji je završio magisterij i ostao na koledžu morao poduzeti daljnja istraživanja i dobiti diplomu. Zatim je R. kratko vrijeme predavao u jednoj od škola za dječake u Christchurchu. Zbog iznimne znanstvene sposobnosti R. je dobio stipendiju Sveučilišta Cambridge u Engleskoj, gdje je studirao u Cavendish Laboratory, jednom od vodećih svjetskih centara znanstvenih istraživanja.

U Cambridgeu je R. radio pod vodstvom engleskog fizičara J.J. Thomson. Thomson je bio duboko impresioniran R. istraživanjem radio valova, te je 1896. predložio zajedničko proučavanje učinka x-zraka (koje je godinu dana ranije otkrio Wilhelm Roentgen) na električna pražnjenja u plinovima. Njihova je suradnja okrunjena značajnim rezultatima, uključujući Thomsonovo otkriće elektrona, atomske čestice koja nosi negativan električni naboj. Na temelju svojih istraživanja, Thomson i R. sugerirali su da kada X-zrake prođu kroz plin, one uništavaju atome tog plina, oslobađajući isti broj pozitivno i negativno nabijenih čestica. Te su čestice nazvali ionima. Nakon ovog rada, R. je pristupio proučavanju strukture atoma.

Godine 1898. g. R. je preuzeo mjesto profesora na Sveučilištu McGill u Montrealu (Kanada), gdje je započeo niz važnih eksperimenata u vezi zračenja elementa urana. Ubrzo je otkrio dvije vrste ovog zračenja: emisiju alfa zraka koje prodiru samo na malu udaljenost i beta zraka koje prodiru na mnogo veću udaljenost. Tada je R. otkrio da radioaktivni torij emitira plinoviti radioaktivni produkt, koji je nazvao "emanacija" (emisija. - Ed.).

Daljnja istraživanja su pokazala da dva druga radioaktivna elementa, radij i aktinij, također proizvode emanaciju. Na temelju ovih i drugih otkrića R. je došao do dva važna zaključka za razumijevanje prirode zračenja: svi poznati radioaktivni elementi emitiraju alfa i beta zrake, a što je još važnije, radioaktivnost bilo kojeg radioaktivnog elementa nakon određenog određenog vremenskog razdoblja opada. . Ovi zaključci dali su temelj za pretpostavku da svi radioaktivni elementi pripadaju istoj obitelji atoma i da se kao osnova za njihovu klasifikaciju može uzeti razdoblje smanjenja njihove radioaktivnosti.

Na temelju daljnjih istraživanja provedenih na Sveučilištu McGill 1901. ... 1902., R. i njegov kolega Frederick Soddy iznijeli su glavne odredbe svoje teorije radioaktivnosti. Prema ovoj teoriji, radioaktivnost nastaje kada atom odbaci svoju česticu, koja se izbacuje velikom brzinom, a taj gubitak pretvara atom jednog kemijskog elementa u atom drugog. Teorija koju su iznijeli R. i Soddyja došla je u sukob s brojnim već postojećim idejama, uključujući koncept koji su svi dugo priznavali, prema kojem su atomi nedjeljive i nepromjenjive čestice.

R. je provodio daljnje eksperimente kako bi dobio rezultate koji su potvrdili teoriju koju je gradio. 1903. dokazao je da alfa čestice nose pozitivan naboj. Budući da te čestice imaju mjerljivu masu, njihovo "izbacivanje" iz atoma ključno je za transformaciju jednog radioaktivnog elementa u drugi. Stvorena teorija omogućila je R. i da predvidi brzinu kojom će se razni radioaktivni elementi pretvoriti u ono što je nazvao materijalom kćeri. Znanstvenik je bio uvjeren da se alfa čestice ne razlikuju od jezgre atoma helija. Potvrda za to je dobivena kada je Soddy, koji je tada radio s engleskim kemičarom Williamom Ramsayem, otkrio da emanacija radija sadrži helij, navodnu alfa česticu.

1907. g. P., želeći biti bliže središtu znanstvenog istraživanja, preuzeo je mjesto profesora fizike na Sveučilištu u Manchesteru (Engleska). Uz pomoć Hansa Geigera, koji se kasnije proslavio kao izumitelj Geigerovog brojača, R. je u Manchesteru stvorio školu za proučavanje radioaktivnosti.

Godine 1908. g. R. je dobio Nobelovu nagradu za kemiju "za svoja istraživanja u području raspadanja elemenata u kemiji radioaktivnih tvari". U svom uvodnom govoru u ime Kraljevske švedske akademije znanosti, K.B. Hasselberg je ukazao na vezu između rada P. i rada Thomsona, Henrija Becquerela, Pierrea i Marie Curie. "Otkrića su dovela do zapanjujućeg zaključka: kemijski element... može se transformirati u druge elemente", rekao je Hasselberg. U svom Nobelovom predavanju R. je rekao: “Postoji svaki razlog vjerovati da su alfa čestice, koje se tako slobodno emitiraju iz većine radioaktivnih tvari, identične po masi i sastavu i da se moraju sastojati od jezgri atoma helija. Stoga ne možemo a da ne zaključimo da atomi osnovnih radioaktivnih elemenata, poput urana i torija, moraju biti izgrađeni barem dijelom od atoma helija.

Nakon što je dobio Nobelovu nagradu, R. je pristupio proučavanju fenomena koji je uočen prilikom bombardiranja ploče od tanke zlatne folije alfa česticama koje emitira takav radioaktivni element kao što je uran. Pokazalo se da je uz pomoć kuta refleksije alfa čestica moguće proučavati strukturu stabilnih elemenata koji čine ploču. Prema tada prihvaćenim idejama, model atoma bio je poput pudinga s grožđicama: pozitivni i negativni naboji bili su ravnomjerno raspoređeni unutar atoma i stoga nisu mogli bitno promijeniti smjer kretanja alfa čestica. P. je, međutim, primijetio da su određene alfa čestice odstupile od očekivanog smjera u puno većoj mjeri nego što je to dopušteno teorijom. Radeći s Ernestom Marsdenom, studentom na Sveučilištu u Manchesteru, znanstvenik je potvrdio da se prilično velik broj alfa čestica odbija dalje od očekivanog, neke za više od 90 stupnjeva.

Razmišljajući o ovom fenomenu, R. je 1911. predložio novi model atoma. Prema njegovoj teoriji, koja je danas postala općeprihvaćena, pozitivno nabijene čestice koncentrirane su u teškom središtu atoma, a negativno nabijene čestice (elektroni) su u orbiti jezgre, na prilično velikoj udaljenosti od nje. Ovaj model, poput malenog modela Sunčevog sustava, implicira da se atomi uglavnom sastoje od praznog prostora. Široko priznanje R.-ovih teorija počelo je 1913., kada se danski fizičar Niels Bohr pridružio radu znanstvenika na Sveučilištu u Manchesteru. Bohr je pokazao da se u smislu predložene strukture R. može objasniti dobro poznatim fizikalnim svojstvima atoma vodika, kao i atoma nekoliko težih elemenata.

Kad je izbio Prvi svjetski rat, R. je imenovan članom Civilnog odbora Ureda za izume i istraživanja Britanskog admiraliteta i proučavao je problem lociranja podmornica pomoću akustike. Nakon rata vratio se u laboratorij u Manchesteru i 1919. napravio još jedno temeljno otkriće. Proučavajući strukturu atoma vodika bombardirajući ih alfa česticama velike brzine, primijetio je signal na svom detektoru koji bi se mogao objasniti kao rezultat pokretanja jezgre vodikovog atoma sudarom s alfa česticom. Međutim, potpuno isti signal pojavio se kada je znanstvenik zamijenio atome vodika atomima dušika. R. je uzrok ove pojave objasnio činjenicom da bombardiranje uzrokuje raspad stabilnog atoma. Oni. u procesu analognom prirodnom raspadu uzrokovanom zračenjem, alfa čestica izbacuje jedan proton (jezgru atoma vodika) iz jezgre atoma dušika, stabilnog u normalnim uvjetima, i daje mu ogromnu brzinu. Još jedan dokaz u prilog ovakvom tumačenju ovog fenomena dobiven je 1934. godine, kada su Frédéric Joliot i Irene Joliot-Curie otkrili umjetnu radioaktivnost.

1919. g. R. prelazi na Sveučilište u Cambridgeu, postajući Thomsonov nasljednik na mjestu profesora eksperimentalne fizike i ravnatelja Cavendish laboratorija, a 1921. preuzima mjesto profesora prirodnih znanosti na Kraljevskom institutu u Londonu. Godine 1930. g. R. je imenovan predsjednikom vladinog savjetodavnog odbora Ureda za znanstvena i industrijska istraživanja. Budući da je bio na vrhuncu svoje karijere, znanstvenik je privukao mnoge talentirane mlade fizičare da rade u svom laboratoriju u Cambridgeu, uklj. P.M. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick i Ernest Walton. Unatoč činjenici da je većina R. otišla zbog toga manjeg vremena za aktivan istraživački rad, njegov duboki interes za stalna istraživanja i jasno vodstvo pomogli su održavanju visoke razine rada provedenog u njegovom laboratoriju. Studenti i kolege pamtili su znanstvenika kao dragu, ljubaznu osobu. Uz svoj inherentni dar predviđanja kao teoretičara, R. je imao praktičnu crtu. Zahvaljujući njoj uvijek je bio točan u objašnjavanju uočenih pojava, ma koliko na prvi pogled izgledale neobične.

Zabrinut zbog politike koju je provodila nacistička vlada Adolfa Hitlera, R. 1933., g. je postao predsjednik Academic Relief Councila, koji je stvoren da pomogne onima koji su pobjegli iz Njemačke.

1900., tijekom kratkog putovanja na Novi Zeland, R. se oženio Mary Newton, koja mu je rodila kćer. Gotovo do kraja života odlikovao se dobrim zdravljem i umro je u Cambridgeu 1937. nakon kratke bolesti. R. pokopan u Westminsterskoj opatiji u blizini grobova Isaaca Newtona i Charlesa Darwina.

Među nagradama primljena je medalja R. Rumforda (1904.) i Copleyjeva medalja (1922.) Kraljevskog društva u Londonu, kao i britanski Red za zasluge (1925.). Godine 1931. znanstvenik je dobio titulu vršnjaka. R. je dobio počasne diplome sa sveučilišta Novi Zeland, Cambridge, Wisconsin, Pennsylvania i McGill. Bio je dopisni član Kraljevskog društva Gottingen, kao i član Novozelandskog filozofskog instituta, Američkog filozofskog društva. Louis Academy of Sciences, Kraljevsko društvo iz Londona i Britansko udruženje za unapređenje znanosti.

Dobitnici Nobelove nagrade: Enciklopedija: Per. s engleskog - M .: Progres, 1992.
© The H.W. Tvrtka Wilson, 1987.
© Prijevod na ruski s dodacima, Izdavačka kuća Progress, 1992.

Rutherford Ernest (1871-1937), engleski fizičar, jedan od tvoraca teorije radioaktivnosti i strukture atoma, utemeljitelj znanstvene škole.

Rođen 30. kolovoza 1871. u gradu Spring - Brove (Novi Zeland) u obitelji škotskih iseljenika. Otac mu je radio kao mehaničar i uzgajivač lana, majka je bila učiteljica. Ernest je bio četvrto od 12 Rutherfordove djece i najtalentiraniji.

Već na kraju osnovne škole, kao prvi učenik, dobio je 50 funti bonusa za nastavak školovanja. Zahvaljujući tome, Rutherford je upisao fakultet u Nelsonu (Novi Zeland). Nakon što je završio fakultet, mladić je položio ispite na sveučilištu Canterbury i ovdje se ozbiljno bavio fizikom i kemijom.

Sudjelovao je u stvaranju znanstvenog studentskog društva i 1891. godine napravio izvješće na temu "Evolucija elemenata", gdje je prvi put izražena ideja da su atomi složeni sustavi izgrađeni od istih sastavnih dijelova.

U vrijeme kada je Daltonova ideja o nedjeljivosti atoma dominirala fizikom, ta se ideja činila apsurdnom, a mladi znanstvenik se čak morao ispričati svojim kolegama za "očigledne gluposti".

Istina, nakon 12 godina Rutherford je dokazao svoj slučaj. Nakon što je završio sveučilište, Ernest je postao profesor u srednjoj školi, ali mu to zanimanje očito nije bilo po volji. Srećom, Rutherford - najbolji maturant godine - dobio je stipendiju, te je otišao u Cambridge - znanstveni centar Engleske - na nastavak studija.

U laboratoriju Cavendish Rutherford je stvorio odašiljač za radio komunikaciju u radijusu od 3 km, ali je prednost svom izumu dao talijanskom inženjeru G. Marconiju, a i sam je počeo proučavati ionizaciju plinova i zraka. Znanstvenik je primijetio da uranovo zračenje ima dvije komponente - alfa i beta zrake. Bilo je to otkriće.

U Montrealu, proučavajući aktivnost torija, Rutherford je otkrio novi plin – radon. Znanstvenik je 1902. godine u svom djelu "Uzrok i priroda radioaktivnosti" prvi put sugerirao da je uzrok radioaktivnosti spontani prijelaz nekih elemenata u druge. Otkrio je da su alfa čestice pozitivno nabijene, njihova masa je veća od mase atoma vodika, a naboj je približno jednak naboju dvaju elektrona, a to podsjeća na atome helija.

Godine 1903. Rutherford je postao član Kraljevskog društva u Londonu, a od 1925. do 1930. bio je njegov predsjednik.

Godine 1904. objavljen je temeljni rad znanstvenika "Radioaktivne tvari i njihovo zračenje", koji je postao enciklopedija za nuklearne fizičare. Godine 1908. Rutherford je postao nobelovac za istraživanje radioaktivnih elemenata. Voditelj laboratorija za fiziku na Sveučilištu u Manchesteru, Rutherford, stvorio je školu nuklearnih fizičara, svojih učenika.

Zajedno s njima bavio se proučavanjem atoma, a 1911. je konačno došao do planetarnog modela atoma, o čemu je pisao u članku objavljenom u svibanjskom broju časopisa Philosophical Journal. Model nije odmah prihvaćen, odobren je tek nakon što su ga dovršili Rutherfordovi studenti, posebice N. Bohr.

Znanstvenik je preminuo 19. listopada 1937. u Cambridgeu. Kao i mnogi velikani Engleske, Ernest Rutherford počiva u katedrali sv. Pavla, u "Science Corner", uz Newtona, Faradaya, Darennea, Herschela.

RUTHERFORD ERNEST

(1871. - 1937.)

Briljantni engleski fizičar i kemičar Ernest Rutherford rođen je 30. kolovoza 1871. u Spring Groveu, u blizini grada Nelsona na Novom Zelandu. Bio je četvrto dijete u velikoj obitelji Jamesa i Marthe Rutherford (rođene Thompson).

Ernestov otac radio je kao kolobar, inženjer, graditelj i mlinar. Godine 1843., u potrazi za boljim životom, preselio se na Novi Zeland iz Škotske. Ernestova majka, Martha Thompson, bila je školska učiteljica i preselila se u dobi od trinaest godina u Nelson iz Engleske.

Kao dijete, Rutherford je vodio život tipičan za seoskog dječaka, pomažući muzu krava i skupljajući drva za ogrjev. Subotom je, zajedno s ostalom djecom, budući znanstvenik izrađivao praćke i plivao u utrci. Budući da je otac često mijenjao posao, obitelj se stalno morala seliti.

U dobi od 10 godina, Ernest je otišao u lokalnu školu Foxhill, gdje je pročitao svoju prvu znanstvenu knjigu. Ove godine proveo je svoj prvi eksperiment mjerenja brzine zvuka koji je naveden u udžbeniku.

Godine 1887. Ernest je upisao Nelson College i ubrzo postao jedan od najboljih studenata. Mladog Rutherforda posebno je zanimala matematika. Ernest je puno slobodnog vremena posvetio igranju ragbija, ali to ga nije spriječilo da dobije jednu od deset školskih stipendija, što mu omogućuje upis na Canterbury College u Crichesteru (ogranak Sveučilišta Novog Zelanda), jedan od najvećih gradova na Novom Zelandu.

Ernest Rutherford dobio je diplomu 1892. Omiljeni predmeti budućeg znanstvenika na fakultetu bili su fizika i kemija. Isticao se u ovim predmetima i postao je prvostupnik znanosti.

U svom magistarskom radu Ernest je istraživao visokofrekventne radio valove, otkrivene prije desetak godina. Kako bi proučio ovaj fenomen, Rutherford je dizajnirao bežični radio prijemnik s kojim je primao signale s udaljenosti veće od pola milje.

U dobi od dvadeset i tri godine Ernest Rutherford je već imao tri diplome. U to su vrijeme najdarovitiji mladi prekomorski podanici Britanije svake dvije godine dobivali posebnu stipendiju u ime Svjetske izložbe 1851., što je omogućilo napredak u znanostima u Engleskoj. Godine 1895. među kandidatima za jednu stipendiju bila su dva kandidata - kemičar McLaurin i fizičar Rutherford.

Stipendiju je dobio McLaurin, ali su ga obiteljske prilike spriječile da ode u Englesku. Sudbina se pokazala naklonjena Rutherfordu, te se u jesen 1895. na poziv J. J. Thomsona preselio u Englesku, u Cavendish laboratorij Sveučilišta u Cambridgeu. Na Cambridgeu je Rutherford postao prvi doktorski kandidat za ravnatelja laboratorija Josepha Johna Thomsona.

U to vrijeme Thomson je bio svjetski poznati znanstvenik, član Kraljevskog društva u Londonu. Rutherfordov rad na proučavanju radio valova impresionirao je slavnog fizičara, te je mladog znanstvenika pozvao da zajednički proučavaju procese ionizacije plina pod djelovanjem rendgenskih zraka koje je godinu dana ranije otkrio Wilhelm Roentgen.

Godine 1896. znanstvenici su objavili zajednički rad "O prolasku električne energije kroz plinove izložene X-zrakama". Rutherford je sljedeće godine objavio svoje djelo Magnetski detektor električnih valova i neke od njegovih primjena. Iste godine napisao je članak "O elektrifikaciji plinova izloženih X-zrakama, te o apsorpciji X-zraka plinovima i parama".

Dok je radio u laboratoriju Cavendish, Rutherford je pomno pratio otkrića drugih fizičara i kemičara. Nakon što su Pierre Curie i Maria Sklodowska-Curie predstavili rezultate svojih istraživanja na Pariškoj akademiji znanosti, koja su dokazala da osim urana postoje i drugi radioaktivni elementi, mlada znanstvenica započela je samostalan rad na ovom području. Proveo je prva istraživanja Becquerelovih zraka i otkrio nehomogenost zračenja koje emitira uran.

Na temelju vlastitih rezultata, Ernest Rutherford i J. J. Thomson sugerirali su da se pod utjecajem X-zraka razaraju atomi plina i stvaraju negativno i pozitivno nabijene čestice. Znanstvenici su te čestice nazvali ionima. Zajednički rad znanstvenika doveo je i do otkrića elektrona - atomske čestice koja nosi negativni električni naboj.

U prosincu 1897. proširena je stipendija Rutherfordove Svjetske izložbe i on je počeo ozbiljno proučavati atomsku strukturu. Međutim, kada je u travnju 1898. mjesto profesora na Sveučilištu McGill u Montrealu postalo upražnjeno i mladom znanstveniku je ponuđeno to mjesto, on je pristao. U jesen 1898. Rutherford je počeo predavati na Sveučilištu McGill.

U Kanadi je tada dvadesetsedmogodišnji profesor napravio mnoga briljantna otkrića. Godine 1899. otkrio je da radioaktivni torij emitira plinoviti radioaktivni produkt. Znanstvenik je ovaj fenomen nazvao "emanacija" (emisija). Kao rezultat naknadnih istraživanja, ustanovljeno je da dva druga radioaktivna elementa - radij i aktinij - također proizvode emanaciju.

Znanstvenik je pokazao da postoje najmanje dvije vrste zračenja. Prvo od njih, koje se lako apsorbiralo, nazvao je alfa zračenjem, a drugo, koje ima veću prodornu moć, beta zračenjem.

Nakon analize rezultata istraživanja, Rutherford je zaključio da svi radioaktivni elementi poznati znanosti emitiraju alfa i beta zrake. Budući da se radioaktivnost elemenata smanjila nakon određenog vremenskog razdoblja, znanstvenik je pretpostavio da svi radioaktivni elementi pripadaju istoj obitelji atoma. Stoga se mogu klasificirati prema razdoblju smanjenja njihove radioaktivnosti.

1902.-1903. Rutherford je zajedno s Frederickom Soddyjem, jednim od utemeljitelja radiokemije, nastavio istraživanja na ovom području. Znanstvenici su otkrili opći zakon radioaktivnih transformacija, izrazili ga u matematičkom obliku, uveli koncept "poluživota", a također su iznijeli glavne odredbe teorije radioaktivnosti koju su stvorili.

Prema Rutherfordu i Soddyju, radioaktivnost je nastala kada je atom otrgnuo svoju česticu. Kao rezultat gubitka, atom jednog kemijskog elementa pretvorio se u atom drugog.

Otkrića znanstvenika uvrštena su na popis najvažnijih znanstvenih događaja 20. stoljeća. Uništeni su svi dotadašnji aksiomi o nedjeljivosti i nepromjenjivosti atoma. Znanstvenici su formulirali zakone transformacija, iz kojih je proizlazilo da se transformacije kemijskih elemenata tijekom radioaktivnih raspada ne samo događaju, nego ih nije moguće usporiti ili zaustaviti.

Istražujući radioaktivne transformacije, Rutherford i Soddy izračunali su energiju alfa čestica koje emitira radij i zaključili da je energija radioaktivnih transformacija mnogo tisuća, a možda i milijune puta veća od energije bilo koje molekularne transformacije. Prema znanstvenicima, ova energija je morala biti uzeta u obzir u bilo kojem fenomenu svemirske fizike, a posebno su objasnili postojanost sunčeve energije činjenicom da se na Suncu odvijaju procesi subatomske transformacije.

Godine 1903. Rutherford je proveo niz eksperimenata koji su dokazali svoju teoriju, a također je pokazao da alfa čestice nose pozitivan naboj.

Rutherfordov rad donio mu je veliku slavu. Godine 1903. izabran je za člana Kraljevskog društva u Londonu.

Godine 1904. Rutherford je napisao knjigu Radioaktivnost u kojoj je predstavio i formulirao rezultate svojih istraživanja. Sljedeće godine objavio je svoju drugu knjigu Radioaktivne transmutacije. Rutherforda su počela pozivati ​​na rad razna sveučilišta i istraživački centri u različitim zemljama. Godine 1907. odlučio je promijeniti mjesto stanovanja i vratio se u Englesku. 24. svibnja 1907. Rutherford je stigao u Manchester, gdje je preuzeo mjesto profesora fizike na Sveučilištu u Manchesteru.

U Manchesteru je Rutherford nastavio svoje istraživanje. Uz Geigerovu pomoć organizirao je školu za proučavanje radioaktivnosti na sveučilištu. Godine 1908. Rutherford je pomogao Hansu Geigeru stvoriti brojač alfa čestica, a sljedeće godine dokazao je da su alfa čestice dvostruko ionizirani atomi helija.

Rutherford je 1908. dobio Nobelovu nagradu za kemiju "za svoja istraživanja raspadanja elemenata u kemiji radioaktivnih tvari". Predsjednik Kraljevske švedske akademije znanosti K. B. Hasselberg u svom je prezentacijskom govoru istaknuo veliku važnost otkrića znanstvenika.

U svom Nobelovom predavanju "Kemijska priroda alfa čestica u radioaktivnim tvarima", održanom 11. prosinca 1908., Rutherford je sugerirao da su alfa čestice identične po masi i sastavu i da se sastoje od jezgri atoma helija. Iz ovoga slijedi da se atomi radioaktivnih elemenata također djelomično sastoje od atoma helija.

Nakon što je dobio Nobelovu nagradu, Rutherford je počeo proučavati strukturu atoma. Okrenuo se tehnici koju je koristio s J. J. Thomsonom u Laboratoriju Cavendish, prijenos alfa čestica. Znanstvenik je zajedno s pomoćnicima Hansom Geigerom i Ernstom Marsdenom proveo niz eksperimenata u kojima je bombardirao ploču od tanke zlatne folije alfa česticama koje emitira uran. U to vrijeme, fizičari su vjerovali da su udaljenosti između atoma u čvrstim tvarima otprilike iste kao i veličine atoma. Iz ovoga bi se moglo zaključiti da alfa čestice ne mogu letjeti ni kroz tanku foliju.

Već prvi Rutherfordovi eksperimenti opovrgnuli su ovaj zaključak - većina alfa čestica probila je foliju, gotovo bez odstupanja. No, u otprilike jednom od 8.000 slučajeva odstupili su od očekivanog smjera čak i u većoj mjeri nego što je teorija dopuštala, kao da su naletjeli na neku prepreku. Ova se nevjerojatna anomalija pokazala kao polazna točka u razvoju nuklearnog modela atoma.

Nakon što je J. J. Thomson otkrio da elektroni imaju negativan električni naboj, predložio je model atoma u obliku pozitivno nabijene kapljice polumjera od stomilijuntnog dijela (10,8) centimetra, unutar koje se nalaze sićušni negativno nabijeni elektroni. Pozitivni i negativni naboji bili su ravnomjerno raspoređeni u atomu i stoga nisu mogli bitno promijeniti smjer kretanja alfa čestica.

Na temelju svojih iskustava, 1911. Rutherford je napustio Thomsonov model i predložio novi model atoma. Svoje ideje iznio je u članku "Raspršenje alfa i beta zračenja u materiji i struktura atoma" u svibanjskom broju časopisa "Philosophical Magazin" - navjestitelja mnogih briljantnih otkrića.

Prema Rutherfordu, u središtu atoma je jezgra, u kojoj su koncentrirane pozitivno nabijene čestice i koja čini cjelokupnu masu atoma. Negativno nabijene čestice (elektroni) nalaze se u orbiti jezgre, na prilično velikoj udaljenosti od nje. Budući da su mase elektrona mnogo manje od mase alfa čestica, potonje se gotovo ne odbijaju, prodirući u oblake elektrona. I samo u slučaju kada alfa čestica leti blizu pozitivno nabijene jezgre, Coulombova odbojna sila naglo mijenja svoju putanju.

Rutherfordov model, koji je danas općeprihvaćen, sličio je sićušnom modelu Sunčevog sustava i nazvan je "planetarni model atoma".

Nakon što je Rutherfordov prijatelj i suradnik, danski fizičar Niels Bohr, 1913. uveo ideju kvanta u planetarni model, atomski model je stekao svjetsko priznanje. Bohr je sugerirao da u atomu postoje orbite, krećući se duž kojih elektron dobiva ubrzanje, i naznačio je pravilo za pronalaženje takvih stacionarnih orbita. Kada se elektron kreće iz jedne orbite u drugu, u skladu sa zakonom održanja energije, pojavljuju se kvanti zračenja.

Teorija Nielsa Bohra otklonila je glavni nedostatak planetarnog modela atoma - elektrodinamičku neizbježnost pada rotirajućeg elektrona na jezgru.

Tijekom Prvog svjetskog rata britanska vlada imenovala je Rutherforda u Civilni odbor Ureda za izum i istraživanje Britanskog admiraliteta. Njegove dužnosti uključivale su izmišljanje metode za otkrivanje neprijateljskih podmornica pomoću akustike.

Poslije rata Ernest Rutherford se vratio u laboratorij u Manchesteru.

1919. briljantni znanstvenik izveo je prvu umjetnu nuklearnu reakciju. Nakon što je alfa česticama bombardirao atome vodika, a zatim i dušika, Rutherford je otkrio da su u tom procesu nastali atomi kisika. Kao rezultat bombardiranja, stabilni atom se raspao. Na temelju Rutherfordovog istraživanja i koristeći rezultate svojih istraživanja, 1934. Frederic i Irene Joliot-Curie otkrili su umjetnu radioaktivnost.

U to vrijeme Rutherford je stekao slavu kao najveći praktični fizičar u povijesti fizike, jedan od najbriljantnijih ljudi svog vremena.

Godine 1919. Ernest Rutherford naslijedio je Thomsona kao profesor eksperimentalne fizike na Sveučilištu u Cambridgeu i direktor Cavendish laboratorija. Dvije godine kasnije postao je profesor prirodnih znanosti na Kraljevskom institutu u Londonu. Dvije godine kasnije, 1923., Rutherford je postao predsjednik Britanskog udruženja za unapređenje znanosti, a od 1925. do 1930. bio je predsjednik Kraljevskog društva u Londonu. Godine 1930. znanstvenik je imenovan predsjednikom vladinog savjetodavnog odbora Ureda za znanstvena i industrijska istraživanja.

Ernest Rutherford nije bio samo briljantan znanstvenik, već i talentirani organizator. Dok je bio na vodećim pozicijama, privukao je u svoj rad mnoge mlade fizičare koji su kasnije dobili Nobelove nagrade. Pred njim su pognuli glave svi istaknuti fizičari tog doba. Kad su kolege primijetili njegovu sposobnost da uvijek bude "na vrhuncu vala" znanstvenog istraživanja, odgovorio je: "Zašto ne? Ja sam bio taj koji je izazvao val, zar ne?" Malo tko je prigovorio ovoj tvrdnji. Rutherforda su svojim učiteljem smatrali deseci svjetski poznatih znanstvenika: P. L. Kapitsa, G. Moseley, J. Chadwick, J. Cockcroft, M. Oliphant, V. Geytler, O. Gan, Yu. B. Khariton i drugi.

Unatoč godinama i zauzetosti, Rutherford je cijelo vrijeme nastavio svoje istraživanje. Godine 1920. predvidio je postojanje neutrona (otkrio ga je njegov student James Chadwick 1932.), postojanje atoma vodika s atomskom masom jednakom dva (deuterij), uveo koncept "protona", 1933. pokrenuo eksperimentalna provjera odnosa mase i energije u nuklearnim procesima .

U svom posljednjem eksperimentalnom radu 1934. Rutherford je zajedno s Markusom Oliphantom i Paulom Harteckom otkrio tricij, superteški izotop vodika.

Ernest Rutherford je do svoje smrti zadržao izvrsno raspoloženje i odlikovao se dobrim zdravljem. Sjajno je u mislima izvodio složene matematičke proračune, iznenadivši svoje kolege i zaposlenike.

Nakon kratke bolesti, slavni znanstvenik preminuo je u Cambridgeu 19. listopada 1937. i pokopan je u Westminsterskoj opatiji u blizini grobova Isaaca Newtona, Charlesa Darwina i Michaela Faradaya.

Engleski fizičar, jedan od tvoraca teorije radioaktivnosti i strukture atoma, utemeljitelj znanstvene škole, John. h.-k. RAS (1922), poč. Akademije znanosti SSSR-a (1925). r. Laboratorij Cavendish (od 1919). Otvorio (1899) alfa i beta zrake i utvrdio njihovu prirodu. Stvorio (1903, zajedno s F. Soddyjem) teoriju radioaktivnosti. Predložio je (1911) planetarni model atoma. Izvršio (1919) prvu čl. nuklearna reakcija. Predvidio (1921) postojanje neutrona. Nob. itd. u kemiji (1908).

Ernest Rutherford smatra se najvećim eksperimentalnim fizičarem dvadesetog stoljeća. On je središnja figura u našem znanju o radioaktivnosti, a također i čovjek koji je postavio temelje nuklearne fizike. Osim velikog teorijskog značenja, njegova su otkrića dobila široku primjenu, uključujući: nuklearno oružje, nuklearne elektrane, radioaktivni račun i istraživanje zračenja. Utjecaj Rutherfordovog rada na svijet je ogroman. Ona nastavlja rasti i vjerojatno će se još povećati u budućnosti.

Rutherford je rođen i odrastao na Novom Zelandu. Tamo je upisao Canterbury College i do svoje dvadeset i treće godine dobio tri diplome (Bachelor of Arts, Bachelor of Science, Master of Arts). Sljedeće godine dobio je pravo studiranja na Sveučilištu Cambridge u Engleskoj, gdje je proveo tri godine kao student istraživanja kod J. J. Thomsona, jednog od vodećih znanstvenika tog vremena. S dvadeset i sedam godina Rutherford je postao profesor fizike na Sveučilištu McGill u Kanadi. Tamo je radio devet godina i vratio se u Englesku 1907. godine kako bi vodio odjel za fiziku na Sveučilištu u Manchesteru. Godine 1919. Rutherford se vratio u Cambridge, ovaj put kao direktor Cavendish laboratorija, i ostao na tom mjestu do kraja života.

Radioaktivnost je 1896. godine otkrio francuski znanstvenik Antoine Henri Becquerel kada je eksperimentirao sa spojevima urana. No, Becquerel je ubrzo izgubio interes za tu temu, a većina našeg osnovnog znanja o radioaktivnosti potječe iz Rutherfordovog opsežnog istraživanja. (Marie i Pierre Curie otkrili su još dva radioaktivna elementa - polonij i radij, ali nisu napravili otkrića od temeljne važnosti.)

Jedno od prvih Rutherfordovih otkrića bilo je da se radioaktivno zračenje iz urana sastoji od dvije različite komponente, koje je znanstvenik nazvao alfa i beta zrakama. Kasnije je demonstrirao prirodu svake komponente (sastoje se od čestica koje se brzo kreću) i pokazao da postoji i treća komponenta koju je nazvao gama zrakama.

Važna značajka radioaktivnosti je energija povezana s njom. Becquerel, Curies i mnogi drugi znanstvenici smatrali su energiju vanjskim izvorom. Ali Rutherford je dokazao da ta energija – koja je mnogo moćnija od one koju oslobađaju kemijske reakcije – dolazi iz pojedinačnih atoma urana! Time je postavio temelj za važan koncept atomske energije.

Znanstvenici su oduvijek pretpostavljali da su pojedinačni atomi nedjeljivi i nepromjenjivi. Ali Rutherford (uz pomoć vrlo talentiranog mladog asistenta, Fredericka Soddyja) uspio je pokazati da se atom, kada emitira alfa ili beta zrake, pretvara u drugu vrstu atoma. U početku kemičari nisu mogli vjerovati. Međutim, Rutherford i Soddy proveli su čitav niz eksperimenata s radioaktivnim raspadom i pretvorili uran u olovo. Rutherford je također mjerio stopu propadanja i formulirao važan koncept "poluživota". To je ubrzo dovelo do tehnike radioaktivnog računa, koja je postala jedno od najvažnijih znanstvenih alata i široko se koristila u geologiji, arheologiji, astronomiji i mnogim drugim područjima.

Ova zapanjujuća serija otkrića donijela je Rutherfordu Nobelovu nagradu 1908. (Soddy je kasnije dobio Nobelovu nagradu), ali njegovo najveće postignuće tek je uslijedilo. Primijetio je da su alfa čestice koje se brzo kreću mogle proći kroz tanku zlatnu foliju (ne ostavljajući vidljive tragove!), ali su se lagano skretale. Pretpostavljalo se da su atomi zlata, tvrdi, neprobojni, poput "malenih biljarskih kuglica" - kako su znanstvenici prije vjerovali - mekani iznutra! Izgledalo je kao da manje, tvrđe alfa čestice mogu proći kroz atome zlata poput metka velike brzine kroz žele.

Ali Rutherford (radeći s Geigerom i Marsdenom, njegova dva mlada pomoćnika) otkrio je da su neke alfa čestice koje prolaze kroz zlatnu foliju bile vrlo snažno odbijene. Zapravo, neki čak lete natrag! Osjećajući da iza toga stoji nešto važno, znanstvenik je pažljivo prebrojao broj čestica koje su letjele u svakom smjeru. Zatim je složenom, ali prilično uvjerljivom matematičkom analizom pokazao jedini način na koji se rezultati eksperimenata mogu objasniti: atom zlata se gotovo u potpunosti sastojao od praznog prostora, a gotovo sva atomska masa bila je koncentrirana u središtu, u mala "jezgra" atoma!

Jednim je udarcem Rutherfordov rad zauvijek uzdrmao našu uobičajenu viziju svijeta. Ako je čak i komad metala – naizgled najtvrđi od svih stvari – bio uglavnom prazan prostor, onda se sve ono što smo mislili da je materijalno odjednom raspalo u malena zrnca pijeska koja su trčkarala uokolo u ogromnoj praznini!

Rutherfordovo otkriće atomskih jezgri temelj je svih modernih teorija o strukturi atoma. Kada je Niels Bohr dvije godine kasnije objavio svoje slavno djelo opisujući atom kao minijaturni Sunčev sustav kojim upravlja kvantna mehanika, upotrijebio je Rutherfordovu nuklearnu teoriju kao polazište za svoj model. Tako su učinili i Heisenberg i Schrödinger kada su konstruirali složenije atomske modele koristeći klasičnu i valnu mehaniku.

Rutherfordovo otkriće dovelo je i do nove grane znanosti: proučavanja atomske jezgre. I na ovom području Rutherford je bio predodređen da postane pionir. Godine 1919. uspio je transformirati jezgre dušika u jezgre kisika ispaljivanjem prvih alfa čestica koje se brzo kreću. Bilo je to postignuće o kojem su sanjali drevni alkemičari.

Ubrzo je postalo jasno da nuklearne transformacije mogu biti izvor Sunčeve energije. Štoviše, transformacija atomskih jezgri ključni je proces u atomskom oružju i nuklearnim elektranama. Posljedično, Rutherfordovo otkriće je mnogo više zanimljivo nego samo akademsko.

Rutherfordova osobnost neprestano je oduševljavala sve koji su ga sreli. Bio je krupan čovjek glasnog glasa, bezgranične energije i izrazitog nedostatka skromnosti. Kad su kolege primijetili Rutherfordovu nadnaravnu sposobnost da uvijek bude "na vrhuncu vala" znanstvenog istraživanja, on je odmah odgovorio: "Zašto ne? Uostalom, ja sam izazvao val, zar ne?" Malo bi znanstvenika prigovorilo ovoj tvrdnji.