Результаты Резерфорда «бесили теоретиков»

Эрнест Резерфорд родился в сельской местности Спринг-Гроув, на Южном острове Новой Зеландии, 30 августа 1871 года. Он был четвертым из 12 детей и вторым сыном. Джеймс, отец Резерфорда, было мало образования и изо всех сил старался содержать большую семью на доход мельника. Мать Эрнеста, Марта, работала школьной учительницей. Она верила, что знание — это сила, и уделяла большое внимание образованию своих детей.

Эрнест Резерфорд в Университете Макгилла в 1905 году https://upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/d/d1/Ernest_Rutherford_1905.jpg
Эрнест Резерфорд в Университете Макгилла в 1905 году https://upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/d/d1/Ernest_Rutherford_1905.jpg

Поскольку с деньгами было туго, Резерфорд нашел изобретательные способы преодоления финансовых трудностей своей семьи, в том числе гнездование птиц, чтобы заработать средства на принадлежности для воздушных змеев. «У нас нет денег, поэтому мы должны думать», — был девиз Резерфорда в то время.

В возрасте 10 лет Резерфорду вручили его первую научную книгу в школе Фоксхилл. Это был поворотный момент для Резерфорда, учитывая, что книга вдохновила его на самый первый научный эксперимент. Юный Резерфорд сконструировал миниатюрную пушку, которая, к удивлению его семьи, быстро и неожиданно взорвалась. Несмотря на результат, интерес Резерфорда к ученым оставался неизменным. В 1887 году он получил стипендию для обучения в частной средней школе при колледже Нельсона.

В 1890 году Резерфорд получил еще одну стипендию — на этот раз в Кентерберийском колледже в Крайстчерче, Новая Зеландия. В Кентерберийском колледже профессора Резерфорда подпитывали его энтузиазм в поисках конкретных доказательств с помощью научных экспериментов. Резерфорд получил там степени бакалавра искусств и магистра искусств и сумел добиться отличия первого класса по математике и естественным наукам. В 1894 году, еще в Кентербери, Резерфорд провел независимое исследование способности высокочастотного электрического разряда намагничивать железо. Его исследования принесли ему степень бакалавра наук всего за один год.

Семья Резерфордов. Эрнест второй слева в возрасте 14 лет. 1885 год https://image. mel. fm/i/3/3VwvRdW4fW/590.jpg
Семья Резерфордов. Эрнест второй слева в возрасте 14 лет. 1885 год https://image. mel. fm/i/3/3VwvRdW4fW/590.jpg

В 1895 году, будучи первым студентом-исследователем в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета в Лондоне, Резерфорд определил более простой и коммерчески жизнеспособный способ обнаружения радиоволн, чем ранее созданный немецким физиком Генрихом Герцем.

Также во время работы в Кавендишской лаборатории Резерфорд был приглашен профессором Дж. Дж. Томсономдля сотрудничества в исследовании рентгеновских лучей. Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи всего за несколько месяцев до того, как Резерфорд прибыл в Кавендиш, и рентгеновские лучи были горячей темой среди ученых-исследователей. Вместе Резерфорд и Томсон изучали влияние рентгеновских лучей на проводимость газов, в результате чего появилась статья о разделении атомов и молекул на ионы. В то время как Томсон продолжал исследовать то, что позже будет названо электроном, Резерфорд более внимательно изучал излучение, вызывающее ионы.

Некоторые факты биографии

Резерфорд— один из немногих лауреатов Нобелевской премии, кто сделал свою самую известную работу после её получения.

Член (1903) и президент (1925–1930) Лондонского королевского общества, иностранный член Парижской академии наук (1927; корреспондент с 1921), иностранный член-корреспондент (1922) и почётный член (1925) Российской академии наук.

В 1911 году своим знаменитым опытом рассеяния альфа-частиц доказал существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него. На основе результатов опыта создал планетарную модель атома.

Лаборатория Эрнеста Резерфорда в Кавендише. Фото: Wikimedia Commons / Science Museum London / Science and Society Picture Library / CC BY-SA 2.0 https://image. mel. fm/i/b/bCXhweqtqd/590.jpg
Лаборатория Эрнеста Резерфорда в Кавендише. Фото: Wikimedia Commons / Science Museum London / Science and Society Picture Library / CC BY-SA 2.0 https://image. mel. fm/i/b/bCXhweqtqd/590.jpg

В честь Эрнеста Резерфорда названы:

  • химический элемент номер 104 в периодической системе — Резерфордий, впервые синтезированный в 1964 году и получивший данное название в 1997 году (до этого носил название «Курчатовий») ;
  • лаборатория Резерфорда — Эплтона, одна из национальных лабораторий Великобритании, открытая в 1957 году;
  • астероид (1249) Резерфордия;
  • кратер на обратной стороне Луны;
  • Медаль и премия Резерфорда Института физики (Великобритания) ;
  • Мемориальная медаль Резерфорда Королевского общества Канады;
  • Медаль Резерфорда Королевского общества Новой Зеландии.

Новая алхимия?

В 1903 Пьер Кюри обнаружил, что соли урана непрерывно и без видимого уменьшения со временем выделяют тепловую энергию. Мария Кюри выдвинула в самом конце 19 в. две гипотезы. Одна из них (ее разделял лорд Кельвин) заключалась в том, что радиоактивные вещества улавливают какое-то космическое излучение, запасая нужную энергию. В соответствии со второй гипотезой излучение сопровождается какими-то изменениями в самих атомах, которые при этом теряют энергию через излучение. Обе гипотезы казались равно невероятными, но постепенно накапливалось все больше данных в пользу второй.

Пьер и Мария Кюри в лаборатории. Начало XX века. Фото: Wikimedia Commons https://image. mel. fm/i/Y/YgUK3y980b/590.jpg
Пьер и Мария Кюри в лаборатории. Начало XX века. Фото: Wikimedia Commons https://image. mel. fm/i/Y/YgUK3y980b/590.jpg

Когда Резерфордначал исследовать природу альфа-частиц, которые испускают радиоактивные минералы, стало ясно, что гелий является продуктом радиоактивного распада. Значит, одни химически элементы способны «порождать» другие — это противоречило всему опыту, накопленному несколькими поколениями химиков. В 1899 в лаборатории Резерфорда наблюдали еще одно странное явление: препараты элемента тория в закрытой ампуле сохраняли постоянную активность, а на открытом воздухе их активность зависела от… сквозняков. Резерфорд быстро понял, что торий испускает радиоактивный газ (его назвали эманацией тория — от лат. emanatio — истечение, или тороном).

В 1900 Резерфорд рассказал о таинственном тороне английскому радиохимику Фредерику Содди. Более того, Резерфорд и Содди выделили из продуктов превращения тория новый нелетучий элемент, отличный по свойствам от тория. Результаты совместной работы Резерфорд и Содди опубликовали в 1902–1903 в ряде статей в «Philosophical Magazine» — «Философском журнале». В этих статьях, проанализировав полученные результаты, авторы пришли к выводу о возможности превращения одних химических элементов в другие.

Ганс Гейгер и Эрнест Резерфорд. Фото: Wikimedia Commons https://image. mel. fm/i/N/NGZOlMoquP/590.jpg
Ганс Гейгер и Эрнест Резерфорд. Фото: Wikimedia Commons https://image. mel. fm/i/N/NGZOlMoquP/590.jpg

В те времена эти выводы были очень смелыми; другие выдающиеся ученые, в числе которых были и супруги Кюри, хотя и наблюдали аналогичные явления, объясняли их присутствием «новых» элементов в исходном веществе с самого начала. Казалось, что рушится незыблемое: неизменность и неделимость атомов, ведь еще со времен Бойля и Лавуазьехимики пришли к выводу о неразложимости химических элементов (как тогда говорили, «простых тел», кирпичиков мироздания) , о невозможности их превращения друг в друга.

О том, что творилось в умах ученых того времени, ярко свидетельствуют высказывания Д. И. Менделеева, которому, вероятно, казалось, что возможность «трансмутации» элементов, подобно алхимии, разрушит созданную им и признанную во всем мире стройную систему химических элементов. Время показало ошибочность взглядов Менделеева относительно невозможности превращения одних химических элементов в другие; одновременно оно подтвердило незыблемость его главного открытия — периодического закона. Последующие работы физиков и химиков показали, в каких случаях одни элементы могут превращаться в другие и какие законы природы управляют этими превращениями.

Интересно? Еще можно почитать

1) «Я знаю, — ответил Резерфорд, — что он работает над безнадёжной проблемой, но зато «эта» проблема его собственная, и если работа у него и не выйдет, то она научит его самостоятельно мыслить и приведёт к другой проблеме, которая уже будет иметь экспериментальное решение". Так оно потом и оказалось. Он многим готов был пожертвовать, чтобы только воспитать в человеке независимость и оригинальность мышления, и, если они проявлялись, он окружал его заботой и поощрял его работу»

2) Видео: профессиональные решения: творческая СЕТЬ экспертов

4) уникальный контент: НОВЫЕ ТЕМЫ & создание НОВЫХ жанров

Регистрация Новичков на бесплатный онлайн-курс VIKENT.RU + Правила, почему Вас могут удалить: https://vikent. ru/w0/

Источники

Начать дискуссию