Фотопідбірка: «батько» ядерної фізики сер Ернест Резерфорд. Ернест на прізвисько «Крокодил

Ернест Резерфорд коротка біографія англійського фізика, основоположника ядерної фізики, викладена в цій статті.

Ернест Резерфорд коротка біографія

(1871–1937)

Ернест Резерфорд народився 30 серпня 1871 р. у Новій Зеландії у невеликому селищі Спрінг-Грув у сім'ї фермера. З дванадцяти дітей виявився найобдарованішим.

Ернест блискуче закінчив початкову школу. У коледжі в Нельсоні, де Ернеста Резерфорда прийняли до п'ятого класу, вчителі звернули увагу на його виняткові математичні здібності. Пізніше Ернест захопився природничими науками – фізикою та хімією.

У Кентерберійському коледжі Резерфорд здобуває вищу освіту, після чого протягом двох років захоплено займається дослідженнями в галузі електротехніки.

У 1895 р. він вирушає до Англії, де до 1898 р. працював у Кембриджі, в Кавендішській лабораторії під керівництвом видатного фізика Джозефа-Джона Томсона. Він робить значний прорив у виявленні відстані, що визначає довжину електромагнітної хвилі.

У 1898 р. він почав вивчати явище радіоактивності. Перше фундаментальне відкриття Резерфорда у цій галузі – виявлення неоднорідності випромінювання, що випускається ураном, – принесло йому популярність. Завдяки Резерфорду в науку увійшло поняття: альфа-і бета-випромінювання.

У 26 років Резерфорда запросили до Монреалю як професора Мак-Гілського університету – найкращого в Канаді. Резерфорд працював у Канаді протягом 10 років та створив там наукову школу.

У 1903 р. 32-річного вченого було обрано членом Лондонського Королівського товариства Британської академії наук.

У 1907 р. Резерфорд разом із сім'єю переїжджає з Канади до Англії, щоб обійняти посаду професора кафедри фізики Манчестерського університету. Відразу після приїзду Резерфорд почав проводити експериментальні дослідження з радіоактивності. Разом із ним працював його помічник та учень, німецький фізик Ханс Гейгер, який розробив – широко відомий лічильник Гейгера.

У 1908 р. Резерфорд отримав Нобелівську премію з хімії за дослідження з перетворення елементів.

Резерфорд здійснив велику серію дослідів, які підтвердили, що альфа-частинки є двічі іонізованими атомами гелію. Разом з іншим учнем, Ернестом Марсденом (1889–1970), він досліджував особливості проходження альфа-частинок через тонкі металеві пластинки. На підставі цих дослідів учений запропонував планетарну модель атома: у центрі атома – ядро, навколо якого обертаються електрони. Це було видатне відкриття того часу!

Резерфорд передбачив відкриття нейтрона, можливість розщеплення атомних ядер легких елементів та штучних ядерних перетворень.

18 років очолював Кавендиську лабораторію (з 1919 р. до 1937).

Е. Резерфорд був обраний почесним членом усіх академій світу.

Ернест Резерфорд помер 19 жовтня 1937 через чотири дні після термінової операції з приводу несподіваного захворювання - ущемлення грижі - у віці 66 років

Нобелівська премія з хімії, 1908

Англійський фізик Ернест Резерфорд народився Новій Зеландії, неподалік м. Нельсона. Він був одним з 12 дітей колісного майстра та будівельного робітника Джеймса Резерфорда, шотландця за походженням, та Марти (Томпсон) Резерфорд, шкільної вчительки з Англії. Спочатку Р. відвідував початкову та середню місцеві школи, а потім став стипендіатом Нельсон-коледжу, приватної вищої школи, де виявив себе талановитим студентом, особливо з математики. Завдяки успіхам у навчанні Р. отримав ще одну стипендію, яка дозволила йому вступити до Кентербері-коледжу в Крайстчерчі, одному з найбільших міст Нової Зеландії.

У коледжі на Р. надали великий вплив його вчителя: який викладав фізику та хімію Е.У. Бікертон та математик Дж. Х.Х. Кук. Після того, як у 1892 р. Р. була присуджена ступінь бакалавра гуманітарних наук, він залишився в Кентербері-коледжі і продовжив свої заняття завдяки отриманій стипендії з математики. На наступний рік він став магістром гуманітарних наук, найкраще склавши іспити з математики та фізики. Його магістерська робота стосувалася виявлення високочастотних радіохвиль, існування яких було підтверджено близько десяти років тому. Для того, щоб вивчити це явище, він сконструював бездротовий радіоприймач (за кілька років до того, як це зробив Гульєльмо Марконі) і за його допомогою отримував сигнали, що передаються колегами з відстані півмилі.

У 1894 р. Р. була присуджена ступінь бакалавра природничих наук. У Кентербері-коледжі існувала традиція: будь-який студент, який здобув ступінь магістра гуманітарних наук і залишився в коледжі, повинен був провести подальші дослідження та отримати ступінь бакалавра з природничих наук. Потім Р. протягом недовгого часу викладав в одній із чоловічих шкіл Крайстчерча. Завдяки своїм незвичайним здібностям до науки Р. був удостоєний стипендії Кембриджського університету в Англії, де він займався в лабораторії Кавенді, одному з провідних світових центрів наукових досліджень.

У Кембриджі Р. працював під керівництвом англійського фізика Дж.Дж. Томсон. На Томсона справило глибоке враження проведене Р. дослідження радіохвиль, і він у 1896 р. запропонував спільно вивчати вплив рентгенівських променів (відкритих роком раніше Вільгельм Рентген) на електричні розряди в газах. Їхня співпраця увінчалася вагомими результатами, включаючи відкриття Томсоном електрона – атомної частки, що несе негативний електричний заряд. Спираючись на свої дослідження, Томсон і Р. висунули припущення, що коли рентгенівські промені проходять через газ, вони руйнують атоми цього газу, вивільняючи однакове число позитивно та негативно заряджених частинок. Ці частки вони назвали іонами. Після цієї роботи Р. зайнявся вивченням атомної структури.

У 1898 р. Р. прийняв місце професора Макгіллського університету в Монреалі (Канада), де розпочав серію важливих експериментів щодо радіоактивного випромінювання елемента урану. Незабаром він відкрив два види цього випромінювання: випромінювання альфа-променів, що проникають лише на коротку відстань, та бета-променів, які проникають на значно більшу відстань. Потім Р. виявив, що радіоактивний торій випромінює газоподібний радіоактивний продукт, який він назвав «еманація» (випуск. – Ред.).

Подальші дослідження показали, що два інших радіоактивних елементи – радій та актіній – також виробляють еманацію. На підставі цих та інших відкриттів Р. дійшов двох важливих для розуміння природи радіації висновків: всі відомі радіоактивні елементи випускають альфа- і бета-промені, і, що ще важливіше, радіоактивність будь-якого радіоактивного елемента через певний період часу зменшується. Ці висновки дали підставу припускати, що це радіоактивні елементи належать одного сімейства атомів і що основою їх класифікації можна покласти період зменшення їх радіоактивності.

Спираючись на подальші дослідження, проведені в Макгіллському університеті в 1901...1902 рр., Р. та його колега Фредерік Содді виклали основні положення створеної ними теорії радіоактивності. Відповідно до цієї теорії радіоактивність виникає тоді, коли атом відкидає частинку самого себе, яка викидається з величезною швидкістю, і ця втрата перетворює атом одного хімічного елемента на атом іншого. Висунута Р. і Содді теорія суперечила ряду раніше існуючих уявлень, включаючи визнану всіма довгий час концепцію, за якою атоми є неподільними і незмінними частинками.

Р. провів подальші експерименти для отримання результатів, які підтвердили теорію, що вибудовується ним. У 1903 році він довів, що альфа-частинки несуть позитивний заряд. Оскільки ці частинки мають вимірну масу, «викидання» їх з атома має вирішальне значення для перетворення одного радіоактивного елемента в інший. Створена теорія дозволила Р. також передбачити, з якою швидкістю різні радіоактивні елементи перетворюватимуться на те, що він називав дочірнім матеріалом. Вчений був переконаний, що альфа-частинки не відрізняються від ядра атома гелію. Підтвердження цього було отримано, коли Содді, який працював тоді з англійським хіміком Вільямом Рамзаєм, відкрив, що еманація радію містить гелій, передбачувану альфа-частинку.

У 1907 р. P., прагнучи бути ближче до центру наукових досліджень, зайняв посаду професора фізики в Манчестерському університеті (Англія). За допомогою Ханса Гейгера, який згодом прославився як винахідник лічильника Гейгера, Р. створив у Манчестері школу вивчення радіоактивності.

У 1908 р. була присуджена Нобелівська премія з хімії «за проведені ним дослідження в області розпаду елементів у хімії радіоактивних речовин». У своїй вступній промові від імені Шведської королівської академії наук К.Б. Хассельберг вказав на зв'язок між роботою, проведеною Р., та роботами Томсона, Анрі Беккереля, П'єра та Марі Кюрі. "Відкриття привели до приголомшливого висновку: хімічний елемент... здатний перетворюватися на інші елементи", - сказав Хассельберг. У своїй Нобелівській лекції Р. зазначив: «Є всі підстави вважати, що альфа-частинки, які так вільно викидаються з більшості радіоактивних речовин, ідентичні за масою та складом і мають складатися з ядер атомів гелію. Ми, отже, не можемо не зробити висновку, що атоми основних радіоактивних елементів, таких, як уран і торій, повинні будуватися, принаймні частково, з атомів гелію».

Після отримання Нобелівської премії Р. зайнявся вивченням явища, яке спостерігалося під час бомбардування пластинки тонкої золотої фольги альфа-частинками, що випромінювалися таким радіоактивним елементом, як уран. Виявилося, що з допомогою кута відображення альфа-частинок можна вивчати структуру стійких елементів, у тому числі складається пластинка. Згідно з прийнятими тоді уявленнями, модель атома була подібна до пудингу з родзинками: позитивні та негативні заряди були рівномірно розподілені всередині атома і, отже, не могли значною мірою змінювати напрямок руху альфа-частинок. P., однак, зауважив, що певні альфа-частинки відхилялися від очікуваного напрямку значно більшою мірою, ніж це допускалося теорією. Працюючи з Ернестом Марсденом, студентом Манчестерського університету, учений підтвердив, що досить велика кількість альфа частинок відхиляється далі, ніж очікувалося, причому деякі під кутом більш ніж 90 градусів.

Розмірковуючи над цим явищем, Р. 1911 р. запропонував нову модель атома. Відповідно до його теорії, яка сьогодні стала загальноприйнятою, позитивно заряджені частинки зосереджені у важкому центрі атома, а негативно заряджені (електрони) знаходяться на орбіті ядра, на досить великій відстані від нього. Ця модель, подібна до крихітної моделі Сонячної системи, передбачає, що атоми складаються головним чином з порожнього простору. Широке визнання теорій Р. почалося з 1913, коли до роботи вченого в Манчестерському університеті підключився датський фізик Нільс Бор. Бор показав, що у термінах запропонованої Р. структури можна пояснити загальновідомі фізичні властивості атома водню, і навіть атомів кількох більш важких елементів.

Коли вибухнула перша світова війна, Р. був призначений членом цивільного комітету Управління винаходів та досліджень британського Адміралтейства та вивчав проблему визначення місцезнаходження підводних човнів за допомогою акустики. Після війни він повернувся до манчестерської лабораторії і в 1919 р. зробив ще одне фундаментальне відкриття. Вивчаючи структуру атомів водню за допомогою бомбардування їх альфа-частинками, що володіють високою швидкістю, він помітив на своєму детекторі сигнал, який можна було пояснити як результат того, що ядро ​​атома водню почало рухатися внаслідок зіткнення з альфа часткою. Однак такий самий сигнал з'являвся і коли вчений замінив атоми водню атомами азоту. Р. пояснив причину цього явища тим, що бомбардування спричиняє розпад стійкого атома. Тобто. в процесі, аналогічному природному розпаду, що викликається радіацією, альфа частка вибиває єдиний протон (ядро атома водню) з стійкого за нормальних умов ядра атома азоту і надає йому жахливу швидкість. Ще одне свідчення на користь такого тлумачення цього явища було отримано 1934 р., коли Фредерік Жоліо та Ірен Жоліо-Кюрі відкрили штучну радіоактивність.

У 1919 р. Р. перейшов до Кембриджського університету, став наступником Томсона як професор експериментальної фізики і директор Кавендішської лабораторії, а в 1921 зайняв посаду професора природничих наук у Королівському інституті в Лондоні. У 1930 р. був призначений головою урядової консультативної ради Управління наукових та промислових досліджень. Перебуваючи на вершині своєї кар'єри, вчений залучав до роботи у своїй лабораторії у Кембриджі багато талановитих молодих фізиків, у т.ч. П.М. Блекетта, Джона Кокрофта, Джеймса Чедвіка та Ернеста Уолтона. Незважаючи на те, що у самого Р. залишалося через це менше часу на активну дослідницьку роботу, його глибока зацікавленість у дослідженнях і чітке керівництво допомагали підтримувати високий рівень робіт, що здійснюються в його лабораторії. Учні та колеги згадували про вченого як про милу, добру людину. Поряд з властивим йому як теоретику даром передбачення Р. мав практичну жилку. Саме завдяки ній він був завжди точний у поясненні явищ, якими б незвичайними вони на перший погляд не здавались.

Стурбований політикою, яку проводить нацистський уряд Адольфа Гітлера, Р. в 1933 р. став президентом Академічної ради допомоги, який був створений для сприяння тим, хто втік з Німеччини.

У 1900 р., під час короткої поїздки до Нової Зеландії, Р. одружився з Мері Ньютон, яка народила йому дочку. Майже до кінця життя він відрізнявся міцним здоров'ям і помер у Кембриджі в 1937 після нетривалої хвороби. Р. похований у Вестмінстерському абатстві неподалік могил Ісаака Ньютона і Чарльза Дарвіна.

Серед отриманих Р. нагород медаль Румфорда (1904) та медаль Коплі (1922) Лондонського королівського товариства, а також британський орден «За заслуги» (1925). У 1931 р. вченому був наданий титул пера. Р. був удостоєний почесних ступенів Новозеландського, Кембриджського, Вісконсінського, Пенсільванського та Макгіллського університетів. Він був членом-кореспондентом Геттінгенського королівського товариства, а також членом Новозеландського філософського інституту, Американського філософського товариства. Академії наук Сент-Луї, Лондонського королівського товариства та Британської асоціації сприяння розвитку науки.

Лауреати Нобелівської премії: Енциклопедія: Пров. з англ. - М.: Прогрес, 1992.
© The H.W. Wilson Company, 1987.
© Переклад російською мовою з доповненнями, видавництво «Прогрес», 1992.

Резерфорд Ернест (1871-1937), англійський фізик, один із творців вчення про радіоактивність та будову атома, засновник наукової школи.

Народився 30 серпня 1871 р. у місті Спрінг – Броув (Нова Зеландія) у сім'ї шотландських емігрантів. Батько працював механіком та фермером-льоноводом, мати – вчителькою. Ернест був четвертим із 12 дітей Резерфордів та найталановитішим.

Вже після закінчення початкової школи, як перший учень, він отримав премію 50 фунтів стерлінгів для продовження освіти. Завдяки цьому Резерфорд вступив до коледжу в Нельсоні (Нова Зеландія). Після закінчення коледжу юнак склав іспити до Кентерберійського університету і тут серйозно зайнявся фізикою та хімією.

Він брав участь у створенні наукового студентського товариства і зробив у 1891 р. доповідь на тему «Еволюція елементів», де вперше прозвучала ідея про те, що атоми - складні системи, побудовані з тих самих складових частин.

У період, коли у фізиці панувала ідея Дж. Дальтона про неподільність атома, ця думка здалася абсурдною, і молодому вченому навіть довелося вибачатися перед колегами за явну нісенітницю.

Щоправда, за 12 років Резерфорд довів свою правоту. Після закінчення університету Ернест став учителем середньої школи, але це заняття було йому явно не до вподоби. На щастя, Резерфорду - найкращому випускнику року - присудили стипендію, і він вирушив до Кембриджу - наукового центру Англії - для продовження занять.

У Кавендиської лабораторії Резерфорд створив передавач для радіозв'язку в радіусі 3 км, але віддав пріоритет на його винахід італійському інженеру Г. Марконі, а сам приступив до вивчення іонізації газів та повітря. Вчений зауважив, що уранове випромінювання має дві складові - альфа- та бета-промені. Це було відкриття.

У Монреалі при вивченні активності торію Резерфорд відкрив новий газ – радон. У 1902 р. у роботі «Причина та природа радіоактивності» вчений вперше висловив думку про те, що причиною радіоактивності є мимовільний перехід одних елементів до інших. Він встановив, що альфа-частинки заряджені позитивно, їх маса більша за масу атома водню, а заряд приблизно дорівнює заряду двох електронів, і це нагадує атоми гелію.

У 1903 р. Резерфорд став членом Лондонського королівського товариства, а з 1925 по 1930 р. обіймав посаду його президента.

У 1904 р. вийшла фундаментальна праця вченого «Радіоактивні речовини та їх випромінювання», яка стала енциклопедією для фізиків-ядерників. У 1908 р. Резерфорд став нобелівським лауреатом дослідження радіоактивних елементів. Керівник фізичної лабораторії в Манчестерському університеті Резерфорд створив школу фізиків-ядерників, своїх учнів.

Разом з ними він займався дослідженням атома і в 1911 р. остаточно прийшов до планетарної моделі атома, про що написав у статті, що вийшла у травневому номері «Філософського журналу». Модель прийняли не відразу, вона утвердилася лише після її доопрацювання учнями Резерфорда, зокрема М. Бором.

Помер учений 19 жовтня 1937 р. у Кембриджі. Як і багато великих людей Англії, Ернест Резерфорд спочиває в соборі Святого Павла, в «Куточку науки», поряд з Ньютоном, Фарадеєм, Дареном, Гершелем.

РЕЗЕРФОРД ЕРНЕСТ

(1871 р. - 1937 р.)

Геніальний англійський фізик та хімік Ернест Резерфорд народився 30 серпня 1871 року в Спрінг-Гроув, неподалік міста Нельсон у Новій Зеландії. Він був четвертою дитиною у багатодітній сім'ї Джеймса та Марти Резерфорд (уродженої Томпсон).

Батько Ернеста працював колісним майстром, інженером, будівельником, мірошником. У 1843 році у пошуках кращого життя він переселився до Нової Зеландії з Шотландії. Мати Ернеста, Марта Томпсон, була шкільною вчителькою і переїхала у тринадцятирічному віці до Нельсона з Англії.

У дитинстві Резерфорд вів життя, типове для сільського хлопчика, допомагав доїти корів, збирати дрова. По суботах разом з іншими дітьми майбутній учений робив рогатки і плавав наввипередки. Оскільки батько часто змінював роботу, сім'ї доводилося постійно переїжджати.

У віці 10 років Ернест пішов до місцевої школи Фоксхілла, де прочитав першу наукову книгу. Цього року він провів свій перший досвід із вимірювання швидкості звуку, наведений у підручнику.

У 1887 році Ернест вступив до Нельсон-коледжу і незабаром став одним із найкращих учнів. Особливо молодого Резерфорда цікавила математика. Багато вільного часу Ернест приділяв грі в регбі, але це не завадило йому отримати одну з десяти шкільних стипендій, що дає можливість вступити до Кентерберійського коледжу в Крайчестері (філія Новозеландського університету), одному з найбільших міст Нової Зеландії.

У 1892 році Ернест Резерфорд був присуджений ступінь бакалавра гуманітарних наук. Улюбленими предметами майбутнього вченого в коледжі були фізика та хімія. Він найкраще склав іспити з цих предметів і став бакалавром природничих наук.

У своїй магістерській роботі Ернест досліджував високочастотні радіохвилі, відкриті близько десяти років тому. Для вивчення цього явища Резерфорд сконструював бездротовий радіоприймач, за допомогою якого отримував сигнали з відстані понад півмилі.

До двадцяти трьох років Ернест Резерфорд мав уже три наукові ступені. У той час найобдарованішим молодим заморським підданим Британії раз на два роки надавали спеціальну стипендію імені Всесвітньої виставки 1851 року, яка давала змогу вдосконалюватись у науках в Англії. В 1895 серед претендентів на отримання однієї стипендії було дві кандидатури - хіміка МакЛорена і фізика Резерфорда.

Стипендію присудили Маклорен, але сімейні обставини не дозволили йому поїхати в Англію. Доля виявилася прихильною до Резерфорда, і восени 1895 року він на запрошення Дж. Дж. Томсона переїхав до Англії, в Кавендіську лабораторію Кембриджського університету. У Кембриджі Резерфорд став першим докторантом директора лабораторії Джозефа Джона Томсона.

На той час Томсон був всесвітньо відомим вченим, членом Лондонського королівського товариства. Робота Резерфорда з вивчення радіохвиль справила враження на знаменитого фізика, і він запропонував молодому вченому спільно вивчати процеси іонізації газів під впливом рентгенівських променів, відкритих роком раніше Вільгельмом Рентгеном.

У 1896 року вчені опублікували спільну роботу «Про проходження електрики через гази, піддані дії променів Рентгена». Наступного року Резерфорд видав свою роботу "Магнітний детектор електричних хвиль та деякі його застосування". У цьому ж році він написав статтю «Про електризацію газів, схильних до дії рентгенівських променів, і про поглинання рентгенівського випромінювання газами та парами».

Працюючи в лабораторії Кавенді, Резерфорд уважно стежив за відкриттями інших фізиків і хіміків. Після того як у Паризькій академії наук П'єр Кюрі та Марія Склодовська-Кюрі представили результати своїх досліджень, які довели, що окрім урану існують й інші радіоактивні елементи, молодий вчений розпочав самостійні роботи в цій галузі. Він провів перші дослідження променів Беккереля і виявив неоднорідність випромінювання урану.

Спираючись на власні результати, Ернест Резерфорд і Дж. Дж. Томсон припустили, що під дією рентгенівських променів руйнуються атоми газу і з'являються негативно і позитивно заряджені частинки. Ці частки науковці назвали іонами. Спільні праці вчених призвели також до відкриття електрона – атомної частки, яка несе негативний електричний заряд.

У грудні 1897 року Резерфорд продовжив стипендію імені Всесвітньої виставки, і він почав серйозно займатися дослідженням атомної структури. Однак коли у квітні 1898 року звільнилося місце професора Мак-Гіллського університету в Монреалі та молодому вченому запропонували цю посаду, він дав згоду. Восени 1898 року Резерфорд почав викладати в Мак-Гіллському університеті.

У Канаді тоді ще двадцятисемирічний професор зробив безліч геніальних відкриттів. В 1899 він виявив, що радіоактивний торій випускає газоподібний радіоактивний продукт. Це вчений назвав «еманацією» (випусканням). В результаті подальших досліджень було встановлено, що два інші радіоактивні елементи – радій та актіній – теж виробляють еманацію.

Вчений показав, що існують принаймні два види випромінювання. Перше з них, яке легко поглиналося, він назвав альфа-випромінюванням, а друге, що має більшу проникаючу здатність, – бета-випромінювання.

Проаналізувавши результати досліджень, Резерфорд зробив висновок, що всі відомі науці радіоактивні елементи випускають альфа- та бета-промені. Оскільки через певний період радіоактивність елементів зменшувалася, вчений припустив, що всі радіоактивні елементи належать до одного сімейства атомів. Таким чином, їх можна класифікувати за періодом зменшення їхньої радіоактивності.

У 1902-1903 роках Резерфорд, разом з Фредеріком Содді, одним із засновників радіохімії, продовжив дослідження в цій галузі. Вчені відкрили загальний закон радіоактивних перетворень, висловили його у математичній формі, запровадили поняття «період напіврозпаду», а також виклали основні положення створеної ними теорії радіоактивності.

За Резерфордом і Содді, радіоактивність виникала у тому випадку, коли атом відкидав частинку самого себе. Внаслідок втрати атом одного хімічного елемента перетворювався на атом іншого.

Відкриття вчених увійшли до переліку найважливіших наукових подій ХХ століття. Усі раніше існували аксіоми про неподільність і незмінність атомів було зруйновано. Вчені сформулювали закони перетворень, у тому числі випливало, що перетворення хімічних елементів при радіоактивних розпадах як відбуваються, а й уповільнити чи припинити їх неможливо.

Досліджуючи радіоактивні перетворення, Резерфорд і Содді підрахували енергію альфа-частинок, що випускаються радієм, і зробили висновок, що енергія радіоактивних перетворень у багато тисяч, а може, мільйонів разів перевищує енергію будь-якого молекулярного перетворення. На думку вчених, цю енергію необхідно було враховувати за будь-яких явищ космічної фізики, зокрема, сталість сонячної енергії вони пояснювали тим, що на Сонці відбуваються процеси субатомного перетворення.

В 1903 Резерфорд провів ряд експериментів, що доводять його теорію, а також показав, що альфа-частинки несуть позитивний заряд.

Роботи Резерфорда принесли йому величезну популярність. У 1903 він був обраний членом Лондонського королівського товариства.

В 1904 Резерфорд написав книгу «Радіоактивність», в якій представив і сформулював результати своїх досліджень. Наступного року він опублікував свою другу книгу "Радіоактивні перетворення". Резерфорда стали запрошувати на роботу різні університети та науково-дослідні центри різних країн. У 1907 році він вирішив змінити місце проживання та повернувся до Англії. 24 травня 1907 року Резерфорд приїхав до Манчестера, де обійняв посаду професора фізики в Манчестерському університеті.

У Манчестері Резерфорд продовжив дослідження. За допомогою Гейгер він організував при університеті школу з вивчення радіоактивності. У 1908 році Резерфорд допоміг Гансу Гейгеру створити лічильник альфа-часток і наступного року довів, що альфа-частинки є двічі іонізованими атомами гелію.

У 1908 року «за проведені ним дослідження області розпаду елементів у хімії радіоактивних речовин» Резерфорду було присуджено Нобелівську премію з хімії. У презентаційній промові президент Шведської королівської академії наук К. Б. Хассельберг вказав на велике значення відкриттів вченого.

У своїй нобелівській лекції «Хімічна природа альфа-часток у радіоактивних речовинах», прочитаної 11 грудня 1908 року, Резерфорд припустив, що альфа-частинки ідентичні за масою та складом і складаються з ядер атомів гелію. З цього випливає, що атоми радіоактивних елементів також складаються частково з атомів гелію.

Після здобуття Нобелівської премії Резерфорд почав досліджувати будову атома. Він звернувся до методики, яку застосовував разом із Дж. Дж. Томсоном у Кавендишській лабораторії, – до просвічування альфа-частинками. Вчений разом з асистентами Гансом Гейгером та Ернстом Марсденом провів ряд дослідів, у яких бомбардував платівку тонкої золотої фольги альфа-частинками, які випромінювали ураном. Тоді фізики вважали, що відстані між атомами в твердих тілах приблизно такі самі, як і розміри атомів. Звідси можна було зробити висновок, що альфа-частинки не зможуть пролетіти крізь тонку фольгу.

Вже перші досліди Резерфорда спростували цей висновок - більшість альфа-частинок пронизувала фольгу, майже не відхиляючись. Але приблизно в одному з 8000 випадків вони відхилялися від очікуваного спрямування навіть більшою мірою, ніж це допускалося теорією, ніби стикаючись з якоюсь перешкодою. Ця дивовижна аномалія виявилася початковим пунктом розробки ядерної моделі атома.

Після того, як Дж. Дж. Томсон відкрив, що електрони мають негативний електричний заряд, він запропонував модель атома у вигляді позитивно зарядженої краплі радіусом у стомільйонну частку (10,8) сантиметра, усередині якої знаходяться крихітні негативно заряджені електрони. Позитивні та негативні заряди рівномірно розподілялися в атомі і, отже, не могли значною мірою змінювати напрямок руху альфа-частинок.

Виходячи зі своїх дослідів, в 1911 Резерфорд відмовився від моделі Томсона і запропонував нову модель атома. Свої ідеї він виклав у статті «Розсіяння альфа- та бета-випромінювань у речовині та структура атома» травневого номера журналу «Philosophical Magazin» – вісника безлічі геніальних відкриттів.

За Резерфордом, у центрі атома знаходиться ядро, в якому зосереджені позитивно заряджені частинки і становить всю масу атома. Негативно заряджені частинки (електрони) розміщені на орбіті ядра, досить великій відстані від нього. Оскільки маси електронів значно менші за маси альфа-частинок, останні майже не відхиляються, пронизуючи електронні хмари. І лише в тому випадку, коли альфа-частка пролітає близько від позитивно зарядженого ядра, кулонівська сила відштовхування різко змінює її траєкторію.

Модель Резерфорда, яка на сьогоднішній день є загальноприйнятою, нагадувала крихітну модель Сонячної системи та отримала назву «планетарної моделі атома».

Після того, як у 1913 році друг і співробітник Резерфорда датський фізик Нільс Бор вніс у планетарну модель ідею квантів, модель атома отримала світове визнання. Бор припустив, що у атомі існують орбіти, рухаючись якими електрон отримує прискорення, і вказав правило перебування таких стаціонарних орбіт. При переході електрона з однієї орбіти на іншу відповідно до закону збереження енергії з'являються кванти випромінювання.

Теорія Нільса Бора усунула головний недолік планетарної моделі атома - електродинамічну неминучість падіння електрона, що обертається, на ядро.

Під час Першої світової війни англійський уряд призначив Резерфорда членом цивільного комітету Управління винаходів та досліджень Британського адміралтейства. До його обов'язків входило винахід методу виявлення підводних човнів супротивника за допомогою акустики.

Після війни Ернест Резерфорд повернувся до манчестерської лабораторії.

1919 року геніальний учений здійснив першу штучну ядерну реакцію. Після бомбардування атомів водню, а потім і азоту, альфа-частинками Резерфорд виявив, що утворюються атоми кисню. Внаслідок бомбардування стався розпад стійкого атома. Спираючись на дослідження Резерфорда та використовуючи результати своїх досліджень, у 1934 році Фредерік та Ірен Жоліо-Кюрі відкрили штучну радіоактивність.

До цього часу Резерфорд набув слави найбільшого фізика-практика за всю історію фізики, одного з найгеніальніших людей свого часу.

У 1919 році Ернест Резерфорд став наступником Томсона, отримавши посади професора експериментальної фізики Кембриджського університету та директора Кавендіської лабораторії. Через два роки він став професором з природничих наук у Королівському інституті в Лондоні. Ще через два роки, 1923 року, Резерфорд стає президентом Британської асоціації сприяння розвитку науки, а з 1925 по 1930 рік є президентом Лондонського королівського товариства. У 1930 році вчений був призначений головою урядової консультативної ради Управління наукових та промислових досліджень.

Ернест Резерфорд був не лише геніальним вченим, а й талановитим організатором. Перебуваючи на керівних посадах, він залучав до своїх робіт багатьох молодих фізиків, згодом здобутих Нобелівськими преміями. Перед ним схиляли голову всі визначні фізики тієї епохи. Коли колеги наголосили на його здатності завжди перебувати «на гребені хвилі» наукових досліджень, він відповів: «А чому б і ні? Адже це я викликав хвилю, чи не так? Мало хто заперечував проти цього твердження. Резерфорда вважали своїм учителем десятки вчених зі світовим ім'ям: П. Л. Капіца, Г. Мозлі, Дж. Чедвік, Дж. Кокрофт, М. Оліфант, В. Гейтлер, О. Ган, Ю. Б. Харітон та ін.

Незважаючи на вік та зайнятість, Резерфорд весь час продовжував свої дослідження. У 1920 році він передбачив існування нейтрона (відкритого його учнем Джеймсом Чедвіком у 1932 році), існування атома водню з атомною масою, що дорівнює двом (дейтерію), ввів поняття «протон», у 1933 році ініціював експериментальну перевірку взаємозв'язків маси і .

У своїй останній експериментальній роботі в 1934 Резерфорд спільно з Маркусом Оліфантом і Паулем Хартеком відкрив тритій - надважкий ізотоп водню.

До самої смерті Ернест Резерфорд зберігав прекрасний настрій і відрізнявся міцним здоров'ям. Він блискуче робив про себе складні математичні обчислення, дивуючи своїх колег та співробітників.

Після нетривалої хвороби знаменитий учений помер у Кембриджі 19 жовтня 1937 року і був похований у Вестмінстерському абатстві неподалік могили Ісаака Ньютона, Чарлза Дарвіна та Майкла Фарадея.

Англійський фізик, один із творців вчення про радіоактивність та будову атома, засновник наукової школи, ін. ч.-до. РАН (1922), поч.ч. АН СРСР (1925). Дір. Кавендиської лабораторії (з 1919). Відкрив (1899) альфа- і бета-промені та встановив їхню природу. Створив (1903, совм. з Ф. Содді) теорію радіоактивності. Запропонував (1911) планетарну модель атома. Здійснив (1919) перші мистецтв. ядерну реакцію. Передбачив (1921) існування нейтрона. Ноб. пр. з хімії (1908).

Ернест Резерфорд вважається найбільшим фізиком-експериментатором двадцятого сторіччя. Він є центральною фігурою в наших знаннях у галузі радіоактивності, а також людиною, яка започаткувала ядерну фізику. Крім свого величезного теоретичного значення, його відкриття отримали широкий спектр застосування, включаючи: ядерну зброю, атомні електростанції, радіоактивні обчислення та дослідження радіації. Вплив праць Резерфорда на світ величезний. Воно продовжує зростати і, схоже, ще збільшиться у майбутньому.

Резерфорд народився і виріс у Новій Зеландії. Там він вступив до Кентерберійського коледжу і до двадцяти трьох років отримав три ступені (бакалавра з гуманітарних наук, бакалавра з природничих наук, магістра з гуманітарних наук). Наступного року йому присудили право навчання в Кембриджському університеті в Англії, де він провів три роки як студент-дослідник під керівництвом Дж. Дж. Томсона, одного з провідних учених того часу. У двадцять сім років Резерфорд став професором фізики в університеті МакДіл у Канаді. Там він працював дев'ять років і в 1907 повернувся до Англії, щоб очолити фізичний факультет Манчестерського університету. У 1919 році Резерфорд повернувся до Кембриджу, цього разу як директор Кавендіської лабораторії, і залишався на цій посаді до кінця життя.

Радіоактивність була відкрита в 1896 французьким ученим Антуаном Анрі Беккерелем, коли він проводив експерименти з урановими сполуками. Але незабаром Беккерель втратив інтерес до цього предмета, і більшість наших основних знань у галузі радіоактивності походить з широких досліджень Резерфорда. (Марі та П'єр Кюрі відкрили ще два радіоактивні елементи - полоній та радій, але не зробили відкриттів фундаментального значення.)

Одне з перших відкриттів Резерфорда полягало в тому, що радіоактивне випромінювання урану складається з двох різних компонентів, які вчений назвав альфа- та бета-промені. Пізніше він продемонстрував природу кожного компонента (вони складаються з часток, що швидко рухаються) і показав, що існує ще й третій компонент, який назвав гамма-променями.

Важлива риса радіоактивності – це пов'язана з нею енергія. Беккерель, подружжя Кюрі та багато інших вчених вважали енергію зовнішнім джерелом. Але Резерфорд довів, що ця енергія - яка набагато потужніша, ніж хімічна реакція, що звільняється, - виходить зсередини окремих атомів урану! Цим він започаткував важливу концепцію атомної енергії.

Вчені завжди припускали, що окремі атоми неподільні і незмінні. Але Резерфорд (за допомогою дуже талановитого молодого помічника Фредеріка Содді) зміг показати, що коли атом випускає альфа-або бета-промені, він перетворюється на атом іншого сорту. Спершу хіміки не могли в це повірити. Проте Резерфорд та Содді провели цілу серію експериментів з радіоактивним розпадом та трансформували уран у свинець. Також Резерфорд виміряв швидкість розпаду та сформулював важливу концепцію "напіврозпаду". Це незабаром призвело до техніки радіоактивного обчислення, яке стало одним з найважливіших наукових інструментів і знайшло широке застосування в геології, археології, астрономії та багатьох інших областях.

Ця приголомшлива серія відкриттів принесла Резерфорду в 1908 Нобелівську премію (пізніше Нобелівську премію отримав і Содді), але його найбільше досягнення було ще попереду. Він помітив, що альфа-частинки, що швидко рухаються, здатні проходити крізь тонку золоту фольгу (не залишаючи видимих ​​слідів!), але при цьому злегка відхиляються. Виникло припущення, що атоми золота, тверді, непроникні, як "малі більярдні кулі" - як раніше вважали вчені, - були м'якими всередині! Все виглядало так, ніби менші та твердіші альфа-частинки можуть проходити крізь атоми золота як високошвидкісна куля через желе.

Але Резерфорд (працюючи з Гейгером і Марсденом, своїми двома молодими помічниками) виявив, що деякі альфа-частинки, проходячи крізь золоту фольгу, дуже сильно відхиляються. Фактично дехто взагалі відлітає назад! Відчувши, що за цим криється щось важливе, вчений ретельно порахував кількість частинок, що полетіли у кожному напрямку. Потім шляхом складного, але цілком переконливого математичного аналізу він показав єдиний шлях, яким можна було пояснити результати експериментів: атом золота складався майже повністю з порожнього простору, а вся атомна маса була сконцентрована в центрі, в маленькому "ядрі" атома!

Одним ударом праця Резерфорда назавжди вразила наше звичне бачення світу. Якщо навіть шматок металу - здається найтвердішим з усіх предметів - був переважно порожнім простором, значить, все, що ми вважали речовим, раптом розвалилося на крихітні піщинки, що бігають у неосяжній порожнечі!

Відкриття Резерфордом атомних ядер є основою всіх сучасних теорій будови атома. Коли Нільс Бор через два роки опублікував знамениту працю, що описує атом як мініатюрну сонячну систему, керовану квантовою механікою, він використав для своєї моделі як відправну точку ядерну теорію Резерфорда. Так само вчинили Гейзенберг і Шредінгер, коли вони сконструювали складніші атомні моделі, використовуючи класичну та хвильову механіку.

Відкриття Резерфорда також призвело до появи нової галузі науки: вивчення атомного ядра. У цій галузі Резерфорду теж судилося стати піонером. У 1919 році він досяг успіху при трансформуванні ядер азоту в ядра кисню, обстрілюючи перші швидко рухомими альфа-частинками. Це було досягнення, про яке мріяли давні алхіміки.

Незабаром стало ясно, що ядерні трансформації можуть бути джерелом енергії Сонця. Більше того, трансформація атомних ядер є ключовим процесом в атомній зброї та на атомних електростанціях. Отже, відкриття Резерфорда викликає набагато більший інтерес, ніж просто академічний.

Особа Резерфорда постійно вражала всіх, хто зустрічався з ним. Він був великою людиною з гучним голосом, безмежною енергією та помітним недоліком скромності. Коли колеги відзначали надприродну здатність Резерфорда завжди перебувати "на гребені хвилі" наукових досліджень, він відразу відповідав: "А чому б і ні? Адже це я викликав хвилю, чи не так?" Деякі вчені стали б заперечувати проти цього твердження.