Ърнест Ръдърфорд

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Ърнест Ръдърфорд
новозеландско-британски физик
Ernest Rutherford.jpg
Роден 30 август 1871
Спринг Гроув, Нова Зеландия
Починал 19 октомври 1937
Кеймбридж, Великобритания
Местожителство Нова Зеландия, Канада, Великобритания
Гражданство Великобритания
Професия физик, химик
Алма матер Кантенбърски университет, Кеймбриджки университет
Научен ръководител Джоузеф Джон Томсън
Известен с основоположник на ядрената физика, модел на Ръдърфорд, откритието на протона
Награди
Nobel prize medal.svg
Нобелов лауреат по химия (1908)
Ърнест Ръдърфорд в Общомедия

Ърнест Ръдърфорд (на английски: Ernest Rutherford) е новозеландско-британски физик, основоположник на ядрената физика.[1]

В началото на научната си дейност той предлага идеята за периода на радиоактивния полуразпад, доказва, че радиоактивността е свързана с преобразуването на един химичен елемент в друг, и прави разграничение между алфа- и бета-радиация. През 1908 година получава Нобелова награда за химия за своите „проучвания на разпадането на елементите и химията на радиоактивните вещества“.[2]

Ръдърфорд извършва най-важните си изследвания след получаването на Нобеловата награда. През 1911 година той предлага модел на атома, според който положителният електрически заряд на атомите е концентриран в много малко ядро,[3] опитвайки се да обясни разсейването на алфа-частици при преминаване през златно фолио (виж повече тук). През 1917 година той извършва първата експериментална ядрена реакция и ръководи групата, провела първото контролирано делене на атомно ядро през 1932 година.

Живот и научно творчество[редактиране | edit source]

Ранни години[редактиране | edit source]

Ърнест Ръдърфорд е роден на 30 август 1871 година в Спринг Гроув (сега Брайтуотър), Нова Зеландия. Негови родители са земеделецът Джеймс Ръдърфорд и съпругата му Марта Томпсън, преселници от Хорнчърч, Англия (днес част от Лондон).[4]

Ръдърфорд учи в училището Хейвлок, а след това в колежа в близкия до Спринг Гроув град Нелсън. Справя се добре и получава стипендия, с която продължава образованието си в Кентърбърийския колеж на Новозеландския университет в Крайстчърч. Там той получава бакалавърска степен, след което в продължение на две години прави изследвания в областта на електротехниката. През 1895 година заминава за Англия и продължава работата си в Кавендишката лаборатория на Кеймбриджкия университет под ръководството на Джоузеф Джон Томсън, като за кратко държи световния рекорд за предаване на електромагнитни вълни на най-голямо разстояние.

Изследвания на радиоактивността[редактиране | edit source]

В Кеймбридж Ръдърфорд се заема със серия експерименти, основаващи се на резултатите, постигнати от Анри Бекерел - откривател на естествената радиоактивност. Още през 1897 г. забелязва, че при разпадането на урана и тория съществуват 3 вида излъчване в зависимост от отклонението му в магнитно поле:

  • Положително зареденото лъчение той нарича "алфа-лъчи". По-късните опити показват, че така наречените алфа-лъчи са всъщност хелиеви ядра, състоящи се от два протона и два неутрона.
  • Отрицателно заредените, наречени бета-лъчи, както се установява по-късно се състоят от електрони.
  • Неутралните нарича гама-лъчи. Впоследствие се оказва, че това е поток от високоенергетични фотони, излъчени от ядрото на атомите.

През 1902 - 1903 г. заедно с Фредерик Соди (Frederick Soddy) разработва теорията на радиоактивния разпад и открива закона за радиоактивните превръщания. За изследванията си в областта на трансмутацията (превръщанията) на елементите и на химията на радиоактивните вещества той получава Нобелова награда за химия през 1908 г.

През периода 1898 - 1907 е професор в университета "Макхил" в Квебек, Канада, а през 1907 - 1919 - професор в Манчестърския университет и директор на физическата лаборатория.

Планетарният модел на атома[редактиране | edit source]

През 1909 г. под негово ръководство Ханс Гайгер и Ърнест Марсдън провеждат експеримент, в който обстрелват златно фолио с различна дебелина с алфа-частици, при което се детектира разсейването на алфа-частиците (разсейване на Ръдърфорд) според ъгъла спрямо първоначалната им траектория. Резултатите показват, че някои от алфа-частиците рикошират в обратна посока (обратно разсейване). Осмислянето на този резултатите му отнема почти две години. Така през 1911 г. Ръдърфорд стига до представата за планетарния модел на атома, според който атомите се състоят от положително заредено ядро с относително (спрямо атома) малки размери и по-разредена и отрицателно заредена атомна обвивка. Това е най-известният му експеримент, който опровергава атомния модел, предложен от Джоузеф Джон Томсън и утвърждава модела на Ръдърфорд. Планетарният модел на атома на свой ред е в основата на квантовата теория на атома на Бор.

Ядрени изследвания[редактиране | edit source]

През 1919 г. открива, че атомни ядра (в този случай азот), бомбардирани с алфа-частици, се превръщат в ядра на друг химичен елемент (в случая кислород):

14N + α → 17O + p,

което е първото в света изкуствено превръщане на един химичен елемент в друг, т. е. осъществява първата в света изкуствена ядрена реакция. При тези експерименти е открит протонът. През 1921 г., работейки с Нилс Бор, той предсказва теоретично съществуването на неутрона.

Последни години[редактиране | edit source]

Заедно с М. Олифънт доказва експериментално (1933) закона за връзката между масата и енергията при ядрените реакции, а през 1934 г. осъществява синтез на деутрони с образуване на тритий.

Умира на 19 октомври 1937 г. в Кеймбридж.

Известност[редактиране | edit source]

В чест на Ръдърфорд е наречен химичният елемент Ръдърфордий (с пореден номер 104).

Ръдърфорд създава голяма физическа школа. Негови ученици са Нилс Бор, П. Блекит, С. Пауъл, Ч. Елис, Ханс Гайгер, Ото Хан, Дж. Коукрофт, Ъ. Уолтън, Хенри Моузли, М. Олифънт, Джеймс Чадуик и много други.

Член е на Лондонското кралско дружество от 1903 г. и е негов президент през периода 1925 - 1930 г. Член е на почти всички научни академии по света.

Библиография[редактиране | edit source]

Бележки[редактиране | edit source]

  1. Ernest Rutherford. // Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica, 2010. Посетен на 25 юни 2010.
  2. The Nobel Prize in Chemistry 1908. Ernest Rutherford. // Nobel Web, 2010. Посетен на 25 юни 2010.
  3. Longair, M. S. Theoretical concepts in physics: an alternative view of theoretical reasoning in physics. Cambridge University Press, 2003. ISBN 9780521528788. с. 377–378.
  4. McLintock, A. H. Rutherford, Sir Ernest (Baron Rutherford of Nelson, O.M., F.R.S.). Te Ara — The Encyclopedia of New Zealand, 18 September 2007, [1966]. ISBN 978-0-478-18451-8.

Външни препратки[редактиране | edit source]