การเลือกภาพถ่าย: "บิดา" แห่งฟิสิกส์นิวเคลียร์ เซอร์เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เออร์เนสต์ ชื่อเล่น "จระเข้"

Ernest Rutherford ชีวประวัติโดยย่อของนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้ก่อตั้งฟิสิกส์นิวเคลียร์ถูกนำเสนอในบทความนี้

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ชีวประวัติสั้น

(1871–1937)

Ernest Rutherford เกิดเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2414 ในนิวซีแลนด์ในหมู่บ้านเล็ก ๆ ของ Spring Grove ในครอบครัวของชาวนา ในบรรดาเด็กทั้งสิบสองคน เขามีพรสวรรค์มากที่สุด

เออร์เนสต์จบการศึกษาจากโรงเรียนประถมอย่างเก่ง ที่วิทยาลัยเนลสัน ซึ่งเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดเข้าเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 นั้น ครูสังเกตเห็นความสามารถพิเศษทางคณิตศาสตร์ของเขา ต่อมาเออร์เนสต์เริ่มสนใจวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ - ฟิสิกส์และเคมี

ที่วิทยาลัยแคนเทอร์เบอรี รัทเทอร์ฟอร์ดได้รับการศึกษาระดับอุดมศึกษา หลังจากนั้นเป็นเวลาสองปี เขาทำงานวิจัยอย่างกระตือรือร้นในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า

ในปีพ.ศ. 2438 เขาไปอังกฤษ ซึ่งจนกระทั่งปี พ.ศ. 2441 เขาทำงานที่เคมบริดจ์ ที่ห้องทดลองคาเวนดิชภายใต้การแนะนำของโจเซฟ-จอห์น ทอมสัน นักฟิสิกส์ที่โดดเด่น ทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการตรวจจับระยะทางที่กำหนดความยาวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ในปี พ.ศ. 2441 เขาเริ่มศึกษาปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี การค้นพบพื้นฐานครั้งแรกของรัทเทอร์ฟอร์ดในพื้นที่นี้ - การค้นพบความไม่เท่าเทียมกันของรังสีที่ปล่อยออกมาจากยูเรเนียม - ทำให้เขาได้รับความนิยม ขอบคุณ Rutherford แนวคิดของการแผ่รังสีอัลฟาและเบต้าเข้าสู่วิทยาศาสตร์

เมื่ออายุ 26 ปี รัทเทอร์ฟอร์ดได้รับเชิญไปยังมอนทรีออลในตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยแมคกิลล์ ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยที่ดีที่สุดในแคนาดา Rutherford ทำงานในแคนาดาเป็นเวลา 10 ปีและสร้างโรงเรียนวิทยาศาสตร์ที่นั่น

ในปี 1903 นักวิทยาศาสตร์วัย 32 ปีได้รับเลือกให้เป็นสมาชิกของ London Royal Society of the British Academy of Sciences

ในปี 1907 รัทเทอร์ฟอร์ดและครอบครัวของเขาย้ายจากแคนาดาไปอังกฤษเพื่อรับตำแหน่งศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ทันทีหลังจากที่เขามาถึง รัทเทอร์ฟอร์ดเริ่มทำการวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี Hans Geiger นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ซึ่งเป็นผู้ช่วยและนักเรียนของเขาได้ร่วมงานกับเขา ผู้พัฒนาเครื่องนับ Geiger ที่มีชื่อเสียง

ในปี 1908 รัทเธอร์ฟอร์ดได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีสำหรับการวิจัยการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบ

รัทเทอร์ฟอร์ดทำการทดลองจำนวนมากซึ่งยืนยันว่าอนุภาคแอลฟาเป็นอะตอมของฮีเลียมที่แตกตัวเป็นไอออนสองเท่า Ernest Marsden (1889-1970) ร่วมกับลูกศิษย์อีกคนของเขา เขาศึกษาการเคลื่อนผ่านของอนุภาคแอลฟาผ่านแผ่นโลหะบางๆ จากการทดลองเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ เสนอแบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอม: ในใจกลางของอะตอม - นิวเคลียสที่อิเล็กตรอนโคจรอยู่ เป็นการค้นพบครั้งสำคัญในครั้งนั้น!

รัทเทอร์ฟอร์ดทำนายการค้นพบนิวตรอน ความเป็นไปได้ของฟิชชันของนิวเคลียสอะตอมของธาตุแสงและการแปลงร่างนิวเคลียร์เทียม

เป็นเวลา 18 ปีที่เขาเป็นผู้นำห้องทดลองคาเวนดิช (ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2462 ถึง พ.ศ. 2480)

อี. รัทเทอร์ฟอร์ดได้รับเลือกเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของทุกสถาบันในโลก

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เสียชีวิตเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม พ.ศ. 2480 สี่วันหลังจากการผ่าตัดฉุกเฉินสำหรับอาการเจ็บป่วยที่ไม่คาดคิด ซึ่งก็คือไส้เลื่อนรัดคอ เมื่ออายุได้ 66 ปี

รางวัลโนเบลสาขาเคมี พ.ศ. 2451

นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เกิดที่นิวซีแลนด์ ใกล้กับเมืองเนลสัน เขาเป็นหนึ่งในลูก 12 คนของเจมส์ รัทเทอร์ฟอร์ด ช่างล้อรถและคนงานก่อสร้าง มีเชื้อสายสก็อต และมาร์ธา (ทอมป์สัน) รัทเทอร์ฟอร์ด ครูสอนภาษาอังกฤษ First R. เข้าเรียนในโรงเรียนประถมศึกษาและมัธยมศึกษาในท้องถิ่น จากนั้นจึงมาเป็นเพื่อนกับ Nelson College ซึ่งเป็นโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายของเอกชน ซึ่งเขาได้พิสูจน์ตัวเองว่าเป็นนักเรียนที่มีความสามารถ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านคณิตศาสตร์ เนื่องจากความเป็นเลิศทางวิชาการ R. ได้รับทุนการศึกษาอีกทุนหนึ่ง ซึ่งทำให้เขาสามารถลงทะเบียนเรียนที่ Canterbury College ในไครสต์เชิร์ช ซึ่งเป็นหนึ่งในเมืองที่ใหญ่ที่สุดในนิวซีแลนด์

ในวิทยาลัย อาร์. ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอาจารย์ของเขา ซึ่งสอนวิชาฟิสิกส์และเคมี E.U. Bickerton และนักคณิตศาสตร์ J.H.H. ทำอาหาร. หลังจากในปี 1892 R. ได้รับปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต เขาอยู่ที่ Canterbury College และศึกษาต่อด้วยทุนการศึกษาด้านคณิตศาสตร์ ปีถัดมาเขากลายเป็นผู้เชี่ยวชาญศิลปะโดยผ่านการสอบวิชาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์อย่างดีที่สุด งานของอาจารย์เกี่ยวข้องกับการตรวจจับคลื่นวิทยุความถี่สูง ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ามีอยู่เมื่อสิบปีที่แล้ว เพื่อที่จะศึกษาปรากฏการณ์นี้ เขาได้สร้างเครื่องรับวิทยุไร้สาย (เมื่อไม่กี่ปีก่อน Guglielmo Marconi จะทำ) และได้รับสัญญาณที่ส่งมาจากเพื่อนร่วมงานในระยะทางครึ่งไมล์

ในปี พ.ศ. 2437 นายอาร์ได้รับปริญญาตรีสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ มีธรรมเนียมปฏิบัติที่วิทยาลัยแคนเทอร์เบอรีว่านักศึกษาที่สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทและอยู่ในวิทยาลัยจะต้องดำเนินการวิจัยเพิ่มเติมและได้รับวิทยาศาสตรบัณฑิต จากนั้น ร. ก็สอนหนังสือที่โรงเรียนชายแห่งหนึ่งในไครสต์เชิร์ชเป็นเวลาสั้นๆ เนื่องจากความสามารถพิเศษด้านวิทยาศาสตร์ อาร์. จึงได้รับทุนจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในอังกฤษ ซึ่งเขาศึกษาที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิช ซึ่งเป็นหนึ่งในศูนย์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ชั้นนำของโลก

ในเคมบริดจ์ R. ทำงานภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ J.J. ทอมสัน. Thomson รู้สึกประทับใจอย่างยิ่งกับการวิจัยของ R. เกี่ยวกับคลื่นวิทยุ และในปี 1896 เขาเสนอให้ร่วมกันศึกษาผลกระทบของรังสีเอกซ์ (ค้นพบเมื่อหนึ่งปีก่อนโดย Wilhelm Roentgen) ต่อการปล่อยไฟฟ้าในก๊าซ การทำงานร่วมกันของพวกเขาได้รับผลลัพธ์ที่สำคัญ รวมทั้งการค้นพบอิเล็กตรอนของทอมสัน ซึ่งเป็นอนุภาคอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ จากการวิจัยของพวกเขา Thomson และ R. แนะนำว่าเมื่อรังสีเอกซ์ผ่านก๊าซ พวกมันจะทำลายอะตอมของก๊าซนี้ โดยปล่อยอนุภาคที่มีประจุบวกและลบออกมาจำนวนเท่ากัน พวกเขาเรียกอนุภาคเหล่านี้ว่าไอออน หลังจากงานนี้ ร. ได้ศึกษาโครงสร้างอะตอม

ในปี พ.ศ. 2441 นายอาร์ได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยแมคกิลล์ในมอนทรีออล (แคนาดา) ซึ่งเขาเริ่มทำการทดลองที่สำคัญหลายครั้งเกี่ยวกับการแผ่รังสีของธาตุยูเรเนียม ในไม่ช้าเขาก็ค้นพบการแผ่รังสีนี้สองประเภท: การแผ่รังสีอัลฟาซึ่งทะลุผ่านได้เพียงระยะสั้นๆ และรังสีเบตาซึ่งทะลุผ่านได้ไกลกว่ามาก จากนั้น R. ค้นพบว่าทอเรียมกัมมันตภาพรังสีปล่อยผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีที่เป็นก๊าซ ซึ่งเขาเรียกว่า "การปลดปล่อย" (emission. - Ed.)

การวิจัยเพิ่มเติมพบว่าธาตุกัมมันตภาพรังสีอีกสองชนิด ได้แก่ เรเดียมและแอกทิเนียมทำให้เกิดการหลั่งออกมาเช่นกัน จากการค้นพบเหล่านี้และอื่นๆ อาร์ได้ข้อสรุปที่สำคัญสองประการสำหรับการทำความเข้าใจธรรมชาติของรังสี: ธาตุกัมมันตภาพรังสีที่รู้จักทั้งหมดปล่อยรังสีอัลฟาและเบตา และที่สำคัญกว่านั้น กัมมันตภาพรังสีของธาตุกัมมันตรังสีใดๆ หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งลดลง . ข้อสรุปเหล่านี้ทำให้สันนิษฐานได้ว่าธาตุกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดอยู่ในตระกูลอะตอมเดียวกันและระยะเวลาที่กัมมันตภาพรังสีลดลงสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกประเภทได้

จากการวิจัยเพิ่มเติมที่มหาวิทยาลัย McGill ในปี 1901 ... 1902 R. และเพื่อนร่วมงานของเขา Frederick Soddy ได้สรุปบทบัญญัติหลักของทฤษฎีกัมมันตภาพรังสี ตามทฤษฎีนี้ กัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้นเมื่ออะตอมปฏิเสธอนุภาคของตัวมันเอง ซึ่งถูกขับออกมาด้วยความเร็วสูง และการสูญเสียนี้จะเปลี่ยนอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งให้เป็นอะตอมของอีกอะตอมหนึ่ง นำเสนอโดยทฤษฎี R. และ Soddy ขัดแย้งกับแนวคิดที่มีอยู่ก่อนแล้วจำนวนหนึ่ง รวมถึงแนวคิดที่ทุกคนยอมรับมาเป็นเวลานาน ซึ่งอะตอมเป็นอนุภาคที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้และไม่มีการเปลี่ยนแปลง

R. ทำการทดลองเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ยืนยันทฤษฎีที่เขากำลังสร้าง ในปี 1903 เขาได้พิสูจน์ว่าอนุภาคแอลฟามีประจุบวก เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้มีมวลที่วัดได้ การ "ขับ" พวกมันออกจากอะตอมจึงมีความสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงของธาตุกัมมันตภาพรังสีหนึ่งไปเป็นอีกธาตุหนึ่ง ทฤษฎีที่สร้างขึ้นช่วยให้ R. ยังทำนายความเร็วที่ธาตุกัมมันตภาพรังสีต่างๆ จะกลายเป็นสิ่งที่เขาเรียกว่าวัสดุของลูกสาว นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอนุภาคแอลฟานั้นแยกไม่ออกจากนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม การยืนยันเรื่องนี้เกิดขึ้นเมื่อ Soddy ซึ่งทำงานร่วมกับนักเคมีชาวอังกฤษ William Ramsay พบว่าการปลดปล่อยเรเดียมประกอบด้วยฮีเลียม ซึ่งเป็นอนุภาคแอลฟาที่ถูกกล่าวหา

ในปี พ.ศ. 2450 มิสเตอร์พีซึ่งพยายามจะใกล้ชิดกับศูนย์กลางการวิจัยทางวิทยาศาสตร์มากขึ้น เข้ารับตำแหน่งศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ (อังกฤษ) ด้วยความช่วยเหลือของ Hans Geiger ซึ่งต่อมากลายเป็นที่รู้จักในฐานะนักประดิษฐ์เครื่องนับ Geiger R. ได้สร้างโรงเรียนในแมนเชสเตอร์เพื่อศึกษากัมมันตภาพรังสี

ในปี 1908 นาย R. ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี "สำหรับการวิจัยของเขาในด้านการสลายตัวของธาตุในวิชาเคมีของสารกัมมันตภาพรังสี" ในการกล่าวเปิดงานในนามของ Royal Swedish Academy of Sciences, K.B. Hasselberg ชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างงานของ P. กับงานของ Thomson, Henri Becquerel, Pierre และ Marie Curie Hasselberg กล่าวว่า "การค้นพบนี้ได้นำไปสู่ข้อสรุปที่น่าตกใจ: องค์ประกอบทางเคมี ... สามารถเปลี่ยนเป็นองค์ประกอบอื่นได้ ในการบรรยายโนเบลของเขา อาร์. กล่าวว่า: “มีเหตุผลทุกประการที่จะเชื่อว่าอนุภาคแอลฟาซึ่งปล่อยออกมาอย่างอิสระจากสารกัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่ มีมวลและองค์ประกอบเหมือนกัน และต้องประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม ดังนั้นเราจึงอดไม่ได้ที่จะสรุปว่าอะตอมของธาตุกัมมันตภาพรังสีพื้นฐาน เช่น ยูเรเนียมและทอเรียม อย่างน้อยต้องสร้างขึ้นจากอะตอมฮีเลียมบางส่วน

หลังจากได้รับรางวัลโนเบล R. ได้ทำการศึกษาปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ระหว่างการทิ้งระเบิดของแผ่นฟอยล์ทองบาง ๆ อนุภาคอัลฟาที่ปล่อยออกมาจากธาตุกัมมันตภาพรังสีเช่นยูเรเนียม ปรากฎว่าด้วยความช่วยเหลือของมุมสะท้อนของอนุภาคอัลฟา เป็นไปได้ที่จะศึกษาโครงสร้างขององค์ประกอบที่มั่นคงที่ประกอบเป็นจาน ตามแนวคิดที่ยอมรับในตอนนั้น แบบจำลองของอะตอมเป็นเหมือนพุดดิ้งที่มีลูกเกด: ประจุบวกและประจุลบถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอภายในอะตอม ดังนั้นจึงไม่สามารถเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคแอลฟาได้อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม P. สังเกตว่าอนุภาคแอลฟาบางตัวเบี่ยงเบนไปจากทิศทางที่คาดหวังในระดับที่มากกว่าที่ทฤษฎีอนุญาตไว้มาก การทำงานร่วมกับเออร์เนสต์ มาร์สเดน นักศึกษาจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ นักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าอนุภาคแอลฟาจำนวนมากถูกเบี่ยงเบนไปเกินคาด โดยบางส่วนมีอุณหภูมิมากกว่า 90 องศา

เมื่อพิจารณาถึงปรากฏการณ์นี้ R. ในปี 1911 ได้เสนอแบบจำลองอะตอมใหม่ ตามทฤษฎีของเขาซึ่งเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในปัจจุบัน อนุภาคที่มีประจุบวกจะกระจุกตัวอยู่ที่ศูนย์กลางหนักของอะตอม และอนุภาคที่มีประจุลบ (อิเล็กตรอน) อยู่ในวงโคจรของนิวเคลียส ซึ่งอยู่ห่างจากมันค่อนข้างมาก โมเดลนี้ ก็เหมือนกับแบบจำลองเล็กๆ ของระบบสุริยะ บอกเป็นนัยว่าอะตอมประกอบด้วยพื้นที่ว่างเป็นส่วนใหญ่ การรับรู้ทฤษฎีของอาร์เริ่มแพร่หลายในปี 1913 เมื่อนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr เข้าร่วมงานของนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ บอร์แสดงให้เห็นว่าในแง่ของโครงสร้างอาร์ที่เสนอสามารถอธิบายได้ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพที่รู้จักกันดีของอะตอมไฮโดรเจน เช่นเดียวกับอะตอมของธาตุที่หนักกว่าหลายชนิด

เมื่อเกิดสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ร. ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นสมาชิกของคณะกรรมการพลเรือนของสำนักงานประดิษฐ์และการวิจัยของกองทัพเรืออังกฤษ และศึกษาปัญหาในการค้นหาเรือดำน้ำโดยใช้เสียง หลังสงคราม เขากลับไปที่ห้องทดลองในแมนเชสเตอร์ และในปี 1919 ก็ได้ค้นพบพื้นฐานอีกครั้ง ขณะศึกษาโครงสร้างของอะตอมไฮโดรเจนโดยการทิ้งระเบิดด้วยอนุภาคแอลฟาที่มีความเร็วสูง เขาสังเกตเห็นสัญญาณบนเครื่องตรวจจับซึ่งสามารถอธิบายได้ว่าเป็นผลมาจากนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนที่เคลื่อนที่โดยการชนกับอนุภาคแอลฟา อย่างไรก็ตาม สัญญาณเดียวกันนี้ปรากฏขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์แทนที่อะตอมไฮโดรเจนด้วยอะตอมไนโตรเจน R. อธิบายสาเหตุของปรากฏการณ์นี้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าการทิ้งระเบิดทำให้เกิดการสลายตัวของอะตอมที่เสถียร เหล่านั้น. ในกระบวนการที่คล้ายคลึงกับการสลายตัวตามธรรมชาติที่เกิดจากการแผ่รังสี อนุภาคแอลฟาจะผลักโปรตอน (นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน) ออกจากนิวเคลียสของอะตอมไนโตรเจน ซึ่งมีความเสถียรภายใต้สภาวะปกติ และให้ความเร็วมหาศาล หลักฐานอีกชิ้นหนึ่งที่สนับสนุนการตีความปรากฏการณ์นี้ได้รับในปี 1934 เมื่อFrédéric Joliot และ Irene Joliot-Curie ค้นพบกัมมันตภาพรังสีประดิษฐ์

ในปี ค.ศ. 1919 มิสเตอร์ อาร์ ย้ายไปที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เป็นผู้สืบทอดตำแหน่งของทอมสันในตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ทดลองและผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการคาเวนดิช และในปี พ.ศ. 2464 ได้เข้ารับตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่สถาบันหลวงในลอนดอน ในปี พ.ศ. 2473 นาย ร. ได้รับแต่งตั้งให้เป็นประธานคณะกรรมการที่ปรึกษารัฐบาลของสำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม นักวิทยาศาสตร์ได้ดึงดูดนักฟิสิกส์รุ่นเยาว์ที่มีพรสวรรค์หลายคนให้มาทำงานในห้องปฏิบัติการของเขาที่เคมบริดจ์ น. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick และ Ernest Walton แม้ว่าที่จริงแล้ว R. ส่วนใหญ่จะจากไปเพราะมีเวลาทำงานวิจัยที่น้อยลง แต่ความสนใจอย่างลึกซึ้งในการวิจัยอย่างต่อเนื่องและความเป็นผู้นำที่ชัดเจนของเขาช่วยรักษาระดับงานที่ทำในห้องปฏิบัติการของเขาในระดับสูง นักศึกษาและเพื่อนร่วมงานจำได้ว่านักวิทยาศาสตร์เป็นคนดีและใจดี นอกเหนือจากพรสวรรค์ในการมองการณ์ไกลโดยธรรมชาติของเขาในฐานะนักทฤษฎีแล้ว อาร์. มีแนวปฏิบัติที่ใช้งานได้จริง ต้องขอบคุณเธอที่เขาอธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้อย่างแม่นยำเสมอ ไม่ว่ามันจะดูแปลกแค่ไหนในแวบแรก

ด้วยความกังวลเกี่ยวกับนโยบายของรัฐบาลนาซีของอดอล์ฟ ฮิตเลอร์ อาร์. ในปี 1933 นาย. กลายเป็นประธานสภาบรรเทาทุกข์ทางวิชาการ ซึ่งจัดตั้งขึ้นเพื่อช่วยเหลือผู้ที่หลบหนีออกจากเยอรมนี

ในปี 1900 ระหว่างการเดินทางไปนิวซีแลนด์ช่วงสั้นๆ อาร์. แต่งงานกับแมรี นิวตัน ซึ่งให้กำเนิดลูกสาวคนหนึ่งแก่เขา เกือบตลอดชีวิตของเขา เขามีสุขภาพที่ดี และเสียชีวิตในเคมบริดจ์ในปี 2480 หลังจากเจ็บป่วยไม่นาน R. ถูกฝังใน Westminster Abbey ใกล้หลุมศพของ Isaac Newton และ Charles Darwin

ในบรรดารางวัลที่ได้รับเหรียญ R. Rumford (1904) และเหรียญ Copley (1922) ของ Royal Society of London รวมถึง British Order of Merit (1925) ในปี 1931 นักวิทยาศาสตร์ได้รับตำแหน่งขุนนาง R. ได้รับปริญญากิตติมศักดิ์จากมหาวิทยาลัยนิวซีแลนด์ เคมบริดจ์ วิสคอนซิน เพนซิลเวเนีย และมหาวิทยาลัยแมคกิลล์ เขาเป็นสมาชิกที่สอดคล้องกันของ Gottingen Royal Society เช่นเดียวกับสมาชิกของ New Zealand Philosophical Institute, American Philosophical Society Louis Academy of Sciences, Royal Society of London และ British Association for the Advancement of Sciences

ผู้ได้รับรางวัลโนเบล: สารานุกรม: ต่อ จากภาษาอังกฤษ - M.: Progress, 1992.
© The H.W. บริษัทวิลสัน พ.ศ. 2530
© การแปลเป็นภาษารัสเซียพร้อมส่วนเพิ่มเติม, Progress Publishing House, 1992

Rutherford Ernest (1871-1937) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ หนึ่งในผู้สร้างทฤษฎีกัมมันตภาพรังสีและโครงสร้างของอะตอม ผู้ก่อตั้งโรงเรียนวิทยาศาสตร์

เกิดเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2414 ในเมืองสปริง - โบรฟ (นิวซีแลนด์) ในครอบครัวผู้อพยพชาวสก็อต พ่อของเขาทำงานเป็นช่างยนต์และชาวไร่แฟลกซ์ แม่ของเขาเป็นครู เออร์เนสต์เป็นลูกคนที่สี่จากทั้งหมด 12 คนของรัทเทอร์ฟอร์ดและมีความสามารถมากที่สุด

เมื่อเรียนจบชั้นประถมศึกษาแล้ว ในฐานะนักเรียนคนแรก เขาได้รับโบนัส 50 ปอนด์เพื่อศึกษาต่อ ด้วยเหตุนี้ รัทเทอร์ฟอร์ดจึงเข้าเรียนในวิทยาลัยในเมืองเนลสัน (นิวซีแลนด์) หลังจากจบการศึกษาจากวิทยาลัย ชายหนุ่มสอบผ่านที่มหาวิทยาลัย Canterbury และที่นี่เขาเรียนฟิสิกส์และเคมีอย่างจริงจัง

เขามีส่วนร่วมในการสร้างสังคมนักศึกษาทางวิทยาศาสตร์และทำรายงานในปี พ.ศ. 2434 ในหัวข้อ "วิวัฒนาการขององค์ประกอบ" ซึ่งแนวคิดนี้ถูกเปล่งออกมาในครั้งแรกว่าอะตอมเป็นระบบที่ซับซ้อนที่สร้างขึ้นจากส่วนประกอบเดียวกัน

ในช่วงเวลาที่ความคิดของดัลตันเกี่ยวกับความไม่สามารถแบ่งแยกของอะตอมได้ครอบงำฟิสิกส์ แนวคิดนี้ดูไร้สาระ และนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ยังต้องขอโทษเพื่อนร่วมงานของเขาสำหรับ "เรื่องไร้สาระที่เห็นได้ชัด"

จริงอยู่ หลังจากผ่านไป 12 ปี รัทเทอร์ฟอร์ดได้พิสูจน์กรณีของเขา หลังจากจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัย เออร์เนสต์กลายเป็นครูมัธยมปลาย แต่อาชีพนี้เห็นได้ชัดว่าเขาไม่ชอบ โชคดีที่รัทเธอร์ฟอร์ดซึ่งเป็นบัณฑิตที่เก่งที่สุดแห่งปีได้รับทุนการศึกษา และเขาไปเคมบริดจ์ซึ่งเป็นศูนย์กลางวิทยาศาสตร์ของอังกฤษเพื่อศึกษาต่อ

ในห้องปฏิบัติการคาเวนดิช รัทเทอร์ฟอร์ดได้สร้างเครื่องส่งสัญญาณสำหรับการสื่อสารทางวิทยุภายในรัศมี 3 กม. แต่ให้ความสำคัญกับการประดิษฐ์ของเขากับวิศวกรชาวอิตาลี G. Marconi และตัวเขาเองก็เริ่มศึกษาการแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซและอากาศ นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่ารังสียูเรเนียมมีสององค์ประกอบ - รังสีอัลฟาและเบตา มันเป็นการเปิดเผย

ในมอนทรีออล ขณะที่ศึกษากิจกรรมของทอเรียม รัทเทอร์ฟอร์ดได้ค้นพบก๊าซเรดอนชนิดใหม่ ในปี 1902 ในงานของเขา "สาเหตุและธรรมชาติของกัมมันตภาพรังสี" นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าสาเหตุของกัมมันตภาพรังสีเป็นการเปลี่ยนแปลงโดยธรรมชาติขององค์ประกอบบางอย่างไปสู่องค์ประกอบอื่น เขาพบว่าอนุภาคแอลฟามีประจุบวก มวลของพวกมันมากกว่ามวลของอะตอมไฮโดรเจน และประจุนั้นมีค่าเท่ากับประจุของอิเล็กตรอนสองตัวโดยประมาณ และสิ่งนี้คล้ายกับอะตอมของฮีเลียม

ในปี ค.ศ. 1903 รัทเทอร์ฟอร์ดได้เข้าเป็นสมาชิกของราชสมาคมแห่งลอนดอน และตั้งแต่ปี พ.ศ. 2468 ถึง พ.ศ. 2473 ดำรงตำแหน่งประธานสมาคม

ในปี พ.ศ. 2447 ได้มีการตีพิมพ์ผลงานพื้นฐานของนักวิทยาศาสตร์เรื่อง "สารกัมมันตภาพรังสีและรังสี" ซึ่งกลายเป็นสารานุกรมสำหรับนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ ในปี 1908 รัทเทอร์ฟอร์ดได้รับรางวัลโนเบลสาขาการวิจัยธาตุกัมมันตภาพรังสี หัวหน้าห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ รัทเทอร์ฟอร์ดได้สร้างโรงเรียนของนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ซึ่งเป็นนักเรียนของเขา

ร่วมกับพวกเขาเขามีส่วนร่วมในการศึกษาอะตอมและในปี 1911 ในที่สุดเขาก็มาถึงแบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอมซึ่งเขาเขียนเกี่ยวกับบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารปรัชญาฉบับเดือนพฤษภาคม แบบจำลองนี้ไม่ได้รับการยอมรับในทันที แต่ได้รับการอนุมัติหลังจากที่นักเรียนของรัทเธอร์ฟอร์ดสรุปผลแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง N. Bohr

นักวิทยาศาสตร์เสียชีวิตเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 2480 ในเคมบริดจ์ เช่นเดียวกับบุคคลผู้ยิ่งใหญ่ในอังกฤษ เออร์เนสต์ รัทเธอร์ฟอร์ดอาศัยอยู่ที่มหาวิหารเซนต์ปอล ใน "มุมวิทยาศาสตร์" ถัดจากนิวตัน ฟาราเดย์ ดาเรน และเฮอร์เชล

รัทเธอร์ฟอร์ด เออร์เนสต์

(1871 - 2480)

นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษผู้ชาญฉลาด เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เกิดเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2414 ที่สปริงโกรฟ ใกล้กับเมืองเนลสันในนิวซีแลนด์ เขาเป็นลูกคนที่สี่ในครอบครัวใหญ่ของ James และ Martha Rutherford (née Thompson)

พ่อของเออร์เนสต์ทำงานเป็นช่างล้อ วิศวกร ช่างก่อสร้าง และช่างสี ในปีพ.ศ. 2386 เพื่อค้นหาชีวิตที่ดีขึ้น เขาจึงย้ายจากสกอตแลนด์ไปนิวซีแลนด์ แม่ของเออร์เนสต์ มาร์ธา ธอมป์สัน เป็นครูในโรงเรียนและย้ายมาจากอังกฤษเมื่ออายุสิบสามปีมาที่เนลสัน

เมื่อตอนเป็นเด็ก รัทเทอร์ฟอร์ดใช้ชีวิตตามแบบฉบับของเด็กชายในชนบท ช่วยรีดนมวัวและเก็บฟืน ในวันเสาร์ร่วมกับเด็กคนอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์ในอนาคตทำหนังสติ๊กและว่ายในการแข่งขัน เนื่องจากพ่อเปลี่ยนงานบ่อย ครอบครัวจึงต้องย้ายบ้านตลอดเวลา

เมื่ออายุได้ 10 ขวบ เออร์เนสต์ไปโรงเรียน Foxhill ในท้องถิ่นซึ่งเขาอ่านหนังสือวิทยาศาสตร์เล่มแรกของเขา ปีนี้เขาทำการทดลองครั้งแรกในการวัดความเร็วของเสียงตามที่ระบุในหนังสือเรียน

ในปี พ.ศ. 2430 เออร์เนสต์เข้าเรียนที่วิทยาลัยเนลสันและในไม่ช้าก็กลายเป็นหนึ่งในนักเรียนที่ดีที่สุด รัทเธอร์ฟอร์ดรุ่นเยาว์สนใจวิชาคณิตศาสตร์เป็นพิเศษ เออร์เนสต์อุทิศเวลาว่างให้กับการเล่นรักบี้อย่างมาก แต่ก็ไม่ได้ทำให้เขาไม่ได้รับทุนการศึกษาจากหนึ่งในสิบทุนของโรงเรียน ซึ่งทำให้สามารถเข้าเรียนที่วิทยาลัยแคนเทอร์เบอรีในไครเชสเตอร์ (สาขาหนึ่งของมหาวิทยาลัยนิวซีแลนด์) ซึ่งเป็นสถาบันที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่ง เมืองต่างๆในนิวซีแลนด์

Ernest Rutherford ได้รับปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิตในปี พ.ศ. 2435 วิชาที่ชื่นชอบของนักวิทยาศาสตร์ในอนาคตในวิทยาลัยคือฟิสิกส์และเคมี เขาเก่งวิชาเหล่านี้และกลายเป็นวิทยาศาสตรบัณฑิต

ในงานของอาจารย์ เออร์เนสต์ได้สำรวจคลื่นวิทยุความถี่สูง ซึ่งค้นพบเมื่อประมาณสิบปีที่แล้ว เพื่อศึกษาปรากฏการณ์นี้ รัทเทอร์ฟอร์ดได้ออกแบบเครื่องรับวิทยุไร้สายซึ่งเขาได้รับสัญญาณจากระยะไกลกว่าครึ่งไมล์

เมื่ออายุได้ 23 ปี เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดมีสามองศาแล้ว ในเวลานั้น เด็กหนุ่มชาวอังกฤษที่มีพรสวรรค์ที่สุดในต่างประเทศได้รับทุนการศึกษาพิเศษที่ตั้งชื่อตามงานนิทรรศการโลกปี 1851 ทุก ๆ สองปี ซึ่งทำให้สามารถพัฒนาวิทยาศาสตร์ในอังกฤษได้ ในปี ค.ศ. 1895 มีผู้สมัครสองคนคือนักเคมี McLaurin และนักฟิสิกส์ Rutherford

ทุนการศึกษานี้มอบให้กับ McLaurin แต่สถานการณ์ทางครอบครัวทำให้เขาไม่สามารถไปอังกฤษได้ โชคชะตากลายเป็นที่โปรดปรานของรัทเทอร์ฟอร์ดและในฤดูใบไม้ร่วงปี 2438 ตามคำเชิญของเจ. เจ. ทอมสันเขาย้ายไปอังกฤษที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ที่เคมบริดจ์ รัทเทอร์ฟอร์ดกลายเป็นผู้สมัครระดับปริญญาเอกคนแรกของโจเซฟ จอห์น ทอมสัน ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ

เมื่อถึงเวลานั้น ทอมสันเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงระดับโลก เป็นสมาชิกของราชสมาคมแห่งลอนดอน งานของรัทเทอร์ฟอร์ดในการศึกษาคลื่นวิทยุสร้างความประทับใจให้กับนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง และเขาได้เชิญนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ให้ร่วมกันศึกษากระบวนการของการแตกตัวเป็นไอออนของแก๊สภายใต้การกระทำของรังสีเอกซ์ ซึ่ง Wilhelm Roentgen ค้นพบเมื่อหนึ่งปีก่อน

ในปี พ.ศ. 2439 นักวิทยาศาสตร์ได้ตีพิมพ์ผลงานร่วมกัน "ในการส่งไฟฟ้าผ่านก๊าซภายใต้การกระทำของรังสีเอกซ์" Rutherford ตีพิมพ์ผลงานของเขาเรื่อง The Magnetic Detector of Electric Waves and Some of Applications ในปีต่อไป ในปีเดียวกันนั้น เขาได้เขียนบทความเรื่อง "เกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าของก๊าซที่สัมผัสกับรังสีเอกซ์ และการดูดกลืนรังสีเอกซ์ด้วยก๊าซและไอระเหย"

ขณะทำงานที่ห้องทดลองคาเวนดิช รัทเทอร์ฟอร์ดติดตามการค้นพบของนักฟิสิกส์และนักเคมีคนอื่นๆ อย่างใกล้ชิด หลังจากที่ Pierre Curie และ Maria Sklodowska-Curie นำเสนอผลงานวิจัยของพวกเขาที่ Paris Academy of Sciences ซึ่งพิสูจน์ว่ามีธาตุกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ นอกเหนือจากยูเรเนียม นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์เริ่มทำงานอิสระในด้านนี้ เขาทำการศึกษารังสีเบคเคอเรลเป็นครั้งแรกและค้นพบความไม่เท่าเทียมกันของรังสีที่ปล่อยออกมาจากยูเรเนียม

จากผลลัพธ์ของพวกเขาเอง Ernest Rutherford และ J.J. Thomson เสนอว่าภายใต้อิทธิพลของรังสีเอกซ์ อะตอมของก๊าซจะถูกทำลายและก่อตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุลบและมีประจุบวก นักวิทยาศาสตร์เรียกอนุภาคเหล่านี้ว่าไอออน การทำงานร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์ยังนำไปสู่การค้นพบอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นอนุภาคอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2440 ได้มีการขยายเวลามอบทุนการศึกษา Rutherford's World's Fair และเขาเริ่มศึกษาโครงสร้างอะตอมอย่างจริงจัง อย่างไรก็ตาม เมื่อในเดือนเมษายน พ.ศ. 2441 ตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยแมคกิลล์ในมอนทรีออลว่างลงและนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ได้รับตำแหน่งนี้ เขาก็เห็นด้วย ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2441 รัทเทอร์ฟอร์ดเริ่มสอนที่มหาวิทยาลัยแมคกิลล์

ในแคนาดา ศาสตราจารย์อายุ 27 ปีในขณะนั้นได้ค้นพบสิ่งที่ยอดเยี่ยมมากมาย ในปี พ.ศ. 2442 เขาค้นพบว่าทอเรียมกัมมันตภาพรังสีปล่อยผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีที่เป็นก๊าซ นักวิทยาศาสตร์เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "การปล่อย" (emission) จากผลการวิจัยในภายหลัง พบว่าธาตุกัมมันตภาพรังสีอีก 2 ชนิด ได้แก่ เรเดียมและแอกทิเนียมทำให้เกิดการหลั่งออกมาเช่นกัน

นักวิทยาศาสตร์พบว่ามีรังสีอย่างน้อยสองประเภท ครั้งแรกของเหล่านี้ซึ่งดูดซึมได้ง่ายเขาเรียกว่ารังสีอัลฟาและครั้งที่สองซึ่งมีอำนาจในการเจาะมากขึ้นคือรังสีบีตา

หลังจากวิเคราะห์ผลการวิจัย รัทเธอร์ฟอร์ดสรุปว่าธาตุกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดที่นักวิทยาศาสตร์รู้จักปล่อยรังสีอัลฟาและเบตา เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีของธาตุลดลงหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าธาตุกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดอยู่ในตระกูลอะตอมเดียวกัน ดังนั้นจึงสามารถจำแนกได้ตามระยะเวลาที่กัมมันตภาพรังสีลดลง

ในปี ค.ศ. 1902-1903 รัทเทอร์ฟอร์ดร่วมกับเฟรเดอริก ซอดดี้ หนึ่งในผู้ก่อตั้งเคมีวิทยุ ยังคงทำการวิจัยในด้านนี้ต่อไป นักวิทยาศาสตร์ค้นพบกฎทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสี ซึ่งแสดงออกมาในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ นำเสนอแนวคิดของ "ครึ่งชีวิต" และยังสรุปบทบัญญัติหลักของทฤษฎีกัมมันตภาพรังสีที่สร้างขึ้นด้วย

Rutherford and Soddy กล่าว กัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้นเมื่ออะตอมฉีกอนุภาคของตัวเองออกไป อันเป็นผลมาจากการสูญเสียอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งกลายเป็นอะตอมของอีกอะตอมหนึ่ง

การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์รวมอยู่ในรายการกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ 20 สัจพจน์ที่มีอยู่ทั้งหมดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการแยกตัวไม่ออกและความไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ของอะตอมถูกทำลาย นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดกฎแห่งการเปลี่ยนแปลง ซึ่งตามมาด้วยว่าการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบทางเคมีระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีไม่เพียงเกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังไม่สามารถชะลอหรือหยุดพวกมันได้

ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสี รัทเทอร์ฟอร์ดและซอดดี้ได้คำนวณพลังงานของอนุภาคแอลฟาที่ปล่อยออกมาจากเรเดียม และสรุปได้ว่าพลังงานของการแปลงกัมมันตภาพรังสีมีจำนวนหลายพัน และอาจมากกว่าพลังงานของการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลหลายล้านเท่า ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพลังงานนี้จะต้องนำมาพิจารณาในปรากฏการณ์ใด ๆ ของฟิสิกส์อวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาอธิบายความคงตัวของพลังงานแสงอาทิตย์โดยข้อเท็จจริงที่ว่ากระบวนการของการเปลี่ยนแปลงของอะตอมเกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์

ในปี 1903 รัทเธอร์ฟอร์ดได้ทำการทดลองหลายครั้งเพื่อพิสูจน์ทฤษฎีของเขา และยังแสดงให้เห็นว่าอนุภาคแอลฟามีประจุบวก

งานของรัทเทอร์ฟอร์ดทำให้เขามีชื่อเสียงมาก ในปี 1903 เขาได้รับเลือกให้เป็น Fellow of the Royal Society of London.

ในปี 1904 รัทเทอร์ฟอร์ดเขียนหนังสือ Radioactivity ซึ่งเขาได้นำเสนอและกำหนดผลการวิจัยของเขา ในปีต่อมาเขาได้ตีพิมพ์หนังสือเล่มที่สองของเขา Radioactive Transmutations รัทเทอร์ฟอร์ดเริ่มได้รับเชิญให้ทำงานในมหาวิทยาลัยและศูนย์วิจัยต่างๆ ในประเทศต่างๆ ในปีพ.ศ. 2450 เขาตัดสินใจเปลี่ยนที่อยู่อาศัยและกลับไปอังกฤษ เมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม พ.ศ. 2450 รัทเทอร์ฟอร์ดมาถึงแมนเชสเตอร์และดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์

ในแมนเชสเตอร์ รัทเทอร์ฟอร์ดทำการวิจัยต่อไป ด้วยความช่วยเหลือของ Geiger เขาได้จัดตั้งโรงเรียนเพื่อศึกษากัมมันตภาพรังสีที่มหาวิทยาลัย ในปี 1908 รัทเธอร์ฟอร์ดได้ช่วย Hans Geiger สร้างตัวนับอนุภาคอัลฟา และในปีถัดมาก็ได้พิสูจน์ว่าอนุภาคแอลฟาเป็นอะตอมฮีเลียมที่แตกตัวเป็นสองเท่า

รัทเทอร์ฟอร์ดได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี พ.ศ. 2451 "สำหรับงานวิจัยของเขาเกี่ยวกับการสลายตัวของธาตุในเคมีของสารกัมมันตภาพรังสี" ในการกล่าวสุนทรพจน์ ประธานสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน เค.บี. ฮัสเซลเบิร์ก ชี้ให้เห็นความสำคัญอย่างยิ่งของการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์

ในการบรรยายรางวัลโนเบลเรื่อง "ลักษณะทางเคมีของอนุภาคอัลฟาในสารกัมมันตภาพรังสี" เมื่อวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2451 รัทเทอร์ฟอร์ดแนะนำว่าอนุภาคแอลฟามีมวลและองค์ประกอบเหมือนกัน และประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม จากนี้ไปอะตอมของธาตุกัมมันตภาพรังสียังประกอบด้วยอะตอมฮีเลียมบางส่วน

หลังจากได้รับรางวัลโนเบล รัทเทอร์ฟอร์ดก็เริ่มศึกษาโครงสร้างของอะตอม เขาหันไปใช้เทคนิคที่เขาเคยใช้กับเจ.เจ.ทอมสันที่ห้องทดลองคาเวนดิช การส่งอนุภาคแอลฟา นักวิทยาศาสตร์ร่วมกับผู้ช่วย Hans Geiger และ Ernst Marsden ได้ทำการทดลองหลายครั้ง โดยเขาได้ทิ้งระเบิดลงบนแผ่นฟอยล์สีทองบางๆ ที่มีอนุภาคแอลฟาที่ปล่อยออกมาจากยูเรเนียม ในเวลานั้น นักฟิสิกส์เชื่อว่าระยะห่างระหว่างอะตอมในของแข็งนั้นใกล้เคียงกับขนาดของอะตอม จากสิ่งนี้สามารถสรุปได้ว่าอนุภาคแอลฟาไม่สามารถบินผ่านแผ่นฟอยล์บาง ๆ ได้

การทดลองครั้งแรกของรัทเทอร์ฟอร์ดได้หักล้างข้อสรุปนี้ อนุภาคแอลฟาส่วนใหญ่ทะลุผ่านฟอยล์แทบไม่เบี่ยงเบน แต่ในประมาณ 1 ใน 8,000 กรณี พวกเขาเบี่ยงเบนไปจากทิศทางที่คาดหวังถึงขอบเขตที่มากกว่าที่ทฤษฎีอนุญาต ราวกับว่าพวกเขากำลังชนกับสิ่งกีดขวางบางอย่าง ความผิดปกติที่น่าทึ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นจุดเริ่มต้นในการพัฒนาแบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอม

หลังจากที่เจ. เจ. ทอมสันค้นพบว่าอิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ เขาเสนอแบบจำลองของอะตอมในรูปของหยดละอองที่มีประจุบวกซึ่งมีรัศมีหนึ่งร้อยล้าน (10.8) ของเซนติเมตร ภายในเป็นอิเล็กตรอนที่มีประจุลบขนาดเล็ก ประจุบวกและประจุลบถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันในอะตอม ดังนั้นจึงไม่สามารถเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคแอลฟาได้อย่างมีนัยสำคัญ

จากประสบการณ์ของเขา ในปี 1911 รัทเทอร์ฟอร์ดได้ละทิ้งแบบจำลองของทอมสันและเสนอแบบจำลองอะตอมใหม่ เขาสรุปแนวคิดของเขาในบทความ "การกระเจิงของรังสีอัลฟาและเบตาในสสารและโครงสร้างของอะตอม" ในวารสาร "Philosophical Magazin" ฉบับเดือนพฤษภาคม ซึ่งเป็นข่าวการค้นพบที่ยอดเยี่ยมมากมาย

ตามคำบอกของรัทเทอร์ฟอร์ด ศูนย์กลางของอะตอมคือนิวเคลียส ซึ่งอนุภาคที่มีประจุบวกจะกระจุกตัวและประกอบเป็นมวลทั้งหมดของอะตอม อนุภาคที่มีประจุลบ (อิเล็กตรอน) อยู่ในวงโคจรของนิวเคลียสซึ่งอยู่ห่างจากมันค่อนข้างมาก เนื่องจากมวลของอิเล็กตรอนนั้นน้อยกว่ามวลของอนุภาคแอลฟามาก อนุภาคหลังจึงแทบไม่เบี่ยงเบนและทะลุผ่านเมฆอิเล็กตรอน และเฉพาะในกรณีที่อนุภาคแอลฟาเคลื่อนเข้าใกล้นิวเคลียสที่มีประจุบวก แรงผลักของคูลอมบ์จะเปลี่ยนวิถีของมันอย่างรวดเร็ว

แบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในปัจจุบัน คล้ายกับแบบจำลองเล็กๆ ของระบบสุริยะ และถูกเรียกว่า "แบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอม"

หลังจากที่ Niels Bohr นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กผู้เป็นเพื่อนและผู้ทำงานร่วมกันของ Rutherford ได้แนะนำแนวคิดของควอนตัมในแบบจำลองดาวเคราะห์ในปี 1913 แบบจำลองอะตอมได้รับการยอมรับทั่วโลก บอร์แนะนำว่ามีวงโคจรในอะตอมซึ่งเคลื่อนที่ไปตามที่อิเล็กตรอนจะได้รับความเร่ง และระบุกฎสำหรับการค้นหาวงโคจรที่อยู่กับที่ เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่งตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน รังสีควอนตัมจะปรากฏขึ้น

ทฤษฎีของ Niels Bohr ได้ขจัดข้อเสียเปรียบหลักของแบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอม - ความหลีกเลี่ยงไม่ได้ของอิเล็กโทรไดนามิกของการตกของอิเล็กตรอนหมุนบนนิวเคลียส

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง รัฐบาลอังกฤษได้แต่งตั้งรัทเทอร์ฟอร์ดให้เป็นคณะกรรมการพลเรือนของสำนักงานประดิษฐ์และวิจัยของกองทัพเรืออังกฤษ หน้าที่ของเขารวมถึงการคิดค้นวิธีการตรวจจับเรือดำน้ำของศัตรูโดยใช้เสียง

หลังสงคราม เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดกลับไปที่ห้องทดลองของแมนเชสเตอร์

ในปี พ.ศ. 2462 นักวิทยาศาสตร์ที่เก่งกาจได้ทำปฏิกิริยานิวเคลียร์เทียมครั้งแรก หลังจากการทิ้งระเบิดอะตอมไฮโดรเจน และไนโตรเจนด้วยอนุภาคแอลฟา รัทเทอร์ฟอร์ดพบว่าอะตอมออกซิเจนได้ก่อตัวขึ้นในกระบวนการนี้ ผลจากการทิ้งระเบิดทำให้อะตอมเสถียรสลายตัว จากการวิจัยของ Rutherford และผลการวิจัยของพวกเขา ในปี 1934 Frederic และ Irene Joliot-Curie ได้ค้นพบกัมมันตภาพรังสีประดิษฐ์

ในเวลานี้ รัทเทอร์ฟอร์ดได้รับชื่อเสียงในฐานะนักฟิสิกส์เชิงปฏิบัติที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ ซึ่งเป็นหนึ่งในบุคคลที่มีพรสวรรค์ที่สุดในยุคของเขา

ในปีพ.ศ. 2462 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ดำรงตำแหน่งต่อจากทอมสันในตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ทดลองที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการคาเวนดิช สองปีต่อมาเขาได้เป็นศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่ Royal Institution ในลอนดอน สองปีต่อมา ในปี 1923 รัทเทอร์ฟอร์ดได้ดำรงตำแหน่งประธานของ British Association for the Advancement of Science และตั้งแต่ปี 1925 ถึง 1930 เขาได้ดำรงตำแหน่งประธานของ Royal Society of London ในปี พ.ศ. 2473 นักวิทยาศาสตร์ได้รับแต่งตั้งให้เป็นประธานคณะกรรมการที่ปรึกษารัฐบาลของสำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดไม่เพียงแต่เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่เก่งกาจ แต่ยังเป็นผู้จัดงานที่มีความสามารถอีกด้วย ในขณะที่ดำรงตำแหน่งผู้นำ เขาดึงดูดนักฟิสิกส์รุ่นเยาว์หลายคนมาทำงาน ซึ่งต่อมาได้รับรางวัลโนเบล นักฟิสิกส์ที่โดดเด่นในยุคนั้นทุกคนก้มหัวลงต่อหน้าเขา เมื่อเพื่อนร่วมงานสังเกตถึงความสามารถของเขาที่จะ "อยู่บนยอดคลื่น" ของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เสมอ เขาตอบว่า: "ทำไมไม่? เป็นฉันเองที่เป็นต้นเหตุของคลื่นใช่ไหม” ไม่กี่คนคัดค้านการยืนยันนี้ Rutherford ได้รับการยกย่องให้เป็นครูของเขาจากนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงระดับโลกหลายสิบคน ได้แก่ P. L. Kapitsa, G. Moseley, J. Chadwick, J. Cockcroft, M. Oliphant, V. Geytler, O. Gan, Yu. B. Khariton และคนอื่นๆ

แม้ว่าเขาจะอายุมากและมีงานยุ่ง รัทเทอร์ฟอร์ดยังคงค้นคว้าวิจัยอยู่ตลอดเวลา ในปี 1920 เขาทำนายการมีอยู่ของนิวตรอน (ค้นพบโดย James Chadwick นักเรียนของเขาในปี 1932) การมีอยู่ของอะตอมไฮโดรเจนที่มีมวลอะตอมเท่ากับสอง (ดิวเทอเรียม) ได้แนะนำแนวคิดของ "โปรตอน" ในปี 1933 ได้ริเริ่ม การ ทวนสอบ ความ สัมพันธ์ ระหว่าง มวล และ พลังงาน ใน กระบวนการ นิวเคลียร์

ในงานทดลองครั้งสุดท้ายของเขาในปี 1934 รัทเทอร์ฟอร์ดร่วมกับ Markus Oliphant และ Paul Harteck ได้ค้นพบทริเทียม ซึ่งเป็นไอโซโทปไฮโดรเจนที่หนักยิ่งยวด

จนกระทั่งเสียชีวิต เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดยังคงอารมณ์ดีและมีสุขภาพที่ดี เขาเก่งการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนในใจ ทำให้เพื่อนร่วมงานและพนักงานของเขาประหลาดใจ

หลังจากเจ็บป่วยไม่นาน นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเสียชีวิตในเคมบริดจ์เมื่อวันที่ 19 ตุลาคม พ.ศ. 2480 และถูกฝังในเวสต์มินสเตอร์แอบบีย์ใกล้หลุมศพของไอแซก นิวตัน, ชาร์ลส์ ดาร์วิน และไมเคิล ฟาราเดย์

นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ หนึ่งในผู้สร้างทฤษฎีกัมมันตภาพรังสีและโครงสร้างของอะตอม จอห์น ผู้ก่อตั้งโรงเรียนวิทยาศาสตร์ h.-k. RAS (1922) เกียรติยศ Academy of Sciences ของสหภาพโซเวียต (1925) ผบ. ห้องปฏิบัติการคาเวนดิช (ตั้งแต่ พ.ศ. 2462) เปิด (1899) รังสีอัลฟาและเบต้าและสร้างธรรมชาติของพวกมัน สร้าง (1903 ร่วมกับ F. Soddy) ทฤษฎีกัมมันตภาพรังสี เขาเสนอ (1911) แบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอม ดำเนินการ (1919) งานศิลปะชิ้นแรก ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ทำนาย (1921) การมีอยู่ของนิวตรอน นพ. เป็นต้น ในวิชาเคมี (1908)

Ernest Rutherford ถือเป็นนักฟิสิกส์ทดลองที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของศตวรรษที่ยี่สิบ เขาเป็นบุคคลสำคัญในความรู้เรื่องกัมมันตภาพรังสีของเรา และยังเป็นผู้วางรากฐานสำหรับฟิสิกส์นิวเคลียร์อีกด้วย นอกเหนือจากความสำคัญทางทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่แล้ว การค้นพบของเขายังได้รับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึง: อาวุธนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แคลคูลัสกัมมันตภาพรังสี และการวิจัยเกี่ยวกับรังสี ผลกระทบของงานของรัทเทอร์ฟอร์ดที่มีต่อโลกนั้นมหาศาล เติบโตอย่างต่อเนื่องและมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอีกในอนาคต

รัทเทอร์ฟอร์ดเกิดและเติบโตในนิวซีแลนด์ ที่นั่นเขาเข้าเรียนที่ Canterbury College และเมื่ออายุได้ยี่สิบสามปีเขาก็ได้รับสามองศา (ปริญญาตรีศิลปศาสตร์ วิทยาศาสตรบัณฑิต ศิลปศาสตรมหาบัณฑิต) ในปีต่อมา เขาได้รับสิทธิในการศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในอังกฤษ ซึ่งเขาใช้เวลาสามปีในการเป็นนักศึกษาวิจัยภายใต้ J.J. Thomson หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของยุคนั้น เมื่ออายุ 27 ปี รัทเทอร์ฟอร์ดได้เป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมคกิลล์ในแคนาดา เขาทำงานที่นั่นเป็นเวลาเก้าปีและกลับไปอังกฤษในปี 2450 เพื่อเป็นหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ในปีพ.ศ. 2462 รัทเทอร์ฟอร์ดกลับมาที่เคมบริดจ์ คราวนี้เป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการคาเวนดิช และดำรงตำแหน่งนี้ไปตลอดชีวิต

กัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2439 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Antoine Henri Becquerel เมื่อเขาทดลองกับสารประกอบยูเรเนียม แต่ในไม่ช้า เบคเคอเรลก็หมดความสนใจในเรื่องนี้ และความรู้พื้นฐานส่วนใหญ่ของเราเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีมาจากการวิจัยอย่างกว้างขวางของรัทเทอร์ฟอร์ด (มารีและปิแอร์ กูรีค้นพบธาตุกัมมันตภาพรังสีอีกสองชนิด คือ พอโลเนียมและเรเดียม แต่ไม่ได้ทำการค้นพบความสำคัญพื้นฐาน)

หนึ่งในการค้นพบครั้งแรกของรัทเธอร์ฟอร์ดคือรังสีกัมมันตภาพรังสีจากยูเรเนียมประกอบด้วยองค์ประกอบที่แตกต่างกันสองส่วน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่ารังสีอัลฟาและเบตา ต่อมาเขาได้สาธิตธรรมชาติของแต่ละองค์ประกอบ (ประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่เร็ว) และแสดงให้เห็นว่ามีองค์ประกอบที่สามด้วยซึ่งเขาเรียกว่ารังสีแกมมา

ลักษณะสำคัญของกัมมันตภาพรังสีคือพลังงานที่เกี่ยวข้อง Becquerel, Curies และนักวิทยาศาสตร์อื่น ๆ อีกหลายคนถือว่าพลังงานเป็นแหล่งภายนอก แต่รัทเทอร์ฟอร์ดพิสูจน์ว่าพลังงานนี้ ซึ่งมีพลังมากกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาเคมี มาจากภายในอะตอมของยูเรเนียม ด้วยเหตุนี้ เขาได้วางรากฐานสำหรับแนวคิดที่สำคัญของพลังงานปรมาณู

นักวิทยาศาสตร์มักสันนิษฐานว่าอะตอมแต่ละอะตอมไม่สามารถแบ่งแยกและไม่เปลี่ยนรูปได้ แต่รัทเทอร์ฟอร์ด (ด้วยความช่วยเหลือจากเฟรเดอริก ซอดดี้ ผู้ช่วยหนุ่มมากความสามารถ) สามารถแสดงให้เห็นว่าเมื่ออะตอมปล่อยรังสีอัลฟาหรือเบตาออกมา มันจะเปลี่ยนเป็นอะตอมชนิดอื่น ตอนแรกนักเคมีไม่เชื่อ อย่างไรก็ตาม Rutherford และ Soddy ได้ทำการทดลองทั้งชุดด้วยการสลายกัมมันตภาพรังสีและเปลี่ยนยูเรเนียมให้เป็นตะกั่ว รัทเทอร์ฟอร์ดยังวัดอัตราการสลายตัวและกำหนดแนวคิดที่สำคัญของ "ครึ่งชีวิต" ในไม่ช้าสิ่งนี้ก็นำไปสู่เทคนิคแคลคูลัสกัมมันตภาพรังสี ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดและถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านธรณีวิทยา โบราณคดี ดาราศาสตร์ และสาขาอื่นๆ อีกมากมาย

การค้นพบชุดที่น่าทึ่งนี้ทำให้รัทเธอร์ฟอร์ดได้รับรางวัลโนเบลในปี 1908 (ต่อมาซอดดี้ได้รับรางวัลโนเบล) แต่ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเขายังมาไม่ถึง เขาสังเกตเห็นว่าอนุภาคแอลฟาที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วสามารถทะลุผ่านแผ่นฟอยล์สีทองบาง ๆ ได้ (ไม่ทิ้งร่องรอยให้เห็น!) แต่มีการเบี่ยงเบนเล็กน้อย มีคนแนะนำว่าอะตอมของทองคำที่แข็งและไม่สามารถทะลุเข้าไปได้ เช่น "ลูกบิลเลียดเล็กๆ" ตามที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อก่อนหน้านี้ - ข้างในนั้นนิ่ม! ดูเหมือนว่าอนุภาคแอลฟาที่เล็กกว่าและแข็งกว่าสามารถทะลุผ่านอะตอมสีทองได้เหมือนกระสุนความเร็วสูงทะลุผ่านเยลลี่

แต่รัทเธอร์ฟอร์ด (ซึ่งทำงานร่วมกับไกเกอร์และมาร์สเดน ผู้ช่วยวัยเยาว์สองคนของเขา) พบว่าอนุภาคแอลฟาบางตัวที่ลอดผ่านแผ่นทองคำเปลวถูกเบี่ยงเบนอย่างมาก อันที่จริงบางคนถึงกับบินกลับ! นักวิทยาศาสตร์รู้สึกว่ามีบางสิ่งที่สำคัญอยู่เบื้องหลังสิ่งนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงนับจำนวนอนุภาคที่บินในแต่ละทิศทางอย่างระมัดระวัง จากนั้น โดยการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนแต่ค่อนข้างน่าเชื่อถือ เขาแสดงวิธีเดียวที่จะอธิบายผลลัพธ์ของการทดลองได้ นั่นคือ อะตอมทองคำประกอบด้วยพื้นที่ว่างเกือบทั้งหมด และมวลอะตอมเกือบทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ตรงกลาง "นิวเคลียส" เล็กๆ ของอะตอม!

เพียงครั้งเดียว งานของรัทเทอร์ฟอร์ดก็เขย่าวิสัยทัศน์ของเราที่มีต่อโลกไปตลอดกาล ถ้าแม้แต่ชิ้นส่วนโลหะ—ซึ่งดูเหมือนยากที่สุดของทุกสิ่ง—ส่วนใหญ่เป็นพื้นที่ว่าง แล้วทุกสิ่งที่เราคิดว่าเป็นวัตถุก็สลายเป็นเม็ดทรายเล็กๆ ที่วิ่งวนไปมาในความว่างเปล่าอันกว้างใหญ่!

การค้นพบนิวเคลียสของอะตอมโดย Rutherford เป็นพื้นฐานของทฤษฎีสมัยใหม่ทั้งหมดเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม เมื่อ Niels Bohr ตีพิมพ์ผลงานที่มีชื่อเสียงของเขาในอีกสองปีต่อมาโดยอธิบายว่าอะตอมเป็นระบบสุริยะขนาดเล็กที่ควบคุมโดยกลศาสตร์ควอนตัม เขาใช้ทฤษฎีนิวเคลียร์ของ Rutherford เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับแบบจำลองของเขา ไฮเซนเบิร์กและชโรดิงเงอร์ก็เช่นกันเมื่อพวกเขาสร้างแบบจำลองอะตอมที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยใช้กลศาสตร์แบบคลาสสิกและแบบคลื่น

การค้นพบของรัทเทอร์ฟอร์ดยังนำไปสู่สาขาวิทยาศาสตร์ใหม่ นั่นคือ การศึกษานิวเคลียสของอะตอม ในพื้นที่นี้เช่นกัน รัทเทอร์ฟอร์ดถูกกำหนดให้เป็นผู้บุกเบิก ในปีพ.ศ. 2462 เขาประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนนิวเคลียสไนโตรเจนเป็นนิวเคลียสออกซิเจนโดยการยิงอนุภาคแอลฟาที่เคลื่อนที่เร็วตัวแรก มันเป็นความสำเร็จที่นักเล่นแร่แปรธาตุในสมัยโบราณฝันถึง

ในไม่ช้ามันก็ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์อาจเป็นแหล่งพลังงานของดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของอะตอมยังเป็นกระบวนการสำคัญในอาวุธปรมาณูและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ดังนั้น การค้นพบของรัทเทอร์ฟอร์ดจึงน่าสนใจมากกว่าแค่เรื่องวิชาการ

บุคลิกของรัทเทอร์ฟอร์ดสร้างความประหลาดใจให้กับทุกคนที่พบเขาตลอดเวลา เขาเป็นชายร่างใหญ่ที่มีเสียงดัง พลังงานที่ไร้ขอบเขต และขาดความเจียมเนื้อเจียมตัวอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเพื่อนร่วมงานสังเกตเห็นความสามารถเหนือธรรมชาติของรัทเทอร์ฟอร์ดในการ "อยู่บนยอดคลื่น" ของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เขาตอบทันทีว่า "ทำไมจะไม่ได้ล่ะ นักวิทยาศาสตร์ไม่กี่คนจะคัดค้านคำยืนยันนี้