Ернест Резерфорд. Біографія вченого

БІОГРАФІЇ ВЕЛИКИХ ВЧЕНИХ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Біографії великих вчених

Ернест Резерфорд. Біографія вченого

Біографії великих вчених

Ернест Резерфорд (1871-1937).

Ернест Резерфорд народився 30 серпня 1871 поблизу міста Нелсон (Нова Зеландія) в родині переселенця з Шотландії. Ернест був четвертим із дванадцяти дітей. Мати його працювала сільською вчителькою. Батько майбутнього вченого організував деревообробне підприємство. Під керівництвом батька хлопчик отримав хорошу підготовку для роботи в майстерні, що згодом допомогло йому під час конструювання та будівництва наукової апаратури.

Закінчивши школу в Хавелоці, де в цей час жила сім'я, він отримав стипендію для продовження освіти в коледжі провінції Нельсон, куди вступив у 1887 році. Через два роки Ернест склав іспит до Кентерберійського коледжу - філії Новозеландського університету в Крайчестері. У коледжі на Резерфорда вплинули його вчителі: викладав фізику та хімію Е. У. Бікертон і математик Дж. Х. Х. Кук. Після того, як у 1892 році Резерфорд був присуджений ступінь бакалавра гуманітарних наук, він залишився в Кентербері-коледжі і продовжив свої заняття завдяки отриманій стипендії з математики. Наступного року він став магістром гуманітарних наук, найкраще склавши іспити з математики та фізики. Його магістерська робота стосувалася виявлення високочастотних радіохвиль, існування яких було доведено близько десяти років тому. Для того, щоб вивчити це явище, він сконструював бездротовий радіоприймач (за кілька років до того, як це зробив Марконі) і з його допомогою отримував сигнали, що передаються колегами з півмілі.

У 1894 році в "Известиях філософського інституту Нової Зеландії" з'явилася його перша друкована робота "Намагнічення заліза високочастотними розрядами". У 1895 році виявилася вакантною стипендія для здобуття наукової освіти, перший кандидат на цю стипендію відмовився за сімейними обставинами, другим кандидатом був Резерфорд. Приїхавши до Англії, Резерфорд отримав запрошення Дж. Дж. Томсона працювати у Кембриджі у лабораторії Кавендиша. Так розпочався науковий шлях Резерфорда.

На Томсона справило глибоке враження проведене Резерфордом дослідження радіохвиль, і він в 1896 запропонував спільно вивчати вплив рентгенівських променів на електричні розряди в газах. У тому ж році з'являється спільна робота Томсона і Резерфорда "Про проходження електрики через гази, піддані дії променів Рентгена". Наступного року виходить друком заключна стаття Резерфорда "Магнітний детектор електричних хвиль і деякі його застосування". Після цього він повністю зосереджує свої сили на вивченні газового розряду. У 1897 році з'являється і його нова робота "Про електризацію газів, схильних до дії рентгенівських променів, і про поглинання рентгенівського випромінювання газами та парами".

Їхня співпраця увінчалася вагомими результатами, включаючи відкриття Томсоном електрона - атомної частки, що несе негативний електричний заряд. Маючи свої дослідження, Томсон і Резерфорд висунули припущення, що коли рентгенівські промені проходять через газ, вони руйнують атоми цього газу, вивільняючи однакове число позитивно і негативно заряджених частинок. Ці частки вони назвали іонами. Після цього Резерфорд зайнявся вивченням атомної структури.

В 1898 Резерфорд прийняв місце професора Макгіллського університету в Монреалі, де почав серію важливих експериментів, що стосуються радіоактивного випромінювання елемента урану. Резерфорда під час проведення його вельми трудомістких експериментів часто долало пригнічений настрій. Адже за всіх зусиль він не отримував достатніх коштів для будівництва необхідних приладів. Багато необхідної для дослідів апаратури Резерфорд збудував власними руками. Він працював у Монреалі досить довго – сім років. Виняток становив 1900 рік, коли під час короткої поїздки до Нової Зеландії Резерфорд одружився з Мері Ньютон. Згодом у них народилася дочка.

У Канаді він зробив фундаментальні відкриття: їм було відкрито еманацію торію та розгадано природу так званої індукованої радіоактивності; Разом з Содді він відкрив радіоактивний розпад та її закон. Тут їм було написано книгу "Радіоактивність".

У своїй класичній роботі Резерфорд і Содді торкнулися фундаментального питання енергії радіоактивних перетворень. Підраховуючи енергію альфа-частинок, що випускаються радієм, вони приходять до висновку, що "енергія радіоактивних перетворень, принаймні, в 20 000 разів, а може, і в мільйон разів перевищує енергію будь-якого молекулярного перетворення" Резерфорд і Содді зробили висновок, що "енергія , прихована в атомі, у багато разів більше енергії, що звільняється при звичайному хімічному перетворенні. Ця величезна енергія, на їхню думку, має враховуватись "при поясненні явищ космічної фізики". Зокрема, сталість сонячної енергії можна пояснити тим, "що на Сонці йдуть процеси субатомного перетворення".

Не можна не вразитись прозорливості авторів, які побачили ще 1903 року космічну роль ядерної енергії. Цей рік став роком відкриття цієї нової форми енергії, про яку з такою певністю висловлювалися Резерфорд та Содді, назвавши її внутрішньоатомною енергією.

Величезний розмах наукової роботи Резерфорда в Монреалі, їм було опубліковано як особисто, так і разом з іншими вченими 66 статей, за винятком книги "Радіоактивність", яка принесла Резерфорду славу першокласного дослідника. Він отримує запрошення зайняти кафедру у Манчестері. 24 травня 1907 року Резерфорд повернувся до Європи. Почався новий період його життя.

У Манчестері Резерфорд розгорнув бурхливу діяльність, залучаючи молодих вчених із різних країн світу. Одним із його діяльних співробітників був німецький фізик Ганс Гейгер, творець першого лічильника елементарних частинок (лічильника Гейгера). У Манчестері з Резерфордом працювали Е. Марсден, К. Фаянс, Г. Мозлі, Г. Хевеші та інші фізики та хіміки.

Нільс Бор, який приїхав до Манчестера в 1912 році, пізніше згадував про цей період: "У цей час навколо Резерфорда групувалася велика кількість молодих фізиків з різних країн світу, залучених його надзвичайною обдарованістю як фізика і рідкісними здібностями як організатора наукового колективу".

У 1908 році Резерфорду було присуджено Нобелівську премію з хімії "за проведені ним дослідження в галузі 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 Резерфордом, 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 Резерфорд зазначив: "Є всі підстави вважати, що альфа-частинки, які так вільно викидаються з більшості радіоактивних речовин, ідентичні за масою та складом і повинні складатися з ядер атомів гелію. Ми, отже, не можемо не дійти висновку , Що атоми основних радіоактивних елементів, таких як уран і торій, повинні будуватися, принаймні частково, з атомів гелію.

Після отримання Нобелівської премії Резерфорд зайнявся вивченням явища, яке спостерігалося під час бомбардування платівки тонкої золотої фольги альфа-частинками, що випромінюються таким радіоактивним елементом, як уран. Виявилося, що з допомогою кута відбиття 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. Резерфорд, однак, зауважив, що певні альфа-частинки відхилялися від очікуваного напрямку значно більшою мірою, ніж це допускалося теорією. Працюючи з Ернестом Марсденом, студентом Манчестерського університету, вчений підтвердив, що досить велика кількість альфа-часток відхиляється далі, ніж очікувалося, причому деякі під кутом більш як 90 градусів.

Розмірковуючи над цим явищем. Резерфорд у 1911 році запропонував нову модель атома. Згідно з його теорією, яка сьогодні стала загальноприйнятою, позитивно заряджені частинки зосереджені у важкому центрі атома, а негативно заряджені (електрони) знаходяться на орбіті ядра, на великій відстані від нього. Ця модель, подібна до крихітної моделі Сонячної системи, передбачає, що атоми складаються головним чином з порожнього простору.

Широке визнання теорії Резерфорда почалося, коли до роботи вченого в університеті Манчестера підключився датський фізик Нільс Бор. Бор показав, що у термінах запропонованої Резерфордом структури можна пояснити загальновідомі фізичні властивості атома водню, і навіть кількох важких елементів.

Плідна робота резерфордівської групи у Манчестері була перервана Першою світовою війною. Війна розкидала дружний колектив з різних країн, що ворогують один з одним. Було вбито Мозлі, який щойно прославив своє ім'я великим відкриттям у спектроскопії рентгенівських променів, Чедвік нудився в німецькому полоні. Англійський уряд призначив Резерфорда членом "адміральського штабу винаходів та досліджень" - організації, створеної для пошуку засобів боротьби з підводними човнами супротивника. У лабораторії Резерфорда у зв'язку з цим почалися дослідження поширення звуку під водою, щоб дати теоретичне обґрунтування визначення місцезнаходження підводних човнів. Лише після закінчення війни вчений зміг відновити свої дослідження, але вже в іншому місці.

Після війни він повернувся до манчестерської лабораторії і в 1919 зробив ще одне фундаментальне відкриття. Резерфорду вдалося провести штучним шляхом першу реакцію перетворення атомів. Бомбардуючи атоми азоту альфа-частинками. Резерфорд відкрив, що утворюються атоми кисню. Це нове спостереження стало ще одним доказом здатності атомів до перетворення. У цьому, у разі з ядра атома азоту, виділяється протон - частка, яка несе одиничний позитивний заряд. В результаті проведених Резерфордом досліджень різко зріс інтерес фахівців з атомної фізики до природи атомного ядра.

У 1919 році Резерфорд перейшов до Кембриджського університету, ставши наступником Томсона як професор експериментальної фізики і директор Кавендіської лабораторії, а в 1921-му зайняв посаду професора природничих наук у Королівському інституті в Лондоні. У 1925 році вченого було нагороджено британським орденом "За заслуги". У 1930 році Резерфорд був призначений головою урядової консультативної ради Управління наукових та промислових досліджень. У 1931 він отримав звання лорда і став членом палати лордів англійського парламенту.

Резерфорд прагнув до того, щоб науковим підходом до виконання всіх доручених йому завдань сприяти множенню слави його батьківщини. Він постійно і з великим успіхом доводив в авторитетних органах необхідність усілякої державної підтримки науки та проведення дослідницької роботи.

Перебуваючи на вершині своєї кар'єри, вчений залучав до роботи у своїй лабораторії в Кембриджі багато талановитих молодих фізиків, у тому числі П. М. Блекетта, Джона Кокрофта, Джеймса Чедвіка та Ернеста Уолтона. Побував у цій лабораторії і радянський вчений Капіца.

В одному з листів Капіца називає Резерфорда Крокодилом. Справа в тому, що Резерфорд мав гучний голос, і він не вмів керувати ним. Могутній голос метра, який зустрів когось у коридорі, попереджав тих, хто перебував у лабораторіях, про його наближення, і співробітники встигали "зібратися з думками". У "Спогадах про професора Резерфорда" Капіца писав: "Зовнішністю він був досить щільний, зростання вище середнього, очі у нього були блакитні, завжди дуже веселі, обличчя дуже виразне. Він був рухливий, голос у нього був гучний, він погано вмів його модулювати Всі знали про це, і за інтонацією можна було судити - в дусі професор чи ні.У всій його манері спілкування з людьми відразу з першого слова впадали в очі його щирість і безпосередність. що-небудь розповідали, він негайно реагував, хоч би що це було. З ним можна було обговорювати будь-яку проблему - він відразу починав охоче говорити про неї".

Незважаючи на те, що у самого Резерфорда 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.

Резерфорд мав здатність виявляти найважливіші проблеми своєї науки, роблячи предметом дослідження ще невідомі зв'язки у природі. Поряд із властивим йому як теоретику даром передбачення Резерфорд мав практичну жилку. Саме завдяки їй він був завжди точний у поясненні явищ, що спостерігаються, якими б незвичайними вони на перший погляд не здавалися.

Учні та колеги згадували про вченого як про милу, добру людину. Вони захоплювалися його надзвичайним творчим способом мислення, згадували, як він із задоволенням говорив перед початком кожного нового дослідження: "Сподіваюся, що це важлива тема, оскільки існує ще багато речей, яких ми не знаємо".

Занепокоєний політикою, яку проводив нацистський уряд Адольф Гітлер, Резерфорд у 1933 році став президентом Академічної ради допомоги, який був створений для сприяння тим, хто втік з Німеччини.

Майже до кінця життя він відрізнявся міцним здоров'ям і помер у Кембриджі 19 жовтня 1937 після нетривалої хвороби. У визнання видатних заслуг у розвитку науки вченого було поховано у Вестмінстерському абатстві.

Автор: Самін Д.К.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Біографії великих вчених:

▪ Кюв'є Жорж. Біографія

▪ Бер Карл. Біографія

▪ Бор Нільс. Біографія

Дивіться інші статті розділу Біографії великих вчених.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Нова система швартування суден за допомогою потужних електромагнітів 25.02.2003

У порту Роттердама (Нідерланди) закінчується підготовка до випробувань нової системи швартування суден за допомогою потужних електромагнітів.

М. Вервей та Е. Фіктори з Дельфтського технічного університету розробили електромагніти, поле яких проникає в обшивку судна на ваги незначну глибину. Завдяки цьому виключається негативний вплив потужного магнітного поля на людей та чутливі до нього товари, наприклад, вироби сучасної електроніки. Саме ця обставина стримувала розробку електромагнітних систем швартування.

Причальні магніти являють собою конструкції, складені з великої кількості тонких стрижнеподібних магнітів, розміщених таким чином, що магнітне поле, завдяки близькому розташуванню різноїменних полюсів, концентрується лише в безпосередній близькості від торців. Винахідники впевнені, що їхня розробка дозволить не побоюватися за збереження вантажів та бортового обладнання суден.

За підрахунками винахідників 52 таких магніти зможуть навіть у 12-бальний шторм утримувати біля причальної стінки 400-метровий контейнеровоз. Щоб дозволити судам погойдуватися на хвилях, магніти періодично вимикатимуться на короткий час і потім знову вмикатимуться з такою частотою, яка не дасть судну відійти від стінки на занадто велику відстань.

Інші цікаві новини:

▪ Врятувати на боці корисніше

▪ Наночастинки та лід перетворюють целюлозу на провідник

▪ Портативний CD плеєр з FM передавачем

▪ AD8370 - підсилювач з цифровим керуванням коефіцієнтом посилення

▪ Єдиний зарядний пристрій для мобільних телефонів ЄС

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Побутова електроніка. Добірка статей

▪ стаття Ерстед Ганс. Біографія вченого

▪ стаття Чому в назві товарів IKEA немає цифр? Детальна відповідь

▪ стаття Токарний верстат із ручним приводом. Домашня майстерня

▪ стаття Управління RGB світлодіодом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Регулятор потужності на симісторі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт