Физик резерфорд: РЕЗЕРФОРД Эрнест — биография, новости, фото, дата рождения, пресс-досье. Персоналии ГлобалМСК.ру.

РЕЗЕРФОРД Эрнест — биография, новости, фото, дата рождения, пресс-досье. Персоналии ГлобалМСК.ру.

Биография

Резерфорд Эрнест (годы жизни: 30.08.1871 — 19.10.1937) — английский физик, создатель планетарной модели атома, основоположник ядерной физики. Он был членом Лондонского Королевского общества, а с 1925 по 1930 год — и его президентом. Этот человек — обладатель Нобелевской премии по химии, которую он получил в 1908 году.

Будущий ученый родился в семье Джеймса Резерфорда, колесного мастера, и Марты Томпсон, учительницы. Кроме него, в семье было 5 дочерей и 6 сыновей.

Обучение и первые награды

До того как в 1889 году семья переселилась из Южного острова Новой Зеландии в Северный, Резерфорд Эрнест обучался в г. Крайстчерче, в Кентерберийском колледже. Уже в это время обнаружились блестящие способности будущего ученого. После окончания 4 курса Эрнест был удостоен награды за лучшую работу в области математики, а также занял 1-е место на магистерских экзаменах по физике и по математике.

Изобретение магнитного детектора

Став магистром искусств, Резерфорд не покинул колледжа. Он погрузился в самостоятельную научную работу по магнетизации железа. Им был разработан и изготовлен специальный прибор — магнитный детектор, который стал одним из первых в мире приемников электромагнитных волн, а также «входным билетом» Резерфорда в большую науку.

В его жизни вскоре произошла важная перемена.

Резерфорд отправляется в Англию

Самым одаренным молодым подданным английской короны из Новой Зеландии предоставлялась раз в два года стипендия им. Всемирной выставки 1851 года, которая давала возможность отправиться в Англию для изучения наук. В 1895 году решено было, что два новозеландца достойны такой чести — физик Резерфорд и химик Маклорен. Однако место было только одно, и надежды Эрнеста рухнули. К счастью, Маклорен вынужден был по семейным обстоятельствам отказаться от этой поездки, и Резерфорд Эрнест осенью 1895 года прибыл в Англию. Здесь он начал работу в Кембриджском университете (в Кавендишевской лаборатории) и стал первым докторантом Дж. Томсона, ее директора (на фото ниже).

Изучение лучей Беккереля

Томсон к тому времени уже был известным ученым, одним из членов уважаемого всеми Лондонского королевского общества. Способности Резерфорда он оценил быстро и привлек его к работе по изучению ионизации газов под влиянием рентгеновских лучей, которую он проводил. Однако уже в 1898 году, летом, Эрнест делает свои первые шаги в другой области исследования. Его заинтересовали «лучи Беккереля».

Излучение урановой соли, открытое Беккерелем, физиком из Франции, позже стало известно как радиоактивное. Французский ученый, а также супруги Кюри, активно занимались его исследованием.

В 1898 году в работу включился и Резерфорд Эрнест. Этот ученый обнаружил, что в данные лучи входят потоки ядер гелия, положительно заряженных (альфа-частиц), а также потоки электронов (бета-частиц).

Дальнейшее изучение лучей урана

В Парижскую академию наук 18 июля 1898 года была представлена работа супругов Кюри, которая вызвала большой интерес Резерфорда. В ней авторы указывали, что помимо урана есть и другие радиоактивные (данный термин был употреблен впервые именно тогда) элементы. Резерфорд позднее ввел понятие о периоде полураспада — одном из главных отличительных признаков этих элементов.

Эрнесту в декабре 1897 году продлили выставочную стипендию. Ученый получил возможность дальнейшего исследования лучей урана. Однако в апреле 1898 года в Монреале освободилось место профессора местного Мак-Гиллского университета, и Эрнест решил отправиться в Канаду.

Прошла пора ученичества. Всем было ясно, что Резерфорд уже готов работать самостоятельно.

Переезд в Канаду и новая работа

Осенью 1898 года состоялся переезд в Канаду. На первых порах преподавание Резерфорда шло не очень-то успешно: студентам пришлись не по вкусу лекции, которые молодой профессор, еще не научившийся вполне чувствовать аудиторию, перенасыщал деталями. В научной работе также возникли некоторые затруднения из-за того, что прибытие заказанных Резерфордом радиоактивных препаратов задерживалось. Однако все шероховатости вскоре сгладились, и для Эрнеста началась полоса удач и успехов. Впрочем, вряд ли уместно говорить об удачах: все достигалось нелегким трудом, в который вовлекались его новые друзья и единомышленники.

Открытие закона радиоактивных превращений

Вокруг Резерфорда уже тогда сформировалась атмосфера творческого энтузиазма и увлеченности. Труд был радостным и напряженным, он приводил к большим успехам. Резерфорд в 1899 году открыл эманацию тория. Совместно с Содди в 1902-1903 годах он пришел уже к общему закону, применимому ко всем радиоактивным превращениям. Следует сказать несколько подробнее об этом важном научном событии.

Ученые всего мира твердо усвоили в то время, что невозможно превратить одни химические элементы в другие, поэтому следует навеки похоронить мечты алхимиков добывать из свинца золото. И вот появилась работа, в которой утверждалось, что при радиоактивных распадах превращения элементов не только происходят, но их невозможно ни замедлить, ни прекратить. Более того, были сформулированы законы этих превращений.

Сегодня мы понимаем, что именно зарядом ядра определяются химические свойства элемента и его положение в периодической системе Менделеева. Когда на две единицы уменьшается заряд ядра, что происходит при альфа-распаде, он «перемещается» вверх на 2 клеточки в таблице Менделеева. На одну клетку вниз он смещается при электронном бета-распаде, а на клетку вверх — при позитронном. Несмотря на очевидность этого закона и его кажущуюся простоту, это открытие было одним из самых важных событий в науке начала 20 века.

Женитьба на Мэри Джорджине Ньютон, рождение дочери

В это же время произошло важное событие в личной жизни Эрнеста. Через 5 лет после помолвки с Мэри Джорджиной Ньютон женился на ней ученый Эрнест Резерфорд, биография которого к этому времени уже была отмечена значительными достижениями. Эта девушка была дочерью хозяйки пансиона в Крайстчерче, где он когда-то жил.

В 1901 году, 30 марта, появилась на свет единственная дочь в семействе Резерфордов. Это событие практически совпало по времени с рождением в физической науке новой главы — физики ядра. А через 2 года Резерфорд стал членом Лондонского королевского общества.

Книги Резерфорда, опыты по просвечиванию фольги альфа-частицами

Эрнест создал 2 книги, в которых обобщил итоги своих научных поисков и достижений. Первая вышла под названием «Радиоактивность» в 1904 году. «Радиоактивные превращения» появилась через год. Автор этих книг начинал в это время новые исследования. Он понял, что именно из атомов исходит радиоактивное излучение, однако абсолютно неясным оставалось место его возникновения. Следовало изучить устройство ядра. И тогда Эрнест обратился к методике просвечивания альфа-частицами, с которой он начинал свою работу у Томсона. В опытах изучалось, как поток этих частиц проходит через тонкие листочки фольги.

Первая модель атома, предложенная Томсоном

Была предложена первая модель атома, когда стало известно о том, что у электронов отрицательный заряд. Однако они входят в атомы, являющиеся в целом электронейтральными. Значит в его составе должно быть что-то, что носит положительный заряд. Для решения этой проблемы Томсон предложил следующую модель: атом — это что-то вроде капли, положительно заряженной, радиус которой составляет стомиллионную долю сантиметра. Внутри нее имеются крохотные электроны с отрицательным зарядом. Они стремятся под действием кулоновских сил занять положение в самом центре атома, однако если их что-либо выведет из равновесия, они совершают колебания, сопровождающиеся излучением. Эта модель объясняла существование спектров излучения — факт, о котором было известно в то время.

Из опытов уже стало ясно, что в твердых телах расстояния между атомами примерно такие же, как и их размеры. Казалось очевидным поэтому, что альфа-частицы не могут пролететь сквозь фольгу, так же как камень не пролетит через лес, в котором деревья растут практически вплотную друг к другу. Однако первые же совершенные Резерфордом опыты убеждали в том, что это не так. Большинство альфа-частиц, почти не отклоняясь, пронизывало фольгу, и только у некоторых наблюдалось отклонение, порой существенное. Этим очень заинтересовался Эрнест Резерфорд. Интересные факты требовали дальнейшего изучения.

Планетарная модель Резерфорда

И тогда вновь проявилась интуиция Резерфорда и умение этого ученого понимать язык природы. Эрнест решительно отказался от предложенной Томсоном модели атома. Опыты Резерфорда привели к тому, что он выдвинул свою, получившую название планетарной. Согласно ей, в центре атома находится ядро, в котором сосредоточена вся масса данного атома, несмотря на его довольно малые размеры. А вокруг ядра, подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца, движутся электроны. Массы их существенно меньше, чем у альфа-частиц, и именно поэтому последние практически не отклоняются, когда пронизывают электронные облака. И лишь когда близко от ядра, положительно заряженного, пролетает альфа-частица, кулоновская сила отталкивания способна резко искривить траекторию ее движения. Такова теория Резерфорда.

Безусловно, это было великое открытие. Законы электродинамики и планетарная модель Опыта Резерфорда было достаточно для того, чтобы убедить многих ученых в существовании планетарной модели. Однако выяснилось, что она не так однозначна. Формула Резерфорда, которую он вывел с опорой на эту модель, согласовалась с данными, полученными в ходе эксперимента. Однако она опровергала законы электродинамики!

Законы эти, которые были установлены в основном трудами Максвелла и Фарадея, утверждают, что заряд, ускоренно движущийся, излучает электромагнитные волны и теряет из-за этого энергию. В атоме Резерфорда электрон движется в кулоновском поле ядра ускоренно и, согласно теории Максвелла, он должен потерять всю энергию за десятимиллионную долю секунды, после чего упасть на ядро. Однако этого не происходило. Следовательно, формула Резерфорда опровергала теорию Максвелла. Эрнест знал об этом, когда в 1907 году настало время возвращаться в Англию.

Переезд в Манчестер и получение Нобелевской премии

Работы Эрнеста в Мак-Гильском университете способствовали тому, что он стал очень известным. Резерфорда стали наперебой приглашать в научные центры разных стран.

Ученый весной 1907 года решил оставить Канаду и прибыл в Манчестер, в университет Виктории, где продолжил свои исследования.

Совместно с Х.Гейгером он создал в 1908 году счетчик альфа-частиц — новый прибор, сыгравший важную роль в выяснении того, что альфа-частицы — это атомы гелия, дважды ионизированные.

Резерфорд Эрнест, открытия которого имели огромное значение, в 1908 году получил Нобелевскую премию (по химии, а не по физике!).

Сотрудничество с Нильсом Бором

Тем временем планетарная модель занимала его мысли все сильнее. И вот в марте 1912 года Резерфорд стал сотрудничать и дружить с Нильсом Бором. Величайшая заслуга Бора состояла в том, что он внес принципиально новые черты в планетарную модель — идею квантов. Он выдвинул «постулаты», казавшиеся на первый взгляд внутренне противоречивыми. По его мнению, в атоме есть орбиты. Электрон, двигаясь по ним, не излучает, вопреки законам электродинамики, хотя и имеет ускорение. Этот ученый указал правило, с помощью которого можно найти эти орбиты. Он выяснил, что кванты излучения появляются лишь при переходе электрона с орбиты на орбиту. Модель атома Резерфорда-Бора решила многие проблемы, а также стала прорывом в мир новых идей. Ее открытие привело к коренному пересмотру представлений о материи, о ее движении.

Дальнейшая обширная деятельность

В 1919 году Резерфорд стал профессором Кембриджского университета, а также директором Кавендишевской лаборатории. Десятки ученых справедливо считали его своим учителем, включая впоследствии удостоенных Нобелевских премий. Это Дж. Чедвик, Г. Мозли, М. Олифант, Дж. Кокрофт, О. Ган, В. Гейтлер, Ю.Б. Харитон, П.Л. Капица, Г. Гамов и др.

Поток почестей и наград становился все обильнее.

В 1914 году Резерфорд получает дворянство.

Президентом Британской ассоциации он становится в 1923 году, а с 1925 по 1930 являлся президентом Королевского общества.

Титул барона Эрнест получает в 1931 году и становится лордом. Однако, несмотря на все более высокие нагрузки, и не только научные, он продолжает атаки на тайны ядра и атома.

Предлагаем вам один интересный факт, связанный с научной деятельностью Резерфорда. Известно, что Эрнест Резерфорд пользовался следующим критерием, когда выбирал себе сотрудников: он давал человеку, пришедшему к нему впервые, задание, и если новый сотрудник после этого интересовался, что ему делать дальше, его сразу же увольняли.

Ученый уже приступил к экспериментам, которые окончились открытием им искусственного расщепления ядер атомов и искусственного превращения химических элементов.

В 1920 году Резерфорд предсказал существование дейтрона и нейтрона, а в 1933 стал инициатором и участником эксперимента по проверке существующей в ядерных процессах взаимосвязи энергии и массы.

В 1932 году, в апреле, он поддержал идею применения ускорителей протонов при исследовании ядерных реакций.

Смерть Резерфорда

Огромное влияние на науку и технику, на жизнь миллионов людей оказали труды Эрнеста Резерфорда и работы его учеников, принадлежащих к нескольким поколениям. Великий ученый, конечно, не мог не задуматься о том, будет ли это влияние положительным. Однако он был оптимистом, свято верил в науку и в людей.

Эрнест Резерфорд скончался в 1937 году, 19 октября. Его похоронили в Вестминстерском аббатстве.

Источник: https://fb.ru/article/204714/rezerford-ernest-biografiya-opyityi-otkryitiya

РЕЗЕРФОРД Эрнест — биография, новости, фото, дата рождения, пресс-досье. Персоналии ГлобалМСК.ру.

Биография

Резерфорд Эрнест (годы жизни: 30.08.1871 — 19.10.1937) — английский физик, создатель планетарной модели атома, основоположник ядерной физики. Он был членом Лондонского Королевского общества, а с 1925 по 1930 год — и его президентом. Этот человек — обладатель Нобелевской премии по химии, которую он получил в 1908 году.

Будущий ученый родился в семье Джеймса Резерфорда, колесного мастера, и Марты Томпсон, учительницы. Кроме него, в семье было 5 дочерей и 6 сыновей.

Обучение и первые награды

До того как в 1889 году семья переселилась из Южного острова Новой Зеландии в Северный, Резерфорд Эрнест обучался в г. Крайстчерче, в Кентерберийском колледже. Уже в это время обнаружились блестящие способности будущего ученого. После окончания 4 курса Эрнест был удостоен награды за лучшую работу в области математики, а также занял 1-е место на магистерских экзаменах по физике и по математике.

Изобретение магнитного детектора

Став магистром искусств, Резерфорд не покинул колледжа. Он погрузился в самостоятельную научную работу по магнетизации железа. Им был разработан и изготовлен специальный прибор — магнитный детектор, который стал одним из первых в мире приемников электромагнитных волн, а также «входным билетом» Резерфорда в большую науку.

В его жизни вскоре произошла важная перемена.

Резерфорд отправляется в Англию

Самым одаренным молодым подданным английской короны из Новой Зеландии предоставлялась раз в два года стипендия им. Всемирной выставки 1851 года, которая давала возможность отправиться в Англию для изучения наук. В 1895 году решено было, что два новозеландца достойны такой чести — физик Резерфорд и химик Маклорен. Однако место было только одно, и надежды Эрнеста рухнули. К счастью, Маклорен вынужден был по семейным обстоятельствам отказаться от этой поездки, и Резерфорд Эрнест осенью 1895 года прибыл в Англию. Здесь он начал работу в Кембриджском университете (в Кавендишевской лаборатории) и стал первым докторантом Дж. Томсона, ее директора (на фото ниже).

Изучение лучей Беккереля

Томсон к тому времени уже был известным ученым, одним из членов уважаемого всеми Лондонского королевского общества. Способности Резерфорда он оценил быстро и привлек его к работе по изучению ионизации газов под влиянием рентгеновских лучей, которую он проводил. Однако уже в 1898 году, летом, Эрнест делает свои первые шаги в другой области исследования. Его заинтересовали «лучи Беккереля».

Излучение урановой соли, открытое Беккерелем, физиком из Франции, позже стало известно как радиоактивное. Французский ученый, а также супруги Кюри, активно занимались его исследованием.

В 1898 году в работу включился и Резерфорд Эрнест. Этот ученый обнаружил, что в данные лучи входят потоки ядер гелия, положительно заряженных (альфа-частиц), а также потоки электронов (бета-частиц).

Дальнейшее изучение лучей урана

В Парижскую академию наук 18 июля 1898 года была представлена работа супругов Кюри, которая вызвала большой интерес Резерфорда. В ней авторы указывали, что помимо урана есть и другие радиоактивные (данный термин был употреблен впервые именно тогда) элементы. Резерфорд позднее ввел понятие о периоде полураспада — одном из главных отличительных признаков этих элементов.

Эрнесту в декабре 1897 году продлили выставочную стипендию. Ученый получил возможность дальнейшего исследования лучей урана. Однако в апреле 1898 года в Монреале освободилось место профессора местного Мак-Гиллского университета, и Эрнест решил отправиться в Канаду.

Прошла пора ученичества. Всем было ясно, что Резерфорд уже готов работать самостоятельно.

Переезд в Канаду и новая работа

Осенью 1898 года состоялся переезд в Канаду. На первых порах преподавание Резерфорда шло не очень-то успешно: студентам пришлись не по вкусу лекции, которые молодой профессор, еще не научившийся вполне чувствовать аудиторию, перенасыщал деталями. В научной работе также возникли некоторые затруднения из-за того, что прибытие заказанных Резерфордом радиоактивных препаратов задерживалось. Однако все шероховатости вскоре сгладились, и для Эрнеста началась полоса удач и успехов. Впрочем, вряд ли уместно говорить об удачах: все достигалось нелегким трудом, в который вовлекались его новые друзья и единомышленники.

Открытие закона радиоактивных превращений

Вокруг Резерфорда уже тогда сформировалась атмосфера творческого энтузиазма и увлеченности. Труд был радостным и напряженным, он приводил к большим успехам. Резерфорд в 1899 году открыл эманацию тория. Совместно с Содди в 1902-1903 годах он пришел уже к общему закону, применимому ко всем радиоактивным превращениям. Следует сказать несколько подробнее об этом важном научном событии.

Ученые всего мира твердо усвоили в то время, что невозможно превратить одни химические элементы в другие, поэтому следует навеки похоронить мечты алхимиков добывать из свинца золото. И вот появилась работа, в которой утверждалось, что при радиоактивных распадах превращения элементов не только происходят, но их невозможно ни замедлить, ни прекратить. Более того, были сформулированы законы этих превращений.

Сегодня мы понимаем, что именно зарядом ядра определяются химические свойства элемента и его положение в периодической системе Менделеева. Когда на две единицы уменьшается заряд ядра, что происходит при альфа-распаде, он «перемещается» вверх на 2 клеточки в таблице Менделеева. На одну клетку вниз он смещается при электронном бета-распаде, а на клетку вверх — при позитронном. Несмотря на очевидность этого закона и его кажущуюся простоту, это открытие было одним из самых важных событий в науке начала 20 века.

Женитьба на Мэри Джорджине Ньютон, рождение дочери

В это же время произошло важное событие в личной жизни Эрнеста. Через 5 лет после помолвки с Мэри Джорджиной Ньютон женился на ней ученый Эрнест Резерфорд, биография которого к этому времени уже была отмечена значительными достижениями. Эта девушка была дочерью хозяйки пансиона в Крайстчерче, где он когда-то жил.

В 1901 году, 30 марта, появилась на свет единственная дочь в семействе Резерфордов. Это событие практически совпало по времени с рождением в физической науке новой главы — физики ядра. А через 2 года Резерфорд стал членом Лондонского королевского общества.

Книги Резерфорда, опыты по просвечиванию фольги альфа-частицами

Эрнест создал 2 книги, в которых обобщил итоги своих научных поисков и достижений. Первая вышла под названием «Радиоактивность» в 1904 году. «Радиоактивные превращения» появилась через год. Автор этих книг начинал в это время новые исследования. Он понял, что именно из атомов исходит радиоактивное излучение, однако абсолютно неясным оставалось место его возникновения. Следовало изучить устройство ядра. И тогда Эрнест обратился к методике просвечивания альфа-частицами, с которой он начинал свою работу у Томсона. В опытах изучалось, как поток этих частиц проходит через тонкие листочки фольги.

Первая модель атома, предложенная Томсоном

Была предложена первая модель атома, когда стало известно о том, что у электронов отрицательный заряд. Однако они входят в атомы, являющиеся в целом электронейтральными. Значит в его составе должно быть что-то, что носит положительный заряд. Для решения этой проблемы Томсон предложил следующую модель: атом — это что-то вроде капли, положительно заряженной, радиус которой составляет стомиллионную долю сантиметра. Внутри нее имеются крохотные электроны с отрицательным зарядом. Они стремятся под действием кулоновских сил занять положение в самом центре атома, однако если их что-либо выведет из равновесия, они совершают колебания, сопровождающиеся излучением. Эта модель объясняла существование спектров излучения — факт, о котором было известно в то время.

Из опытов уже стало ясно, что в твердых телах расстояния между атомами примерно такие же, как и их размеры. Казалось очевидным поэтому, что альфа-частицы не могут пролететь сквозь фольгу, так же как камень не пролетит через лес, в котором деревья растут практически вплотную друг к другу. Однако первые же совершенные Резерфордом опыты убеждали в том, что это не так. Большинство альфа-частиц, почти не отклоняясь, пронизывало фольгу, и только у некоторых наблюдалось отклонение, порой существенное. Этим очень заинтересовался Эрнест Резерфорд. Интересные факты требовали дальнейшего изучения.

Планетарная модель Резерфорда

И тогда вновь проявилась интуиция Резерфорда и умение этого ученого понимать язык природы. Эрнест решительно отказался от предложенной Томсоном модели атома. Опыты Резерфорда привели к тому, что он выдвинул свою, получившую название планетарной. Согласно ей, в центре атома находится ядро, в котором сосредоточена вся масса данного атома, несмотря на его довольно малые размеры. А вокруг ядра, подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца, движутся электроны. Массы их существенно меньше, чем у альфа-частиц, и именно поэтому последние практически не отклоняются, когда пронизывают электронные облака. И лишь когда близко от ядра, положительно заряженного, пролетает альфа-частица, кулоновская сила отталкивания способна резко искривить траекторию ее движения. Такова теория Резерфорда.

Безусловно, это было великое открытие. Законы электродинамики и планетарная модель Опыта Резерфорда было достаточно для того, чтобы убедить многих ученых в существовании планетарной модели. Однако выяснилось, что она не так однозначна. Формула Резерфорда, которую он вывел с опорой на эту модель, согласовалась с данными, полученными в ходе эксперимента. Однако она опровергала законы электродинамики!

Законы эти, которые были установлены в основном трудами Максвелла и Фарадея, утверждают, что заряд, ускоренно движущийся, излучает электромагнитные волны и теряет из-за этого энергию. В атоме Резерфорда электрон движется в кулоновском поле ядра ускоренно и, согласно теории Максвелла, он должен потерять всю энергию за десятимиллионную долю секунды, после чего упасть на ядро. Однако этого не происходило. Следовательно, формула Резерфорда опровергала теорию Максвелла. Эрнест знал об этом, когда в 1907 году настало время возвращаться в Англию.

Переезд в Манчестер и получение Нобелевской премии

Работы Эрнеста в Мак-Гильском университете способствовали тому, что он стал очень известным. Резерфорда стали наперебой приглашать в научные центры разных стран.

Ученый весной 1907 года решил оставить Канаду и прибыл в Манчестер, в университет Виктории, где продолжил свои исследования.

Совместно с Х.Гейгером он создал в 1908 году счетчик альфа-частиц — новый прибор, сыгравший важную роль в выяснении того, что альфа-частицы — это атомы гелия, дважды ионизированные.

Резерфорд Эрнест, открытия которого имели огромное значение, в 1908 году получил Нобелевскую премию (по химии, а не по физике!).

Сотрудничество с Нильсом Бором

Тем временем планетарная модель занимала его мысли все сильнее. И вот в марте 1912 года Резерфорд стал сотрудничать и дружить с Нильсом Бором. Величайшая заслуга Бора состояла в том, что он внес принципиально новые черты в планетарную модель — идею квантов. Он выдвинул «постулаты», казавшиеся на первый взгляд внутренне противоречивыми. По его мнению, в атоме есть орбиты. Электрон, двигаясь по ним, не излучает, вопреки законам электродинамики, хотя и имеет ускорение. Этот ученый указал правило, с помощью которого можно найти эти орбиты. Он выяснил, что кванты излучения появляются лишь при переходе электрона с орбиты на орбиту. Модель атома Резерфорда-Бора решила многие проблемы, а также стала прорывом в мир новых идей. Ее открытие привело к коренному пересмотру представлений о материи, о ее движении.

Дальнейшая обширная деятельность

В 1919 году Резерфорд стал профессором Кембриджского университета, а также директором Кавендишевской лаборатории. Десятки ученых справедливо считали его своим учителем, включая впоследствии удостоенных Нобелевских премий. Это Дж. Чедвик, Г. Мозли, М. Олифант, Дж. Кокрофт, О. Ган, В. Гейтлер, Ю.Б. Харитон, П.Л. Капица, Г. Гамов и др.

Поток почестей и наград становился все обильнее.

В 1914 году Резерфорд получает дворянство.

Президентом Британской ассоциации он становится в 1923 году, а с 1925 по 1930 являлся президентом Королевского общества.

Титул барона Эрнест получает в 1931 году и становится лордом. Однако, несмотря на все более высокие нагрузки, и не только научные, он продолжает атаки на тайны ядра и атома.

Предлагаем вам один интересный факт, связанный с научной деятельностью Резерфорда. Известно, что Эрнест Резерфорд пользовался следующим критерием, когда выбирал себе сотрудников: он давал человеку, пришедшему к нему впервые, задание, и если новый сотрудник после этого интересовался, что ему делать дальше, его сразу же увольняли.

Ученый уже приступил к экспериментам, которые окончились открытием им искусственного расщепления ядер атомов и искусственного превращения химических элементов.

В 1920 году Резерфорд предсказал существование дейтрона и нейтрона, а в 1933 стал инициатором и участником эксперимента по проверке существующей в ядерных процессах взаимосвязи энергии и массы.

В 1932 году, в апреле, он поддержал идею применения ускорителей протонов при исследовании ядерных реакций.

Смерть Резерфорда

Огромное влияние на науку и технику, на жизнь миллионов людей оказали труды Эрнеста Резерфорда и работы его учеников, принадлежащих к нескольким поколениям. Великий ученый, конечно, не мог не задуматься о том, будет ли это влияние положительным. Однако он был оптимистом, свято верил в науку и в людей.

Эрнест Резерфорд скончался в 1937 году, 19 октября. Его похоронили в Вестминстерском аббатстве.

Источник: https://fb.ru/article/204714/rezerford-ernest-biografiya-opyityi-otkryitiya

Опыт Резерфорда • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Атом состоит из компактного и массивного положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных легких электронов вокруг него.

Эрнест Резерфорд — уникальный ученый в том плане, что свои главные открытия он сделал уже после получения Нобелевской премии. В 1911 году ему удался эксперимент, который не только позволил ученым заглянуть вглубь атома и получить представление о его строении, но и стал образцом изящества и глубины замысла.

Используя естественный источник радиоактивного излучения, Резерфорд построил пушку, дававшую направленный и сфокусированный поток частиц. Пушка представляла собой свинцовый ящик с узкой прорезью, внутрь которого был помещен радиоактивный материал. Благодаря этому частицы (в данном случае альфа-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов), испускаемые радиоактивным веществом во всех направлениях, кроме одного, поглощались свинцовым экраном, и лишь через прорезь вылетал направленный пучок альфа-частиц. Далее на пути пучка стояло еще несколько свинцовых экранов с узкими прорезями, отсекавших частицы, отклоняющиеся от строго заданного направления. В результате к мишени подлетал идеально сфокусированный пучок альфа-частиц, а сама мишень представляла собой тончайший лист золотой фольги. В нее-то и ударял альфа-луч. После столкновения с атомами фольги альфа-частицы продолжали свой путь и попадали на люминесцентный экран, установленный позади мишени, на котором при попадании на него альфа-частиц регистрировались вспышки. По ним экспериментатор мог судить, в каком количестве и насколько альфа-частицы отклоняются от направления прямолинейного движения в результате столкновений с атомами фольги.

Эксперименты подобного рода проводились и раньше. Основная их идея состояла в том, чтобы по углам отклонения частиц накопить достаточно информации, по которой можно было бы сказать что-либо определенное о строении атома. В начале ХХ века ученые уже знали, что атом содержит отрицательно заряженные электроны. Однако преобладало представление, что атом представляет собой что-то похожее на положительно заряженную тонкую сетку, заполненную отрицательно заряженными электронами-изюминами, — модель так и называлась «модель сетки с изюмом». По результатам подобных опытов ученым удалось узнать некоторые свойства атомов — в частности, оценить порядок их геометрических размеров.

Резерфорд, однако, заметил, что никто из его предшественников даже не пробовал проверить экспериментально, не отклоняются ли некоторые альфа-частицы под очень большими углами. Модель сетки с изюмом просто не допускала существования в атоме столь плотных и тяжелых элементов структуры, что они могли бы отклонять быстрые альфа-частицы на значительные углы, поэтому никто и не озабочивался тем, чтобы проверить такую возможность. Резерфорд попросил одного из своих студентов переоборудовать установку таким образом, чтобы можно было наблюдать рассеяние альфа-частиц под большими углами отклонения, — просто для очистки совести, чтобы окончательно исключить такую возможность. В качестве детектора использовался экран с покрытием из сульфида натрия — материала, дающего флуоресцентную вспышку при попадании в него альфа-частицы. Каково же было удивление не только студента, непосредственно проводившего эксперимент, но и самого Резерфорда, когда выяснилось, что некоторые частицы отклоняются на углы вплоть до 180°!

В рамках устоявшейся модели атома полученный результат не мог быть истолкован: в сетке с изюмом попросту нет ничего такого, что могло бы отразить мощную, быструю и тяжелую альфа-частицу. Резерфорд вынужден был заключить, что в атоме большая часть массы сосредоточена в невероятно плотном веществе, расположенном в центре атома. А вся остальная часть атома оказывалась на много порядков менее плотной, нежели это представлялось раньше. Из поведения рассеянных альфа-частиц вытекало также, что в этих сверхплотных центрах атома, которые Резерфорд назвал ядрами, сосредоточен также и весь положительный электрический заряд атома, поскольку только силами электрического отталкивания может быть обусловлено рассеяние частиц под углами больше 90°.

Годы спустя Резерфорд любил приводить по поводу своего открытия такую аналогию. В одной южноафриканской стране таможню предупредили, что в страну собираются провезти крупную партию контрабандного оружия для повстанцев, и оружие будет спрятано в тюках хлопка. И вот перед таможенником после разгрузки оказывается целый склад, забитый тюками с хлопком. Как ему определить, в каких именно тюках спрятаны винтовки? Таможенник решил задачу просто: он стал стрелять по тюкам, и, если пули рикошетили от какого-либо тюка, он по этому признаку и выявлял тюки с контрабандным оружием. Так и Резерфорд, увидев, как альфа-частицы рикошетируют от золотой фольги, понял, что внутри атома скрыта гораздо более плотная структура, чем предполагалось.

Картина атома, нарисованная Резерфордом по результатам опыта, нам сегодня хорошо знакома. Атом состоит из сверхплотного, компактного ядра, несущего на себе положительный заряд, и отрицательно заряженных легких электронов вокруг него. Позже ученые подвели под эту картину надежную теоретическую базу (см. Атом Бора), но началось всё с простого эксперимента с маленьким образцом радиоактивного материала и куском золотой фольги.

См. также:

Краткая биография Эрнеста Резерфорда

Резерфорд Эрнест (1871—1937), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы.

Родился 30 августа 1871 г. в городе Спринг – Броув (Новая Зеландия) в семье шотландских эмигрантов. Отец работал механиком и фермером-льноводом, мать — учительницей. Эрнест был четвёртым из 12 детей Резерфордов и самым талантливым.

Уже при окончании начальной школы, как первый ученик, он получил премию в 50 фунтов стерлингов для продолжения образования. Благодаря этому Резерфорд поступил в колледж в Нельсоне (Новая Зеландия). После окончания колледжа юноша сдал экзамены в Кентерберийский университет и здесь серьёзно занялся физикой и химией.

Он участвовал в создании научного студенческого общества и сделал в 1891 г. доклад на тему «Эволюция элементов», где впервые прозвучала идея о том, что атомы — сложные системы, построенные из одних и тех же составных частей.

В период, когда в физике господствовала идея Дж. Дальтона о неделимости атома, эта мысль показалась абсурдной, и молодому учёному даже пришлось извиняться перед коллегами за «явную чепуху».

Правда, через 12 лет Резерфорд доказал свою правоту. После окончания университета Эрнест стал учителем средней школы, но это занятие было ему явно не по душе. К счастью, Резерфорду — лучшему выпускнику года — присудили стипендию, и он отправился в Кембридж — научный центр Англии — для продолжения занятий.

В Кавендишской лаборатории Резерфорд создал передатчик для радиосвязи в радиусе 3 км, но отдал приоритет на его изобретение итальянскому инженеру Г. Маркони, а сам приступил к изучению ионизации газов и воздуха. Учёный заметил, что урановое излучение имеет две составляющие — альфа- и бета-лучи. Это было открытием.

В Монреале при изучении активности тория Резерфорд открыл новый газ — радон. В 1902 г. в работе «Причина и природа радиоактивности» учёный впервые высказал мысль о том, что причиной радиоактивности является самопроизвольный переход одних элементов в другие. Он установил, что альфа-частицы заряжены положительно, их масса больше массы атома водорода, а заряд приблизительно равен заряду двух электронов, и это напоминает атомы гелия.

В 1903 г. Резерфорд стал членом Лондонского королевского общества, а с 1925 по 1930 г. занимал пост его президента.

В 1904 г. вышел фундаментальный труд учёного «Радиоактивные вещества и их излучения», который стал энциклопедией для физиков-ядерщиков. В 1908 г. Резерфорд стал нобелевским лауреатом за исследования радиоактивных элементов. Руководитель физической лаборатории в Манчестерском университете, Резерфорд создал школу физиков-ядерщиков, своих учеников.

Вместе с ними он занимался исследованием атома ив 1911 г. окончательно пришёл к планетарной модели атома, о чём написал в статье, вышедшей в майском номере «Философского журнала». Модель приняли не сразу, она утвердилась только после её доработки учениками Резерфорда, в частности Н. Бором.

Умер учёный 19 октября 1937 г. в Кембридже. Как и многие великие люди Англии, Эрнест Резерфорд покоится в соборе Святого Павла, в «Уголке науки», рядом с Ньютоном, Фарадеем, Дарённом, Гершелем.

Рубрика

Близкие темы

Популярные темы

Комментарии

Резерфорд, Эрнест

Эрнест Резерфорд

Резерфорд Эрнест (1871-1937), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы, иностранный член-корреспондент РАН (1922) и почетный член АН СССР (1925). Директор Кавендишской лаборатории (с 1919). Открыл (1899) альфа- и бета-лучи и установил их природу. Создал (1903, совместно с Ф. Содди) теорию радиоактивности. Предложил (1911) планетарную модель атома. Осуществил (1919) первую искусственную ядерную реакцию. Предсказал (1921) существование нейтрона. Нобелевская премия (1908).

---

Английский физик

Резерфорд, Эрнест (Rutherford, Ernest) (1871–1937), английский физик. Родился 30 августа 1871 в Спринг-Гроуве (Новая Зеландия). Окончил Новозеландский университет в Крайстчёрче. В 1895–1898 занимался исследованиями в Кавендишской лаборатории в Кембридже под руководством Дж.Томпсона. В 1898 стал профессором физики Макгильского университета в Монреале. В 1907 Резерфорд вернулся в Англию. В 1907–1919 – профессор физики Манчестерского университета, с 1919 – профессор Кембриджского университета и директор Кавендишской лаборатории, в 1920 – профессор физики Королевского института в Лондоне.

Исследования Резерфорда посвящены радиоактивности, атомной и ядерной физике. В 1899 он открыл a- и b-излучение, в 1900 ввел понятие периода полураспада. В 1903 Резерфорд вместе с Ф.Содди разработал теорию радиоактивного распада и установил закон радиоактивных превращений элементов, в 1911 предложил планетарную модель атома с массивным центральным ядром и обращающимися вокруг него электронами, установил распределение электрического заряда в атоме. В 1919 первым осуществил искусственную ядерную реакцию, бомбардируя быстрыми a-частицами атомы азота. Это открытие почти 20 лет спустя привело к созданию атомной бомбы. В 1903 Резерфорд был избран членом Лондонского королевского общества, с 1925 по 1930 был его президентом. В 1908 был удостоен Нобелевской премии по химии, награжден «Орденом за заслуги». В 1931 Резерфорд стал пэром Англии, получив титул лорда Нельсона. Резерфорд создал большую школу физиков. У него учились П.Л.Капица, Ю.Б.Харитон, А.И.Лейпунский. Умер Резерфорд в Кембридже 19 октября 1937.

Использованы материалы энциклопедии «Мир вокруг нас»

---

Член палаты лордов

Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года вблизи города Нелсон (Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотландии. Окончив школу в Хавелоке, он поступил в колледж провинции Нельсон в 1887 году. Через два года Эрнест сдал экзамен в Кентерберийский колледж — филиал Новозеландского университета в Крайчестере. В 1892 году Резерфорду была присуждена степень бакалавра гуманитарных наук. На следующий год он стал магистром гуманитарных наук, лучше всех сдав экзамены по математике и физике. Его магистерская работа касалась обнаружения высокочастотных радиоволн. В 1894 году появилась его первая печатная работа «Намагничение железа высокочастотными разрядами». В 1895 году Резерфорд приехал в Англию, где получил приглашение Дж.Дж. Томсона работать в Кембридже в лаборатории Кавендиша.

В 1896 году появляется совместная работа Томсона и Резерфорда «О прохождении электричества через газы, подвергнутые действию лучей Рентгена». В следующем году выходит в свет статья Резерфорда «Магнитный детектор электрических волн и некоторые его применения». В 1897 году появляется и его новая работа «Об электризации газов, подверженных действию рентгеновских лучей, и о поглощении рентгеновского излучения газами и парами».

Томсон и Резерфорд выдвинули предположение, что, когда рентгеновские лучи проходят через газ, они разрушают атомы этого газа, высвобождая одинаковое число положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти частицы они назвали ионами. В 1898 году Резерфорд стал профессором Макгиллского университета в Монреале, где начал серию важных экспериментов, касающихся радиоактивного излучения элемента урана.

В Канаде совместно с Содди он открыл радиоактивный распад и его закон. Здесь им была написана книга «Радиоактивность».

В своей работе Резерфорд и Содди коснулись вопроса об энергии радиоактивных превращений. Подсчитывая энергию испускаемых радием к-частиц, они приходят к выводу, что «энергия радиоактивных превращений, по крайней мере, в 20 000 раз, а может, и в миллион раз превышает энергию любого молекулярного превращения». Эта огромная энергия, по их мнению, должна учитываться «при объяснении явлений космической физики». В частности, постоянство солнечной энергии можно объяснить тем, «что на Солнце идут процессы субатомного превращения».

24 мая 1907 года Резерфорд вернулся в Европу, в Манчестер.

В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии. После получения Нобелевской премии Резерфорд занялся изучением явления, которое наблюдалось при бомбардировке пластинки тонкой золотой фольги альфа-частицами, излучаемыми таким радиоактивным элементом, как уран. В 1911 году Резерфорд предложил новую модель атома. Согласно его теории, положительно заряженные частицы сосредоточены в тяжелом центре атома, а отрицательно заряженные (электроны) находятся на орбите ядра, на довольно большом расстоянии от него. Эта модель, подобна крошечной модели Солнечной системы, подразумевает, что атомы состоят главным образом из пустого пространства.

Во время войны английское правительство назначило Резерфорда членом «адмиральского штаба изобретений и исследований» - организации, созданной для изыскания средств борьбы с подводными лодками противника. После войны он вернулся в манчестерскую лабораторию. В 1919 он году Резерфорду удалось провести искусственным путем первую реакцию превращения атомов. Бомбардируя атомы азота к-частицами, Резерфорд открыл, что при этом образуются атомы кислорода.

В 1919 году Резерфорд стал профессором экспериментальной физики и директором Кавендишской лаборатории. В 1921-м он занял должность профессора естественных наук в Королевском институте в Лондоне. В 1925 году ученый был награжден британским орденом «За заслуги». В 1930 году Резерфорд был назначен председателем правительственного консультативного совета Управления научных и промышленных исследований. В 1931 году он получил звание лорда и стал членом палаты лордов английского парламента.

Почти до конца жизни он отличался крепким здоровьем и умер в Кембридже 20 октября 1937 года после непродолжительной болезни.

Использованы материалы сайта http://100top.ru/encyclopedia/ 

---

Литература:

Резерфорд Э. Избранные научные труды. Радиоактивность. М., 1971

Резерфорд Э. Избранные научные труды. Строение атома и искусственное превращение элементов. М., 1972

Резерфорд – ученый и учитель. К 100-летию со дня рождения. Под ред. П.Л.Капицы. М., 1973

 

 

 

Человек, заглянувший в глубь атома — Энергетика и промышленность России — № 8 (36) август 2003 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 8 (36) август 2003 года

Английский физик Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии, неподалеку от г. Нельсона. Он был одним из 12 детей колесного мастера и строительного рабочего Джеймса Резерфорда, шотландца по происхождению, и Марты (Томпсон) Резерфорд, школьной учительницы из Англии. Сначала Резерфорд посещал начальную и среднюю местные школы, а затем стал стипендиатом Нельсон-колледжа, частной высшей школы, где проявил себя талантливым студентом, особенно по математике. Благодаря успехам в учебе он получил еще одну стипендию, которая позволила ему поступить в Кентербери-колледж в Крайстчерче, одном из крупнейших городов Новой Зеландии.

Благодаря своим необыкновенным способностям к науке молодой ученый был удостоен стипендии Кембриджского университета в Англии, где он занимался в Кавендишской лаборатории, одном из ведущих мировых центров научных исследований.

В 1898 г. Резерфорд принял место профессора Макгиллского университета в Монреале (Канада), где начал серию важных экспериментов, касающихся радиоактивного излучения элемента урана. Вскоре он открыл два вида этого излучения: испускание альфа-лучей, проникающих только на короткое расстояние, и бета-лучей, которые проникают на значительно большее расстояние. Затем Р. обнаружил, что радиоактивный торий испускает газообразный радиоактивный продукт, который он назвал «эманация» (испускание)

Дальнейшие исследования показали, что два других радиоактивных элемента — радий и актиний — также производят эманацию. На основании этих и других открытий Р. пришел к двум важным для понимания природы радиации выводам: все известные радиоактивные элементы испускают альфа- и бета-лучи, и, что еще более важно, радиоактивность любого радиоактивного элемента через определенный конкретный период времени уменьшается. Эти выводы дали основание предполагать, что все радиоактивные элементы принадлежат к одному семейству атомов и что в основу их классификации можно положить период уменьшения их радиоактивности.

Резерфорд провел дальнейшие эксперименты для получения результатов, которые подтвердили выстраиваемую им теорию. В 1903 г. он доказал, что альфа-частицы несут положительный заряд. Поскольку эти частицы обладают измеримой массой, «выбрасывание» их из атома имеет решающее значение для превращения одного радиоактивного элемента в другой. Созданная теория позволила ученому также предсказать, с какой скоростью различные радиоактивные элементы будут превращаться в то, что он называл дочерним материалом. Ученый был убежден, что альфа-частицы неотличимы от ядра атома гелия. Подтверждение этому было получено, когда Содди, работавший тогда с английским химиком Уильямом Рамзаем, открыл, что эманация радия содержит гелий, предполагаемую альфа-частицу.

В 1908 г. Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ». В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук К.Б. Хассельберг указал на связь между работой, проведенной ученым, и работами Томсона, Анри Беккереля, Пьера и Мари Кюри. «Открытия привели к потрясающему выводу: химический элемент… способен превращаться в другие элементы», — сказал Хассельберг.

После получения Нобелевской премии Резерфорд занялся изучением явления, которое наблюдалось при бомбардировке пластинки тонкой золотой фольги альфа-частицами, излучаемыми таким радиоактивным элементом, как уран. Оказалось, что с помощью угла отражения альфа-частиц можно изучать структуру устойчивых элементов, из которых состоит пластинка. Согласно принятым тогда представлениям, модель атома была подобна пудингу с изюмом: положительные и отрицательные заряды были равномерно распределены внутри атома и, следовательно, не могли в значительной мере изменять направление движения альфа-частиц. Pезерфорд, однако, заметил, что определенные альфа-частицы отклонялись от ожидаемого направления в значительно большей степени, чем это допускалось теорией. Работая с Эрнестом Марсденом, студентом Манчестерского университета, ученый подтвердил, что довольно большое число альфа-частиц отклоняется дальше, чем ожидалось, причем некоторые под углом более чем 90 градусов.

Размышляя над этим явлением, Резерфорд в 1911 г. предложил новую модель атома. Согласно его теории, которая сегодня стала общепринятой, положительно заряженные частицы сосредоточены в тяжелом центре атома, а отрицательно заряженные (электроны) находятся на орбите ядра, на довольно большом расстоянии от него. Эта модель, подобно крошечной модели Солнечной системы, подразумевает, что атомы состоят главным образом из пустого пространства. Широкое признание теорий Р. началось с 1913 г., когда к работе ученого в Манчестерском университете подключился датский физик Нильс Бор. Бор показал, что в терминах предлагаемой Резерфордом структуры могут быть объяснены общеизвестные физические свойства атома водорода, а также атомов нескольких более тяжелых элементов.

Когда разразилась Первая мировая война, Резерфорд был назначен членом гражданского комитета Управления изобретений и исследований британского Адмиралтейства и изучал проблему определения местонахождения подводных лодок с помощью акустики. После войны он вернулся в манчестерскую лабораторию и в 1919 г. сделал еще одно фундаментальное открытие. Изучая структуру атомов водорода с помощью бомбардировки их альфа-частицами, обладающими высокой скоростью, он заметил на своем детекторе сигнал, который можно было объяснить как результат того, что ядро атома водорода пришло в движение вследствие столкновения с альфа-частицей. Однако точно такой же сигнал появлялся и когда ученый заменил атомы водорода атомами азота. Резерфорд объяснил причину этого явления тем, что бомбардировка вызывает распад устойчивого атома. Т.е. в процессе, аналогичном естественно происходящему распаду, который вызывается радиацией, альфа-частица выбивает единственный протон (ядро атома водорода) из устойчивого при нормальных условиях ядра атома азота и придает ему чудовищную скорость. Еще одно свидетельство в пользу такого толкования этого явления было получено в 1934 г., когда Фредерик Жолио и Ирен Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность.

В 1919 г. Резерфорд перешел в Кембриджский университет, став преемником Томсона в качестве профессора экспериментальной физики и директора Кавендишской лаборатории, а в 1921-м занял должность профессора естественных наук в Королевском институте в Лондоне. В 1930 г. Р. был назначен председателем правительственного консультативного совета Управления научных и промышленных исследований. Находясь на вершине своей карьеры, ученый привлекал к работе в своей лаборатории в Кембридже много талантливых молодых физиков, в том числе. П. М. Блэкетта, Джона Кокрофта, Джеймса Чедвика и Эрнеста Уолтона. Несмотря на то что у самого Резерфорда оставалось из-за этого меньше времени на активную исследовательскую работу, его глубокая заинтересованность в проводимых исследованиях и четкое руководство помогали поддерживать высокий уровень работ, осуществляемых в его лаборатории. Ученики и коллеги вспоминали об ученом как о милом, добром человеке. Наряду с присущим ему как теоретику даром предвидения Резерфорд обладал практической жилкой. Именно благодаря ей он был всегда точен в объяснении наблюдаемых явлений, какими бы необычными они на первый взгляд ни казались.

Обеспокоенный политикой, проводимой нацистским правительством Адольфа Гитлера, Резерфорд в 1933 г. стал президентом Академического совета помощи, который был создан для оказания содействия тем, кто бежал из Германии.

В 1900 г., во время краткой поездки в Новую Зеландию, Резерфорд женился на Мэри Ньютон, которая родила ему дочь. Почти до конца жизни он отличался крепким здоровьем и умер в Кембридже в 1937 г. после непродолжительной болезни. Ученый похоронен в Вестминстерском аббатстве неподалеку от могил Исаака Ньютона и Чарльза Дарвина.

В числе полученных им наград медаль Румфорда (1904) и медаль Копли (1922) Лондонского Королевского общества, а также британский орден «За заслуги» (1925). В 1931 г. ученому был пожалован титул пэра. Резерфорд был удостоен почетных степеней Новозеландского, Кембриджского, Висконсинского, Пенсильванского и Макгиллского университетов. Он являлся членом-корреспондентом Геттингенского Королевского общества, а также членом Новозеландского философского института, Американского философского общества, Академии наук Сент-Луи, Лондонского Королевского общества и Британской ассоциации содействия развитию науки.

РЕЗЕРФОРД, ЭРНЕСТ | Энциклопедия Кругосвет

РЕЗЕРФОРД, ЭРНЕСТ (Rutherford, Ernest) (1871–1937), английский физик, удостоенный в 1908 Нобелевской премии по химии за исследования по превращению элементов и химии радиоактивных веществ. Родился 30 августа 1871 в Спринг-Гроуве (Новая Зеландия). В 1894 окончил университет в Крайстчёрче. В 1895–1898 занимался исследованиями в Кавендишской лаборатории в Кембридже под руководством Дж.Томпсона. В 1898 стал профессором физики Макгильского университета в Монреале. В 1907 вернулся в Англию. В 1907–1919 – профессор физики Манчестерского университета, с 1919 – профессор Кембриджского университета и директор Кавендишской лаборатории, в 1920 – профессор физики Королевской ассоциации в Лондоне.

В каждой из трех областей науки, которыми занимался Резерфорд (радиоактивность, атомная и ядерная физика), он сделал фундаментальные открытия, заложившие основы учения о радиоактивности и строении атома. В 1899 он открыл a— и b-излучения, в 1900 ввел понятие периода полураспада. В 1903 вместе с Ф.Содди разработал теорию радиоактивного распада и установил закон превращений радиоактивных элементов. В том же году доказал, что a-излучение – это поток положительно заряженных частиц. Какие именно это частицы – Резерфорд установил в 1909, после того как им совместно с Г.Гейгером в 1908 был сконструирован прибор для регистрации отдельных заряженных частиц (прототип счетчика Гейгера): ими оказались дважды ионизированные атомы гелия.

В 1906, изучая прохождение a-частиц через вещество, открыл их рассеяние, в 1911 установил закон рассеяния a-частиц на атомах различных элементов (формула Резерфорда). Эти эксперименты привели его в 1911 к открытию в атоме плотной «сердцевины» диаметром »10^–12 см с положительным зарядом и к созданию новой модели строения атома – планетарной. В 1914 Резерфорд выдвинул идею об искусственном превращении атомных ядер, а в 1919 первым осуществил искусственную ядерную реакцию, бомбардируя быстрыми a-частицами атомы азота и получив при этом кислород. В 1933 совместно с М.Олифантом экспериментально доказал справедливость взаимосвязи массы и энергии в ядерных реакциях, в 1934 провел ядерную реакцию синтеза дейтрона с образованием трития.

В 1903 Резерфорд был избран членом Лондонского королевского общества, с 1925 по 1930 был его президентом. В 1908 был награжден «Орденом за заслуги», в 1931 стал пэром Англии, получив титул лорда Нельсона. Создал большую школу физиков, среди его учеников О.Ган, Г.Мозли, Дж.Червик, Д.Хевеши. У него учились известные советские физики П.Л.Капица, Ю.Б.Харитон и др. Резерфорд был членом всех академий наук мира, в том числе АН СССР (с 1925). Умер Резерфорд в Кембридже 19 октября 1937.

Проверь себя!
Ответь на вопросы викторины «Неизвестные подробности»

Какой музыкальный инструмент не может звучать в закрытом помещении?

Эрнест Резерфорд | Достижения, атомная теория и факты

Эрнест Резерфорд , полностью Эрнест, барон Резерфорд из Нельсона , (родился 30 августа 1871 года, Спринг-Гроув, Новая Зеландия — умер 19 октября 1937 года, Кембридж, Кембриджшир, Англия), британский физик, родившийся в Новой Зеландии. величайший экспериментатор со времен Майкла Фарадея (1791–1867). Резерфорд был центральной фигурой в изучении радиоактивности, и со своей концепцией ядерного атома он возглавил исследования ядерной физики.Он получил Нобелевскую премию по химии в 1908 году, был президентом Королевского общества (1925–30) и Британской ассоциации содействия развитию науки (1923), был награжден Орденом за заслуги в 1925 году и был возведен в звание пэра. Лорд Резерфорд из Нельсона в 1931 году.

Популярные вопросы

Что Эрнест Резерфорд обнаружил об атоме?

Эрнест Резерфорд обнаружил, что атом в основном представляет собой пустое пространство, и почти вся его масса сосредоточена в крошечном центральном ядре.Ядро заряжено положительно и на большом расстоянии окружено отрицательно заряженными электронами.

Чем больше всего известен Эрнест Резерфорд?

Эрнест Резерфорд известен своими новаторскими исследованиями радиоактивности и атома. Он обнаружил, что есть два типа излучения, альфа и бета-частицы, исходящие от урана. Он обнаружил, что атом состоит в основном из пустого пространства, а его масса сосредоточена в центральном положительно заряженном ядре.

Какой эксперимент Эрнеста Резерфорда самый известный?

Самый известный эксперимент Эрнеста Резерфорда — эксперимент с золотой фольгой.Луч альфа-частиц направлялся на кусок золотой фольги. Большинство альфа-частиц прошло через фольгу, но некоторые рассеялись назад. Это показало, что большая часть атома представляет собой пустое пространство, окружающее крошечное ядро.

Ранние годы и образование

Отец Резерфорда, Джеймс Резерфорд, переехал из Шотландии в Новую Зеландию еще ребенком в середине XIX века и занимался сельским хозяйством в этом аграрном обществе, которое только недавно было заселено европейцами. Мать Резерфорда, Марта Томпсон, приехала из Англии, тоже в юности, и работала школьной учительницей, прежде чем выйти замуж и вырастить дюжину детей, из которых Эрнест был четвертым ребенком и вторым сыном.

Эрнест Резерфорд посещал бесплатные государственные школы до 1886 года, когда он выиграл стипендию для посещения частной средней школы Нельсона Collegiate School. Он преуспел почти во всех предметах, но особенно в математике и естественных науках.

Другая стипендия была предоставлена ​​Резерфорду в 1890 году в Кентерберийский колледж в Крайстчерче, одном из четырех кампусов Университета Новой Зеландии. Это была небольшая школа, в которой учились восемь человек, а количество учеников составляло менее 300 человек. Резерфорду посчастливилось иметь прекрасных профессоров, которые воспламенили в нем увлечение научными исследованиями, сочетающееся с необходимостью убедительных доказательств.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

По окончании трехлетнего курса школы Резерфорд получил степень бакалавра искусств и получил стипендию для прохождения последипломного курса обучения в Кентербери. Он завершил это в конце 1893 года, получив степень магистра искусств (MA) с отличием в области физических наук, математики и математической физики. Его посоветовали остаться еще на год в Крайстчерче для проведения независимых исследований.Исследование Резерфорда способности высокочастотного электрического разряда, такого как разряд конденсатора, намагничивать железо, принесло ему в конце 1894 года степень бакалавра наук. В этот период он влюбился в Мэри Ньютон, дочь женщины, в доме которой он поселился. Они поженились в 1900 году.

В 1895 году Резерфорд выиграл стипендию, которая была учреждена на прибыль от знаменитой Великой выставки 1851 года в Лондоне. Он решил продолжить свое обучение в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, которую Дж.Дж. Томсон, ведущий европейский эксперт по электромагнитному излучению, занял эту должность в 1884 году.

Кембриджский университет

В знак признания растущей важности науки Кембриджский университет недавно изменил свои правила, чтобы позволить выпускникам других учебных заведений зарабатывать Кембриджская степень после двух лет обучения и завершения приемлемого исследовательского проекта. Резерфорд стал первым студентом-исследователем школы. Резерфорд не только показал, что колебательный разряд намагнитит железо, но и определил, что намагниченная игла теряет часть своей намагниченности в магнитном поле, создаваемом переменным током.Это сделало иглу детектором электромагнитных волн — явление, которое было обнаружено совсем недавно. В 1864 году шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл предсказал существование таких волн, а между 1885 и 1889 годами немецкий физик Генрих Герц обнаружил их в экспериментах в своей лаборатории. Аппарат Резерфорда для обнаружения электромагнитных волн или радиоволн был проще и имел коммерческий потенциал. Следующий год он провел в Кавендишской лаборатории, увеличивая диапазон и чувствительность своего устройства, которое могло принимать сигналы с расстояния в полмили.Однако Резерфорду не хватало межконтинентального видения и предпринимательских навыков итальянского изобретателя Гульельмо Маркони, который изобрел беспроводной телеграф в 1896 году.

Рентгеновские лучи были обнаружены в Германии физиком Вильгельмом Конрадом Рентгеном всего через несколько месяцев после того, как Резерфорд прибыл в Кавендиш. Благодаря своей способности делать силуэтные фотографии костей живой руки, рентгеновские лучи в равной степени увлекли ученых и обычных людей. В частности, ученые хотели узнать их свойства и то, что они из себя представляют.Резерфорд не мог отказаться от приглашения Томсона сотрудничать в исследовании того, каким образом рентгеновские лучи изменяют проводимость газов. Это привело к классической работе по ионизации — разделению атомов или молекул на положительные и отрицательные части (ионы) — и притяжению заряженных частиц к электродам противоположной полярности.

Затем Томсон изучил отношение заряда к массе наиболее распространенного иона, который позже был назван электроном, в то время как Резерфорд исследовал другие излучения, которые производили ионы.Резерфорд сначала обратил внимание на ультрафиолетовое излучение, а затем на излучение, испускаемое ураном. (Излучение урана было впервые обнаружено в 1896 году французским физиком Анри Беккерелем.) Размещение урана рядом с тонкими фольгами показало Резерфорду, что это излучение было более сложным, чем считалось ранее: один тип излучения легко поглощался или блокировался очень тонкой фольгой, а другой типа часто проникает такая же тонкая фольга. Для простоты он назвал эти типы излучения альфа и бета соответственно. (Позже было установлено, что альфа-частица — это то же самое, что и ядро ​​обычного атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов, а бета-частица такая же, как электрон или его положительная версия, позитрон.) В течение следующих нескольких лет эти излучения вызывали наибольший интерес; позже радиоактивные элементы, или радиоэлементы, излучающие излучение, стали объектом наибольшего внимания ученых.

атом | Определение, структура, история, примеры, диаграммы и факты

Атом , наименьшая единица, на которую можно разделить материю без высвобождения электрически заряженных частиц. Это также мельчайшая единица вещества, обладающая характерными свойствами химического элемента.Таким образом, атом является основным строительным блоком химии.

Оболочечная модель атома

В оболочечной модели атома электроны занимают разные энергетические уровни или оболочки. Оболочки K и L показаны для атома неона.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Исследуйте различные электронные конфигурации в электронных оболочках вокруг ядра атома

Атомная модель электронных конфигураций.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Большая часть атома — это пустое пространство.Остальное состоит из положительно заряженного ядра протонов и нейтронов, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов. Ядро маленькое и плотное по сравнению с электронами, которые являются самыми легкими заряженными частицами в природе. Электроны притягиваются к любому положительному заряду своей электрической силой; в атоме электрические силы связывают электроны с ядром.

Из-за природы квантовой механики ни одно изображение не было полностью удовлетворительным для визуализации различных характеристик атома, что, таким образом, вынуждает физиков использовать дополнительные изображения атома для объяснения различных свойств.В некотором отношении электроны в атоме ведут себя как частицы, вращающиеся вокруг ядра. В других случаях электроны ведут себя как волны, застывшие вокруг ядра. Такие волновые структуры, называемые орбиталями, описывают распределение отдельных электронов. Эти орбитальные свойства сильно влияют на поведение атома, а его химические свойства определяются орбитальными группировками, известными как оболочки.

Эта статья открывается широким обзором фундаментальных свойств атома и составляющих его частиц и сил.После этого обзора следует исторический обзор наиболее влиятельных концепций об атоме, сформулированных на протяжении веков. Для дополнительной информации, относящейся к структуре ядра и элементарным частицам, см. субатомные частицы.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Большая часть вещества состоит из скоплений молекул, которые можно относительно легко разделить. Молекулы, в свою очередь, состоят из атомов, соединенных химическими связями, которые труднее разорвать.Каждый отдельный атом состоит из более мелких частиц, а именно электронов и ядер. Эти частицы электрически заряжены, и электрические силы, действующие на заряд, несут ответственность за удержание атома вместе. Попытки разделить эти более мелкие составляющие частицы требуют постоянно увеличивающегося количества энергии и приводят к созданию новых субатомных частиц, многие из которых заряжены.

Как отмечалось во введении к этой статье, атом в основном состоит из пустого пространства. Ядро является положительно заряженным центром атома и содержит большую часть его массы.Он состоит из протонов, которые имеют положительный заряд, и нейтронов, которые не имеют заряда. Протоны, нейтроны и окружающие их электроны — долгоживущие частицы, присутствующие во всех обычных, встречающихся в природе атомах. Другие субатомные частицы могут быть обнаружены в ассоциации с этими тремя типами частиц. Однако они могут быть созданы только с добавлением огромного количества энергии и очень недолговечны.

Все атомы примерно одинакового размера, независимо от того, имеют ли они 3 или 90 электронов.Примерно 50 миллионов атомов твердого вещества, выстроенных в ряд, имеют размер 1 см (0,4 дюйма). Удобной единицей длины для измерения размеров атомов является ангстрем (Å), определяемый как 10 ⁻¹⁰ метров. Радиус атома составляет 1-2 Å. По сравнению с общим размером атома, ядро ​​еще более миниатюрное. Он находится в той же пропорции к атому, как шарик к футбольному полю. По объему ядро ​​занимает всего 10 ⁻¹⁴ метров пространства в атоме, то есть 1 часть на 100 000.Удобной единицей длины для измерения размеров ядер является фемтометр (фм), который равен 10 ⁻¹⁵ метру. Диаметр ядра зависит от количества содержащихся в нем частиц и колеблется от 4 фм для легкого ядра, такого как углерод, до 15 фм для тяжелого ядра, такого как свинец. Несмотря на малые размеры ядра, в нем сосредоточена практически вся масса атома. Протоны — массивные положительно заряженные частицы, тогда как нейтроны не имеют заряда и немного массивнее протонов.Тот факт, что ядра могут иметь от 1 до почти 300 протонов и нейтронов, объясняет их широкую вариацию массы. Самое легкое ядро, ядро ​​водорода, в 1836 раз массивнее электрона, а тяжелые ядра почти в 500 000 раз массивнее.

Основные свойства

Самой важной характеристикой атома является его атомный номер (обычно обозначаемый буквой Z ), который определяется как количество единиц положительного заряда (протонов) в ядре.Например, если у атома Z = 6, это углерод, а Z = 92 соответствует урану. Нейтральный атом имеет равное количество протонов и электронов, так что положительный и отрицательный заряды точно уравновешиваются. Поскольку именно электроны определяют, как один атом взаимодействует с другим, в конечном итоге именно количество протонов в ядре определяет химические свойства атома.

радиоактивность | Определение, типы, применения и факты

Радиоактивность , свойство, проявляемое некоторыми типами материи спонтанно испускать энергию и субатомные частицы.По сути, это атрибут отдельных атомных ядер.

Нестабильное ядро ​​будет спонтанно распадаться или распадаться до более стабильной конфигурации, но будет делать это только несколькими конкретными способами, испуская определенные частицы или определенные формы электромагнитной энергии. Радиоактивный распад — это свойство нескольких природных элементов, а также искусственно произведенных изотопов этих элементов. Скорость распада радиоактивного элемента выражается периодом его полураспада; я.е. время, необходимое для распада половины любого заданного количества изотопа. Период полураспада колеблется от более 10 ²⁴ лет для некоторых ядер до менее 10 ⁻²³ секунд ( см. Ниже Скорость радиоактивных переходов). Продукт процесса радиоактивного распада, называемый дочерним изотопом родительского изотопа, сам по себе может быть нестабильным, и в этом случае он тоже распадется. Процесс продолжается до тех пор, пока не образуется стабильный нуклид.

Природа радиоактивных выбросов

Наиболее распространенными формами спонтанного радиоактивного распада являются альфа (α) частица, бета (β) частица, гамма (γ) лучи и нейтрино.Альфа-частица на самом деле является ядром атома гелия-4 с двумя положительными зарядами ⁴ / ₂ He. Такие заряженные атомы называются ионами. У нейтрального атома гелия есть два электрона вне ядра, уравновешивающих эти два заряда. Бета-частицы могут быть заряжены отрицательно (бета-минус, символ e ^— ) или положительно (бета-плюс, символ e ⁺ ). Бета-минус [β ^— ] частица на самом деле представляет собой электрон, созданный в ядре во время бета-распада, независимо от орбитального электронного облака атома.Бета-плюс частица, также называемая позитроном, является античастицей электрона; при сближении две такие частицы взаимно аннигилируют. Гамма-лучи — это электромагнитные излучения, такие как радиоволны, свет и рентгеновские лучи. Бета-радиоактивность также производит нейтрино и антинейтрино, частицы, которые не имеют заряда и имеют очень небольшую массу, обозначенные ν и ν соответственно.

В менее распространенных формах радиоактивности могут испускаться осколки деления, нейтроны или протоны.Осколки деления сами по себе являются сложными ядрами с обычно от одной трети до двух третей заряда Z и массы A родительского ядра. Нейтроны и протоны, конечно, являются основными строительными блоками сложных ядер, имеющих примерно единицу массы в атомном масштабе и нулевой заряд или единичный положительный заряд, соответственно. Нейтрон не может долго существовать в свободном состоянии. Он быстро захватывается ядрами вещества; в противном случае в свободном космосе он подвергнется бета-отрицательному распаду на протон, электрон и антинейтрино с периодом полураспада 12.8 мин. Протон является ядром обычного водорода и стабилен.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Типы радиоактивности

Ранние работы по естественной радиоактивности, связанной с урановыми и ториевыми рудами, выявили два различных типа радиоактивности: альфа- и бета-распад.

При альфа-распаде извергается энергичный ион гелия (альфа-частица), оставляя дочернее ядро ​​с атомным номером два меньше, чем у родителя, и с атомным номером четыре меньше, чем у родительского.Примером является распад (обозначенный стрелкой) распространенного изотопа урана, ²³⁸ U, до дочернего тория плюс альфа-частица:

Для этой и последующих реакций дана энергия, выделяемая ( Q ) в миллионы электрон-вольт (МэВ) и период полураспада ( т _1⁄2 ). Следует отметить, что при альфа-распаде заряды или количество протонов, показанные в нижнем индексе, сбалансированы по обе стороны от стрелки, как и атомные массы, указанные в верхнем индексе.

При бета-минус-распаде испускается энергичный отрицательный электрон, образуя дочернее ядро ​​с одним большим атомным номером и тем же массовым числом. Примером может служить распад дочернего продукта урана торий-234 до протактиний-234:

В приведенной выше реакции бета-распада ν представляет собой антинейтрино. Здесь количество протонов увеличивается на один в реакции, но общий заряд остается прежним, потому что также создается электрон с отрицательным зарядом.

Модель Резерфорда | Определение и факты

Модель Резерфорда , также называемая атомной моделью Резерфорда, ядерным атомом или планетарной моделью атома , описание структуры атомов, предложенное (1911) физиком из Новой Зеландии Эрнестом Резерфордом.Модель описывала атом как крошечное плотное положительно заряженное ядро, называемое ядром, в котором сосредоточена почти вся масса, вокруг которого на некотором расстоянии циркулирует свет, отрицательные составляющие, называемые электронами, подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца. .

Модель атома Резерфорда

Физик Эрнест Резерфорд представил атом как миниатюрную солнечную систему с электронами, вращающимися вокруг массивного ядра, и в основном как пустое пространство, причем ядро ​​занимает лишь очень небольшую часть атома.Нейтрон не был открыт, когда Резерфорд предложил свою модель, в которой ядро ​​состояло только из протонов.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Популярные вопросы

Какую модель атома предложил Эрнест Резерфорд?

У атома, по описанию Эрнеста Резерфорда, есть крошечное массивное ядро, называемое ядром. Ядро имеет положительный заряд. Электроны — это частицы с отрицательным зарядом. Электроны вращаются вокруг ядра. Пустое пространство между ядром и электронами занимает большую часть объема атома.

Что такое эксперимент Резерфорда с золотой фольгой?

В кусок золотой фольги попали альфа-частицы, имеющие положительный заряд. Большинство альфа-частиц прошли сквозь него. Это показало, что атомы золота в основном были пустым пространством. У некоторых частиц траектория искривилась под большими углами. Некоторые даже отскочили назад. Это могло произойти только в том случае, если бы внутри атома была небольшая тяжелая область положительного заряда.

Каковы были результаты эксперимента Резерфорда?

Предыдущая модель атома, модель атома Томсона или модель «сливового пудинга», в которой отрицательно заряженные электроны были подобны сливам в положительно заряженном пудинге атома, была опровергнута.Модель атома Резерфорда опиралась на классическую физику. Модель атома Бора, основанная на квантовой механике, построена на модели Резерфорда для объяснения орбит электронов.

Что правильно и неправильно в атомной модели Эрнеста Резерфорда?

Модель атома Резерфорда верна в том, что атом в основном представляет собой пустое пространство. Большая часть массы находится в ядре, и ядро ​​заряжено положительно. Вдали от ядра находятся отрицательно заряженные электроны. Но модель атома Резерфорда использовала классическую физику, а не квантовую механику.Это означало, что электрон, вращающийся вокруг ядра, испускал электромагнитное излучение. Электрон потеряет энергию и упадет в ядро. В модели Бора, использующей квантовую теорию, электроны существуют только на определенных орбитах и ​​могут перемещаться между этими орбитами.

Какое влияние оказала теория Эрнеста Резерфорда?

Эксперимент с золотой фольгой показал, что атом состоит из небольшого массивного положительно заряженного ядра с отрицательно заряженными электронами, находящимися на большом расстоянии от центра.Нильс Бор основывался на модели Резерфорда, чтобы создать свою собственную. В модели Бора орбиты электронов объяснялись квантовой механикой.

Ядро было постулировано как маленькое и плотное, чтобы объяснить рассеяние альфа-частиц на тонкой золотой фольге, как это наблюдалось в серии экспериментов, проведенных студентом Эрнестом Марсденом под руководством Резерфорда и немецкого физика Ганса Гейгера в 1909 году. источник, испускающий альфа-частицы (т.е. положительно заряженные частицы, идентичные ядру атома гелия и в 7000 раз более массивные, чем электроны), был заключен в защитный свинцовый экран.Излучение фокусировалось в узкий пучок после прохождения через щель в свинцовом экране. Перед щелью помещали тонкий срез золотой фольги, а экран, покрытый сульфидом цинка для придания ему флуоресценции, служил счетчиком для обнаружения альфа-частиц. Когда каждая альфа-частица попадала на флуоресцентный экран, он производил вспышку света, называемую сцинтилляцией, которую можно было увидеть в обзорный микроскоп, прикрепленный к задней части экрана. Сам экран был подвижным, что позволяло Резерфорду и его коллегам определять, отклоняются ли какие-либо альфа-частицы золотой фольгой.

Эксперимент Резерфорда с золотой фольгой

В 1909 году Резерфорд опроверг сэра Дж. Дж. Томсоновская модель атома как равномерно распределенного вещества. Поскольку лишь очень немногие из альфа-частиц в его луче рассеивались под большими углами после удара о золотую фольгу, в то время как большинство из них проходило полностью, Резерфорд знал, что масса атома золота должна быть сосредоточена в крошечном плотном ядре.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Большинство альфа-частиц проходят прямо через золотую фольгу, что означает, что атомы в основном состоят из открытого пространства.Некоторые альфа-частицы слегка отклонялись, что свидетельствовало о взаимодействии с другими положительно заряженными частицами внутри атома. Еще другие альфа-частицы были рассеяны под большими углами, а очень немногие даже отскочили обратно к источнику. (Позднее Резерфорд сказал знаменитую фразу: «Это было почти так же невероятно, как если бы вы выстрелили 15-дюймовым снарядом по куску папиросной бумаги, а он вернулся и попал в вас».) Только положительно заряженная и относительно тяжелая частица-мишень, такая как предполагаемое ядро, могло объяснить такое сильное отталкивание.Отрицательные электроны, которые электрически уравновешивают положительный заряд ядра, считались движущимися по круговым орбитам вокруг ядра. Электростатическую силу притяжения между электронами и ядром сравнивали с гравитационной силой притяжения между вращающимися планетами и Солнцем. Большая часть этого планетарного атома была открытым космосом и не оказывала сопротивления прохождению альфа-частиц.

Модель Резерфорда вытеснила атомную модель «сливового пудинга» английского физика сэра Дж.Дж. Томсона, в котором электроны были погружены в положительно заряженный атом, как сливы в пудинге. Основанная полностью на классической физике, сама модель Резерфорда через несколько лет была заменена атомной моделью Бора, которая включала некоторую раннюю квантовую теорию.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас Редакторы Encyclopaedia Britannica. Последней редакцией и обновлением этой статьи был Эрик Грегерсен, старший редактор.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

Кембридж | История, университет, достопримечательности и факты

Кембридж , город (район), административное и историческое графство Кембриджшир, Англия, где находится всемирно известный Кембриджский университет.Город расположен непосредственно к югу от страны Фенс (плоская аллювиальная область лишь немного выше уровня моря) и находится на высоте от 20 до 80 футов (от 6 до 24 метров) над уровнем моря. Большая часть города построена на восточном берегу реки Кам, притока Узе. Пригороды простираются через реку, но современное развитие на западе в значительной степени ограничивается расширением университетов.

Колледж Корпус-Кристи, Кембриджский университет, Англия.

Shostal Associates

Первоначально Кембридж был местом переправы. Здесь есть земляные валы, включая Касл-Хилл, и римские руины.Позже на Маркет-Хилл появилось еще одно поселение. Два монастырских фонда датируются XI и XII веками соответственно — монастырь Барнуэлл и бенедиктинский женский монастырь, замененный в 1496 году Колледжем Иисуса.

Кембридж получил свой первый чартер в 1207 году; Примечательно непрерывное существование государственных служащих в городе со времен средневековья. У него также есть интересная история гильдий. Колледж Корпус-Кристи был основан гильдиями в 1352 году.

Современный Кембридж описывается как «возможно, единственный настоящий университетский город в Англии.«Здания университетов и колледжей обладают почти всеми выдающимися архитектурными особенностями. Красоту города усиливают многие общественные и другие открытые пространства, в том числе Джесус-Грин и Майдсмер-Коммон, Овечья зелень, Земля Ламмаса, Фигуры Христа, Пьеса Паркера, Университетские ботанические сады (значительно расширенные и улучшенные) и Спины. The Backs — это ландшафтные лужайки и сады, через которые река Кэм вьется за основными колледжами, включая Queens ’, King’s, Clare, Trinity, St.Иоанна и Магдалины, а также под рядом великолепных мостов, среди которых Мост Вздохов (Сент-Джонс, 1827–1831 гг.), Каменный мост Клэр с толстыми каменными шарами на парапетах (1638–40 гг.) И т. Д. «Математический мост» Куинса — одни из самых известных. К востоку от реки Кам находится Кингс-Парад, улица, где церковь 15 века Великая Св. Марии и ряд привлекательных магазинов выходят на Королевский колледж с часовней и университетским Сенатским домом (построенным между 1722 и 1730 годами по проекту Джеймса Гиббса). .Часовня Королевского колледжа (1446–1515), самое известное здание в Кембридже, была спроектирована Генрихом VI как часть огромной и так и не реализованной концепции. Великие контрфорсы, высокие шпили и башенки, высокая сводчатая крыша, геральдические украшения и великолепные витражи являются одними из примечательных особенностей часовни.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Среди других примечательных церквей города — собор Святого Бенета с его саксонской башней, восстановленная нормандская церковь Гроба Господня (одна из четырех круглых церквей в Англии) и церковь Св.Церковь Эдуарда. Музей Фицуильяма (1837–1841 гг.) Расположен на Трампингтон-стрит, продолжении Королевского парада. К западу от реки находится университетская библиотека из красного кирпича (1931–34). Народный музей Кембриджа и графства расположен недалеко от колледжа Магдалины на Касл-стрит.

Кембридж имеет хорошее железнодорожное и автомобильное сообщение с Лондоном, примерно в 60 милях (95 км) к югу. В средневековый период река Кам активно использовалась для водного транспорта, а местные причалы (которые постепенно исчезли) пользовались большим спросом во время ежегодной ярмарки Стоурбриджа.Сегодня Cam широко используется для катания на лодках, лодках и каноэ.

Кембриджская промышленность обширна, но из центра города она незаметна. Сюда входят отрасли, которые в значительной степени зависели от связей и заказов университетов и колледжей, такие как строительство, полиграфия и приборостроение, а также другие отрасли, которые также имели тесные связи, например электроника. Важное значение имеют также производство муки, асфальта и цемента. Некоторые крупные новые и подержанные книжные магазины пользуются международной репутацией, а также существует множество заведений, специализирующихся на продаже антиквариата.Площадь 16 квадратных миль (41 квадратный км). Поп. (2001) 108 863; (2011) 123 867.

Научная одиссея: Люди и открытия: Эрнест Резерфорд

Эрнест Резерфорд 1871 — 1937 Семья Эрнеста Резерфорда эмигрировала из Англии в Новую Зеландию еще до его рождения. Они управляли успешной фермой недалеко от Нельсона, где родился Эрнест. Один из 12 детей, он любил тяжелую работу и фермерство под открытым небом, но был хорошим учеником и выиграл университетскую стипендию.После колледжа он выиграл еще одну стипендию для учебы в Кембриджском университете в Англии, что стало поворотным моментом в его жизни. Там он встретил J.J. Томсон (который вскоре открыл электрон), и Томсон рекомендовали ему изучать недавно открытые рентгеновские лучи. Это было началом долгой, продуктивной и влиятельной карьеры в области атомной физики. Резерфорд в конечном итоге придумал термины для некоторых из самых основных принципов в этой области: альфа, бета и гамма-лучи, протон, нейтрон, период полураспада и дочерние атомы.У него учились несколько гигантов физики века, в том числе Нильс Бор, Джеймс Чедвик и Роберт Оппенгеймер. Ранее он обнаружил, что все известные радиоактивные элементы испускают два вида излучения: положительно и отрицательно заряженные или альфа и бета. Он показал, что радиоактивность каждого радиоактивного элемента уменьшается в течение уникального и регулярного времени или периода полураспада, в конечном итоге становясь стабильным. В 1901 и 1902 годах он работал с Фредериком Содди, чтобы доказать, что атомы одного радиоактивного элемента могут самопроизвольно превращаться в другой, выталкивая часть атома с большой скоростью.Многие ученые того времени отвергли эту идею как алхимию. Они придерживались вековой веры в то, что атом неделим и неизменен. Но к 1904 году публикации и достижения Резерфорда получили признание. Он был чрезвычайно энергичным исследователем: за семь лет опубликовал 80 статей. В 1907 году он поступил в Манчестерский университет и вместе с Хансом Гейгером (из счетчика Гейгера) основал центр по изучению радиации. В 1909 году он начал эксперименты, которые должны были изменить лицо физики.Он открыл атомное ядро ​​и разработал модель атома, похожую на солнечную систему. Подобно планетам, электроны вращаются вокруг центрального солнечного ядра. Принятие этой модели возросло после того, как она была модифицирована квантовой теорией Нильсом Бором. За свои работы с излучением и атомным ядром Резерфорд получил Нобелевскую премию по химии 1908 года. Он был немного сбит с толку, так как был физиком и чувствовал себя немного выше химии! В 1914 году Резерфорд был посвящен в рыцари. Во время Первой мировой войны он оставил свои исследования, чтобы помочь британскому адмиралтейству с проблемами обнаружения подводных лодок, но вскоре вернулся в лабораторию.Ему удалось произвести распад нерадиоактивного атома, выбив единственную частицу. Частица имела положительный заряд, значит, она должна была исходить от ядра: он назвал эту новую частицу протоном. В этом эксперименте он был первым человеком, который произвел «ядерную реакцию», хотя и слабую. В 1919 году он занял пост директора Кавендишской лаборатории. Его теплый и общительный характер сделал его выдающимся наставником для исследователей, привлеченных его научными достижениями. С годами он стал больше руководить и меньше заниматься исследованиями.В 1931 году он стал первым бароном Нельсона Резерфордом, что позволило ему вступить в Палату лордов. Он был ярым антинацистом и в 1933 году занимал пост президента Совета академической помощи, созданного для помощи немецким беженцам. Однако он лично не помогал химику Фрицу Хаберу, который сыграл важную роль в создании химического оружия во время Первой мировой войны. Резерфорд умер за два года до открытия деления атома. «Вся наука — это либо физика, либо коллекционирование марок». Связанные функции

BBC — История — Исторические личности: Эрнест Резерфорд (1871

Лорд Эрнест Резерфорд, ок.1920 г. © Резерфорд был физиком из Новой Зеландии, который получил Нобелевскую премию по химии за свои новаторские работы в области ядерной физики.

Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года в Нельсоне, Новая Зеландия, в семье фермера. В 1894 году он получил стипендию в Кембриджском университете и работал студентом-исследователем под руководством сэра Джозефа Томсона. В 1898 году он стал профессором физики в Университете Макгилла в Монреале, Канада. Там, работая с химиком Фредериком Содди, он исследовал недавно обнаруженное явление радиоактивности.Резерфорд и Содди предположили, что радиоактивность возникает в результате распада атомов.

В 1907 году Резерфорд вернулся в Англию, чтобы стать профессором физики в Манчестерском университете. В 1908 году ему была присуждена Нобелевская премия по химии. В 1914 году он был посвящен в рыцари, но война прервала его работу. Он помогал разрабатывать методы борьбы с новой угрозой подводной войны, а также изучал подводную акустику.

В 1917 году он вернулся к физике и продолжил серию экспериментов, в которых он обнаружил, что ядра некоторых легких элементов, таких как азот, могут быть «разрушены» под воздействием энергичных альфа-частиц, исходящих от какого-либо радиоактивного источника, и что во время этого процесса испускались быстрые протоны.