Welchen Spitznamen erhielt der Physiker Ernest Rutherford, weil ihn Studenten schon von weitem an seinen Schritten und seiner Stimme erkannten? Fotoauswahl: der „Vater“ der Kernphysik Sir Ernest Rutherford.

Sir Ernest Rutherford. Geboren am 30. August 1871 in Spring Grove, Neuseeland – gestorben am 19. Oktober 1937 in Cambridge. Britischer Physiker neuseeländischer Herkunft. Bekannt als „Vater“ Kernphysik. Gewinner des Nobelpreises für Chemie im Jahr 1908. 1911 bewies er mit seinem berühmten Experiment zur Streuung von α-Teilchen die Existenz eines positiv geladenen Kerns in Atomen und negativ geladener Elektronen um ihn herum. Basierend auf den Ergebnissen des Experiments erstellte er ein Planetenmodell des Atoms.

Rutherford wurde in Neuseeland in dem kleinen Dorf Spring Grove im Norden der Südinsel in der Nähe der Stadt Nelson in der Familie eines Flachsbauern geboren. Vater - James Rutherford, eingewandert aus Perth (Schottland). Mutter - Martha Thompson, ursprünglich aus Hornchurch, Essex, England. Zu dieser Zeit wanderten andere Schotten nach Quebec (Kanada) aus, aber die Familie Rutherford hatte kein Glück und die Regierung stellte ein kostenloses Schiffsticket nach Neuseeland und nicht nach Kanada zur Verfügung.

Ernest war das vierte Kind in einer Familie mit zwölf Kindern. Er hatte ein erstaunliches Gedächtnis, große Gesundheit und Kraft. Er schloss die Grundschule mit Auszeichnung ab und erhielt 580 von 600 möglichen Punkten sowie einen Bonus von 50 £, um sein Studium am Nelson College fortzusetzen. Ein weiteres Stipendium ermöglichte ihm die Fortsetzung seines Studiums am Canterbury College in Christchurch (heute University of New Zealand). Damals war es eine kleine Universität mit 150 Studenten und nur 7 Professoren. Rutherford hat eine Leidenschaft für die Wissenschaft und beginnt vom ersten Tag an mit der Forschungsarbeit.

Seine 1892 verfasste Masterarbeit trug den Titel „Magnetisierung von Eisen unter Hochfrequenzentladungen“. Die Arbeit befasste sich mit dem Nachweis hochfrequenter Radiowellen, deren Existenz 1888 vom deutschen Physiker Heinrich Hertz nachgewiesen wurde. Rutherford erfand und fertigte ein Gerät – einen Magnetdetektor, einen der ersten Empfänger elektromagnetischer Wellen.

Nach seinem Universitätsabschluss im Jahr 1894 unterrichtete Rutherford ein Jahr lang an der High School.

Die begabtesten jungen Untertanen der britischen Krone, die in den Kolonien lebten, erhielten alle zwei Jahre ein Sonderstipendium in Höhe von 150 Pfund pro Jahr, das nach der Weltausstellung von 1851 benannt war und ihnen die Möglichkeit gab, nach England zu gehen, um sich in der Wissenschaft weiterzuentwickeln . Im Jahr 1895 erhielt Rutherford dieses Stipendium, da der erste Empfänger, McClaren, es ablehnte. Im Herbst desselben Jahres kam Rutherford, nachdem er sich Geld für ein Bootsticket nach Großbritannien geliehen hatte, nach England am Cavendish Laboratory der Universität Cambridge und wurde der erste Doktorand seines Direktors Joseph John Thomson.

1895 war das erste Jahr, in dem (auf Initiative von J. J. Thomson) Absolventen anderer Universitäten ihre wissenschaftliche Arbeit in den Laboratorien von Cambridge fortsetzen konnten. Zusammen mit Rutherford nutzten John McLennan, John Townsend und Paul Langevin diese Gelegenheit, indem sie sich am Cavendish Laboratory einschrieben. Rutherford arbeitete mit Langevin im selben Raum und freundete sich mit ihm an, diese Freundschaft hielt bis an ihr Lebensende an.

Im selben Jahr, 1895, wurde eine Verlobung mit Mary Georgina Newton (1876–1945) geschlossen, der Tochter des Besitzers der Pension, in der Rutherford lebte. (Die Hochzeit fand 1900 statt; am 30. März 1901 bekamen sie eine Tochter, Eileen Mary (1901–1930), später die Frau von Ralph Fowler, einem berühmten Astrophysiker.)

Rutherford plante, Radio- oder Hertzsche Wellendetektoren zu studieren, Prüfungen in Physik abzulegen und einen Master-Abschluss zu erwerben. Aber in nächstes Jahr Es stellte sich heraus, dass das Postamt der britischen Regierung Marconi Geld für dieselbe Arbeit zuwies und sich weigerte, sie im Cavendish Laboratory zu finanzieren. Da das Stipendium nicht einmal für Lebensmittel ausreichte, war Rutherford gezwungen, als Tutor und Assistent von J. J. Thomson an der Untersuchung des Prozesses der Ionisierung von Gasen unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen zu arbeiten. Gemeinsam mit J. J. Thomson entdeckte Rutherford das Phänomen der Stromsättigung bei der Gasionisation.

Im Jahr 1898 entdeckte Rutherford Alpha- und Betastrahlen. Ein Jahr später entdeckte Paul Villar die Gammastrahlung (der Name dieser Art). ionisierende Strahlung, wie die ersten beiden, wurde von Rutherford vorgeschlagen).

Seit Sommer 1898 unternahm der Wissenschaftler seine ersten Schritte in der Forschung offenes Phänomen Radioaktivität von Uran und Thorium. Im Herbst übernimmt Rutherford auf Vorschlag von Thomson, nachdem er eine Konkurrenz von 5 Personen besiegt hat, die Position eines Professors an der McGill University in Montreal (Kanada) mit einem Gehalt von 500 Pfund Sterling oder 2500 kanadischen Dollar pro Jahr. An dieser Universität arbeitete Rutherford erfolgreich mit Frederick Soddy zusammen, damals junger Laborassistent am Fachbereich Chemie und später (wie Rutherford) Nobelpreisträger für Chemie (1921). Im Jahr 1903 schlugen Rutherford und Soddy die revolutionäre Idee der Umwandlung von Elementen durch den Prozess des radioaktiven Zerfalls vor und bewiesen sie.

Nachdem Rutherford für seine Arbeit auf dem Gebiet der Radioaktivität große Anerkennung erlangte, wurde er zu einem gefragten Wissenschaftler und erhielt zahlreiche Stellenangebote an Forschungszentren auf der ganzen Welt. Im Frühjahr 1907 verließ er Kanada und begann seine Professur an der University of Victoria (heute University of Manchester) in Manchester (England), wo sich sein Gehalt um etwa das 2,5-fache erhöhte.

Im Jahr 1908 erhielt Rutherford den Nobelpreis für Chemie „für seine Forschungen zum Zerfall von Elementen in der Chemie radioaktiver Substanzen“.

Als Rutherford die Nachricht erhielt, dass ihm der Nobelpreis für Chemie verliehen worden sei, erklärte er: „Alle Wissenschaft ist entweder Physik oder Briefmarkensammeln“.

Ein wichtiges und freudiges Ereignis in seinem Leben war die Wahl des Wissenschaftlers zum Mitglied der Royal Society of London im Jahr 1903, deren Präsident er von 1925 bis 1930 war. Von 1931 bis 1933 war Rutherford Präsident des Institute of Physics.

1914 wurde Rutherford ausgezeichnet Adelstitel und wird zu „Sir Ernst“. 12. Februar um Buckingham Palace der König schlug ihn zum Ritter: Er trug eine Hofuniform und war mit einem Schwert umgürtet.

Sein heraldisches Wappen wurde 1931 genehmigt: Peer of England Baron Rutherford Nelson (wie er ursprünglich genannt wurde). großer Physiker(nach seiner Erhebung in den Adelsstand) wurde mit dem Kiwivogel, dem Symbol Neuseelands, gekrönt. Das Design des Wappens ist ein Bild eines Exponenten – einer Kurve, die den monotonen Prozess der Verringerung der Anzahl radioaktiver Atome im Laufe der Zeit charakterisiert.

Rutherfords wissenschaftliche Leistungen:

Den Memoiren zufolge war Rutherford ein prominenter Vertreter der englischen experimentellen Schule der Physik, die sich durch den Wunsch auszeichnet, das Wesentliche zu verstehen physikalisches Phänomen und prüfen, ob es durch bestehende Theorien erklärt werden kann (im Gegensatz zur „deutschen“ Schule der Experimentatoren, die von bestehenden Theorien ausgeht und versucht, sie mit Erfahrungen zu überprüfen).

Er verwendete kaum Formeln und griff kaum auf Mathematik zurück, war aber ein brillanter Experimentator, der in dieser Hinsicht an Faraday erinnerte. Gefeiert von Kapitsa wichtige Qualität Rutherfords Stärke als Experimentator war seine Beobachtungsgabe. Insbesondere entdeckte er dadurch die Emanation von Thorium und bemerkte Unterschiede in den Messwerten des Elektroskops, das die Ionisation maß, wenn die Tür im Gerät geöffnet und geschlossen war und den Luftstrom blockierte. Ein weiteres Beispiel ist Rutherfords Entdeckung der künstlichen Transmutation von Elementen, bei der die Bestrahlung von Stickstoffkernen in der Luft mit Alphateilchen mit dem Auftreten hochenergetischer Teilchen (Protonen) einherging, die eine größere Reichweite hatten, aber sehr selten waren.

1904 – „Radioaktivität“
1905 – „Radioaktive Transformationen“
1930 – „Radiations of Radioactive Substances“ (gemeinsam mit J. Chadwick und C. Ellis verfasst).

Zwölf von Rutherfords Schülern wurden Nobelpreisträger für Physik und Chemie. Einer der talentiertesten Schüler von Henry Moseley, der experimentell gezeigt hat physikalische Bedeutung Periodic Law, starb 1915 auf Gallipoli während der Dardanellen-Operation. In Montreal arbeitete Rutherford mit F. Soddy, O. Khan; in Manchester – mit G. Geiger (er half ihm insbesondere bei der Entwicklung eines Zählers zur automatischen Zählung der Anzahl ionisierender Teilchen), in Cambridge – mit N. Bohr, P. Kapitsa und vielen anderen zukünftigen berühmten Wissenschaftlern.

Nach dem Öffnen radioaktive Elemente Es begann eine aktive Untersuchung der physikalischen Natur ihrer Strahlung. Rutherford gelang es, die komplexe Zusammensetzung radioaktiver Strahlung zu entdecken.

Die Erfahrung war wie folgt. Das radioaktive Medikament wurde am Boden eines schmalen Kanals eines Bleizylinders platziert, und gegenüber wurde eine Fotoplatte platziert. Die aus dem Kanal austretende Strahlung wurde durch ein Magnetfeld beeinflusst. In diesem Fall befand sich die gesamte Installation im Vakuum.

In einem Magnetfeld teilte sich der Strahl in drei Teile. Die beiden Komponenten der Primärstrahlung wurden in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt, was darauf hindeutete, dass sie Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen hatten. Die dritte Komponente bewahrte die Linearität der Ausbreitung. Strahlung mit positiver Ladung wird als Alphastrahlung bezeichnet, negativ als Betastrahlung und neutral als Gammastrahlung.

Während Rutherford die Natur der Alphastrahlung untersuchte, führte er das folgende Experiment durch. Im Weg der Alphateilchen platzierte er einen Geigerzähler, der die Anzahl der emittierten Teilchen über einen bestimmten Zeitraum maß. Anschließend maß er mit einem Elektrometer die Ladung der dabei emittierten Teilchen. Rutherford kannte die Gesamtladung der Alphateilchen und ihre Anzahl und berechnete die Ladung eines solchen Teilchens. Es stellte sich heraus, dass es zwei elementaren entspricht.

Durch die Ablenkung von Teilchen in einem Magnetfeld bestimmte er das Verhältnis ihrer Ladung zur Masse. Es stellte sich heraus, dass es pro Elementarladung zwei atomare Masseneinheiten gibt.

So wurde festgestellt, dass ein Alphateilchen bei einer Ladung von zwei Elementarladungen vier atomare Masseneinheiten hat. Daraus folgt, dass Alphastrahlung ein Strom von Heliumkernen ist.

Im Jahr 1920 schlug Rutherford vor, dass es ein Teilchen mit einer Masse gleich der Masse eines Protons, aber ohne elektrische Ladung geben sollte – ein Neutron. Allerdings konnte er ein solches Teilchen nicht nachweisen. Seine Existenz wurde 1932 von James Chadwick experimentell nachgewiesen.

Darüber hinaus verfeinerte Rutherford das Verhältnis der Ladung des Elektrons zu seiner Masse um 30 %.

Basierend auf den Eigenschaften des radioaktiven Thoriums entdeckte und erklärte Rutherford die radioaktive Umwandlung chemischer Elemente. Der Wissenschaftler entdeckte, dass die Aktivität von Thorium in einer geschlossenen Ampulle unverändert bleibt, aber wenn das Medikament auch nur mit einem sehr schwachen Luftstrom geblasen wird, nimmt seine Aktivität deutlich ab. Es wurde vermutet, dass Thorium gleichzeitig mit den Alphateilchen radioaktives Gas aussendet.

Die Ergebnisse der gemeinsamen Arbeit von Rutherford und seinem Kollegen Frederick Soddy wurden 1902–1903 in einer Reihe von Artikeln im Philosophical Magazine veröffentlicht. In diesen Artikeln kamen die Autoren nach der Analyse der erzielten Ergebnisse zu dem Schluss, dass es möglich ist, einige chemische Elemente in andere umzuwandeln.

Indem Rutherford Luft aus einem Gefäß mit Thorium pumpte, isolierte er die Emanation von Thorium (einem Gas, das heute als Thoron oder Radon-220, eines der Isotope von Radon, bekannt ist) und untersuchte seine Ionisierungsfähigkeit. Es wurde festgestellt, dass die Aktivität dieses Gases jede Minute um die Hälfte abnimmt.

Bei der Untersuchung der Abhängigkeit der Aktivität radioaktiver Stoffe von der Zeit entdeckte der Wissenschaftler das Gesetz des radioaktiven Zerfalls.

Da die Atomkerne chemischer Elemente recht stabil sind, vermutete Rutherford, dass sehr große Energiemengen erforderlich sind, um sie umzuwandeln oder zu zerstören. Der erste Kern, der einer künstlichen Transformation unterzogen wird, ist der Kern des Stickstoffatoms. Durch den Beschuss von Stickstoff mit hochenergetischen Alphateilchen entdeckte Rutherford die Entstehung von Protonen – den Kernen des Wasserstoffatoms.

Rutherford ist einer der wenigen Nobelpreisträger, der sein berühmtestes Werk erst nach Erhalt schuf. Gemeinsam mit Hans Geiger und Ernst Marsden führte er 1909 ein Experiment durch, das die Existenz eines Atomkerns nachwies. Rutherford bat Geiger und Marsden, in diesem Experiment nach Alphateilchen mit sehr großen Ablenkungswinkeln zu suchen, was von Thomsons damaligem Atommodell nicht erwartet worden war. Solche Abweichungen wurden zwar selten, aber gefunden, und es wurde festgestellt, dass die Abweichungswahrscheinlichkeit eine gleichmäßige, wenn auch schnell abnehmende Funktion des Abweichungswinkels ist.

Rutherford gab später zu, dass er selbst nicht an ein positives Ergebnis glaubte, als er seinen Studenten vorschlug, ein Experiment zur Streuung von Alphateilchen in großen Winkeln durchzuführen.

Rutherford konnte die aus dem Experiment gewonnenen Daten interpretieren, was ihn 1911 dazu veranlasste, ein Planetenmodell des Atoms zu entwickeln. Nach diesem Modell besteht ein Atom aus einem sehr kleinen, positiv geladenen Kern, der den größten Teil der Atommasse enthält, und leichten Elektronen, die ihn umkreisen.

Kapitsa gab Rutherford wegen seines guten Wesens den Spitznamen „Krokodil“. 1931 sicherte sich Krokodil 15.000 Pfund Sterling für den Bau und die Ausstattung eines speziellen Laborgebäudes für Kapitsa. Im Februar 1933 fand in Cambridge die feierliche Eröffnung des Labors statt. An der Stirnwand eines zweistöckigen Gebäudes befand sich ein riesiges, in Stein gemeißeltes Krokodil, das die gesamte Wand bedeckte. Es wurde von Kapitsa in Auftrag gegeben und vom berühmten Bildhauer Eric Gill angefertigt. Rutherford selbst erklärte, dass er es war. Eingangstür Geöffnet mit einem vergoldeten Schlüssel in Form eines Krokodils.

Laut Yves erklärte Kapitsa den von ihm erfundenen Spitznamen: „Dieses Tier kehrt niemals um und kann daher Rutherfords Einsicht und seinen schnellen Fortschritt symbolisieren.“. Kapitsa fügte hinzu: „In Russland betrachten sie das Krokodil mit einer Mischung aus Entsetzen und Bewunderung.“

Interessanterweise war Rutherford, der den Atomkern entdeckte, skeptisch gegenüber den Aussichten Atomkraft: „Jeder, der auf diese Transformation hofft Atomkerne wird zur Energiequelle, beteuert Unsinn“.

Ernest Rutherford (Leben: 30.08.1871 - 19.10.1937) - Englischer Physiker, Schöpfer des Planetenmodells des Atoms, Begründer der Kernphysik. Er war Mitglied der Royal Society of London und von 1925 bis 1930 deren Präsident. Dieser Mann ist der Besitzer, den er 1908 erhielt.

Der zukünftige Wissenschaftler wurde in die Familie des Stellmachers James Rutherford und der Lehrerin Martha Thompson hineingeboren. Außer ihm hatte die Familie fünf Töchter und sechs Söhne.

Ausbildung und erste Auszeichnungen

Bevor die Familie 1889 aus dem Norden zog, studierte Ernest Rutherford in Christchurch am Canterbury College. Bereits zu diesem Zeitpunkt zeigten sich die brillanten Fähigkeiten des zukünftigen Wissenschaftlers. Nach Abschluss des 4. Kurses wurde Ernest ausgezeichnet Bessere Arbeit in Mathematik und belegte außerdem den 1. Platz in den Masterprüfungen in Physik und Mathematik.

Erfindung des Magnetdetektors

Nachdem er einen Master of Arts erlangt hatte, verließ Rutherford das College nicht. Er stürzte sich in eigenständige wissenschaftliche Arbeiten zur Magnetisierung von Eisen. Er entwickelte und fertigte spezielles Gerät- ein Magnetdetektor, der zu einem der weltweit ersten Empfänger elektromagnetischer Wellen wurde und Rutherfords „Eintrittskarte“ in die große Wissenschaft darstellte. Bald vollzog sich in seinem Leben eine wichtige Veränderung.

Rutherford geht nach England

Die talentiertesten jungen Untertanen der englischen Krone aus Neuseeland erhielten alle zwei Jahre ein Stipendium. Die Weltausstellung von 1851 bot die Gelegenheit, nach England zu reisen, um Naturwissenschaften zu studieren. Im Jahr 1895 wurde entschieden, dass zwei Neuseeländer eine solche Ehre verdienten – der Physiker Rutherford und der Chemiker Maclaurin. Es gab jedoch nur einen Ort und Ernests Hoffnungen wurden zunichte gemacht. Glücklicherweise musste Maclaurin diese Reise aus familiären Gründen abbrechen und Rutherford Ernest kam im Herbst 1895 in England an. Hier begann er seine Arbeit an der Universität Cambridge (im Cavendish Laboratory) und wurde der erste Doktorand von J. Thomson, dessen Direktor (siehe Abbildung unten).

Untersuchung der Becquerel-Strahlen

Thomson gehörte zu diesem Zeitpunkt bereits zu den Mitgliedern der angesehenen Royal Society of London. Er erkannte schnell Rutherfords Fähigkeiten und rekrutierte ihn, um an der von ihm durchgeführten Untersuchung der Ionisierung von Gasen unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen zu arbeiten. Doch bereits im Sommer 1898 unternimmt Ernest seine ersten Schritte in einem anderen Forschungsgebiet. Er begann sich für Becquerels Strahlen zu interessieren. Die vom französischen Physiker Becquerel entdeckte Strahlung aus Uransalz wurde später als radioaktiv bezeichnet. Der französische Wissenschaftler sowie die Curies waren aktiv an seiner Forschung beteiligt. Im Jahr 1898 schloss sich auch Rutherford Ernest dem Werk an. Dieser Wissenschaftler entdeckte, dass diese Strahlen Ströme positiv geladener Heliumkerne (Alpha-Teilchen) sowie Elektronenströme (Beta-Teilchen) umfassen.

Weitere Untersuchung der Uranstrahlen

Die Arbeit der Curies wurde am 18. Juli 1898 der Pariser Akademie der Wissenschaften vorgestellt, was Rutherfords großes Interesse weckte. Darin wiesen die Autoren darauf hin, dass es neben Uran noch andere radioaktive (dieser Begriff wurde damals erstmals verwendet) Elemente gibt. Rutherford führte später das Konzept eines der wichtigsten ein Unterscheidungsmerkmale diese Elemente.

Ernests Ausstellungsstipendium wurde im Dezember 1897 verlängert. Der Wissenschaftler bekam die Gelegenheit, die Uranstrahlen weiter zu untersuchen. Im April 1898 wurde jedoch in Montreal eine Stelle als Professor an der örtlichen McGill University frei, und Ernest beschloss, nach Kanada zu gehen. Die Zeit der Ausbildung ist vorbei. Es war allen klar, dass Rutherford bereit war, unabhängig zu arbeiten.

Umzug nach Kanada und ein neuer Job

Im Herbst 1898 erfolgte der Umzug nach Kanada. Rutherfords Lehre war zunächst nicht sehr erfolgreich: Den Studenten gefielen die Vorlesungen nicht, die der junge Professor, der noch nicht gelernt hatte, das Publikum vollständig zu verstehen, mit Details übersättigte. IN wissenschaftliche Arbeit Es gab auch einige Schwierigkeiten aufgrund der Tatsache, dass sich die Ankunft der von Rutherford bestellten radioaktiven Medikamente verzögerte. Doch bald wurden alle Ecken und Kanten geglättet und für Ernest begann eine Glücks- und Erfolgssträhne. Allerdings ist es kaum angebracht, über Erfolge zu sprechen: Alles wurde durch harte Arbeit erreicht, an der seine neuen Freunde und Gleichgesinnten beteiligt waren.

Entdeckung des Gesetzes der radioaktiven Umwandlungen

Rund um Rutherford hatte sich bereits eine Atmosphäre kreativer Begeisterung und Leidenschaft gebildet. Die Arbeit war freudig und intensiv, sie führte zu großem Erfolg. Rutherford entdeckte 1899 die Emanation von Thorium. Zusammen mit Soddy gelangte er 1902–1903 zu einem allgemeinen Gesetz, das auf alle radioaktiven Umwandlungen anwendbar war. Es lohnt sich, etwas mehr über dieses wichtige wissenschaftliche Ereignis zu sagen.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt waren sich damals klar darüber im Klaren, dass es unmöglich war, ein chemisches Element in ein anderes umzuwandeln, weshalb die Träume der Alchemisten, Gold aus Blei zu gewinnen, für immer begraben werden sollten. Und dann erschien eine Arbeit, in der argumentiert wurde, dass bei radioaktiven Zerfällen Umwandlungen von Elementen nicht nur stattfinden, sondern diese weder verlangsamt noch gestoppt werden können. Darüber hinaus wurden die Gesetze dieser Transformationen formuliert. Heute verstehen wir, dass es die Atomladung ist, die den Ausschlag gibt Chemische Eigenschaften Element und seine Position in Periodensystem Mendelejew. Wenn es um zwei Einheiten abnimmt, was beim Alpha-Zerfall auftritt, „bewegt“ es sich im Periodensystem um zwei Stellen nach oben. Es verschiebt sich beim elektronischen Betazerfall um eine Zelle nach unten und beim Positronenzerfall um eine Zelle nach oben. Trotz der Offensichtlichkeit dieses Gesetzes und seiner scheinbaren Einfachheit war diese Entdeckung eines der wichtigsten Ereignisse in der Wissenschaft des frühen 20. Jahrhunderts.

Heirat mit Mary Georgina Newton, Geburt einer Tochter

Zur gleichen Zeit ereignete sich ein wichtiges Ereignis in Ernests Privatleben. Fünf Jahre nach seiner Verlobung mit Mary Georgina Newton heiratete sie der Wissenschaftler Ernest Rutherford, dessen Biografie zu diesem Zeitpunkt bereits von bedeutenden Erfolgen geprägt war. Dieses Mädchen war die Tochter des Besitzers der Pension in Christchurch, in der er einst lebte. Am 30. März 1901 wurde die einzige Tochter der Familie Rutherford geboren. Dieses Ereignis fiel zeitlich praktisch mit der Geburt eines neuen Kapitels der Naturwissenschaften zusammen – der Kernphysik. Und nach zwei Jahren wurde Rutherford Mitglied der Royal Society of London.

Rutherfords Bücher, Experimente zur Durchleuchtung von Folie mit Alphateilchen

Ernest verfasste zwei Bücher, in denen er die Ergebnisse seiner wissenschaftlichen Forschungen und Leistungen zusammenfasste. Die erste wurde 1904 unter dem Titel „Radioaktivität“ veröffentlicht. „Radioactive Transformations“ erschien ein Jahr später. Der Autor dieser Bücher begann zu dieser Zeit mit neuen Forschungen. Er erkannte, dass radioaktive Strahlung von Atomen ausging, der Ort ihres Ursprungs blieb jedoch völlig unklar. Es war notwendig, die Struktur des Kernels zu untersuchen. Und dann wandte sich Ernest der Methode der Durchleuchtung mit Alphateilchen zu, mit der er seine Arbeit bei Thomson begann. In den Experimenten wurde untersucht, wie der Fluss dieser Partikel durch dünne Folienschichten verläuft.

Thomsons erstes Atommodell

Das erste Atommodell wurde vorgeschlagen, als bekannt wurde, dass Elektronen eine negative Ladung haben. Sie kommen jedoch in Atomen vor, die im Allgemeinen elektrisch neutral sind. Das bedeutet, dass es in seiner Zusammensetzung etwas geben muss, das eine positive Ladung trägt. Um dieses Problem zu lösen, schlug Thomson das folgende Modell vor: Ein Atom ist so etwas wie ein positiv geladener Tropfen, dessen Radius ein Hundertmillionstel Zentimeter beträgt. Es enthält winzige Elektronen mit negativer Ladung. Unter dem Einfluss der Coulomb-Kräfte tendieren sie dazu, eine Position im Zentrum des Atoms einzunehmen, aber wenn sie durch etwas aus dem Gleichgewicht gebracht werden, schwingen sie, begleitet von Strahlung. Dieses Modell erklärte die damals bekannte Existenz von Emissionsspektren. Aus Experimenten ist bereits klar geworden, dass in Festkörpern die Abstände zwischen den Atomen in etwa gleich groß sind. Es schien daher offensichtlich, dass Alphateilchen nicht durch Folie fliegen konnten, genauso wie ein Stein nicht durch einen Wald fliegen konnte, in dem die Bäume fast dicht beieinander wuchsen. Die allerersten von Rutherford durchgeführten Experimente überzeugten jedoch, dass dies nicht der Fall war. Die meisten Alphateilchen durchdrangen die Folie nahezu ohne Ablenkung, und nur wenige zeigten eine teilweise erhebliche Ablenkung. Ernest Rutherford interessierte sich sehr dafür. Interessante Fakten erforderten weitere Untersuchungen.

Rutherfords Planetenmodell

Und dann manifestierten sich erneut Rutherfords Intuition und die Fähigkeit dieses Wissenschaftlers, die Sprache der Natur zu verstehen. Ernest lehnte Thomsons Atommodell entschieden ab. Rutherfords Experimente führten ihn dazu, sein eigenes, sogenanntes Planetarium, vorzuschlagen. Demnach befindet sich im Zentrum des Atoms ein Kern, in dem trotz seiner eher geringen Größe die gesamte Masse des Atoms konzentriert ist. Und um den Kern herum bewegen sich Elektronen, wie Planeten, die sich um die Sonne drehen. Ihre Massen sind deutlich geringer als die der Alphateilchen, weshalb diese beim Eindringen in Elektronenwolken praktisch nicht abgelenkt werden. Und nur wenn ein Alphateilchen in der Nähe eines positiv geladenen Kerns fliegt, ist die Coulomb-Abstoßungskraft in der Lage, die Flugbahn seiner Bewegung stark zu verbiegen. Das ist Rutherfords Theorie. Es war sicherlich eine großartige Entdeckung.

Gesetze der Elektrodynamik und Planetenmodell

Rutherfords Erfahrung reichte aus, um viele Wissenschaftler von der Existenz des Planetenmodells zu überzeugen. Es stellte sich jedoch heraus, dass es nicht so eindeutig ist. Rutherfords Formel, die er auf der Grundlage dieses Modells ableitete, stimmte mit den während des Experiments gewonnenen Daten überein. Allerdings widerlegte sie die Gesetze der Elektrodynamik!

Diese Gesetze, die hauptsächlich durch die Arbeiten von Maxwell und Faraday aufgestellt wurden, besagen, dass eine beschleunigte Ladung emittiert Elektromagnetische Wellen und verliert dadurch Energie. In einem Rutherford-Atom bewegt sich das Elektron beschleunigt im Coulomb-Feld des Kerns und sollte nach Maxwells Theorie in einer zehnmillionsten Sekunde seine gesamte Energie verlieren, um anschließend auf den Kern zu fallen. Dies geschah jedoch nicht. Folglich widerlegte Rutherfords Formel Maxwells Theorie. Ernest wusste das, als es 1907 an der Zeit war, nach England zurückzukehren.

Umzug nach Manchester und Gewinn des Nobelpreises

Ernests Arbeit an der McGill University machte ihn sehr berühmt. Rutherford begann miteinander um die Einladung in wissenschaftliche Zentren zu wetteifern verschiedene Länder. Der Wissenschaftler beschloss, Kanada im Frühjahr 1907 zu verlassen und kam in Manchester an der University of Victoria an, wo er seine Forschungen fortsetzte. Zusammen mit H. Geiger schuf er 1908 einen Alphateilchenzähler – ein neues Gerät, das spielte wichtige Rolle bei der Entdeckung, dass Alphateilchen doppelt ionisierte Heliumatome sind. Rutherford Ernest, dessen Entdeckungen von großer Bedeutung waren, erhielt 1908 den Nobelpreis (in Chemie, nicht in Physik!).

Zusammenarbeit mit Niels Bohr

Mittlerweile beschäftigte das Planetenmodell seine Gedanken immer mehr. Und so begann Rutherford im März 1912 mit Niels Bohr zusammenzuarbeiten und sich mit ihm anzufreunden. Bohrs größtes Verdienst (sein Foto ist unten dargestellt) bestand darin, dass er grundlegend neue Merkmale in das Planetenmodell einführte – die Idee der Quanten.

Er stellte „Postulate“ auf, die auf den ersten Blick in sich widersprüchlich schienen. Seiner Meinung nach gibt es im Atom Umlaufbahnen. Ein Elektron, das sich an ihnen entlang bewegt, strahlt entgegen den Gesetzen der Elektrodynamik nicht, obwohl es eine Beschleunigung hat. Dieser Wissenschaftler gab eine Regel an, nach der diese Umlaufbahnen gefunden werden können. Er fand heraus, dass Strahlungsquanten nur dann entstehen, wenn sich ein Elektron von einer Umlaufbahn zur nächsten bewegt. löste viele Probleme und wurde auch zum Durchbruch in die Welt der neuen Ideen. Seine Entdeckung führte zu einer radikalen Revision der Vorstellungen über Materie und ihre Bewegung.

Weitere umfangreiche Aktivitäten

Im Jahr 1919 wurde Rutherford Professor an der Universität Cambridge und gleichzeitig Direktor des Cavendish Laboratory. Dutzende Wissenschaftler betrachteten ihn zu Recht als ihren Lehrer, darunter auch diejenigen, die später mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden. Dies sind J. Chadwick, G. Moseley, M. Oliphant, J. Cockroft, O. Gan, W. Geitler, Yu.B. Khariton, P.L. Kapitsa, G. Gamow und andere. Der Strom an Ehrungen und Auszeichnungen wurde immer zahlreicher. Im Jahr 1914 wurde Rutherford geadelt. Er wurde 1923 Präsident der British Association und von 1925 bis 1930 Präsident der Royal Society. Ernest erhielt 1931 den Titel eines Barons und wurde Lord. Doch trotz zunehmend höherer Drücke, nicht nur wissenschaftlicher Art, greift er weiterhin die Geheimnisse des Kerns und des Atoms an.

Wir bieten Ihnen eines an interessante Tatsache, verbunden mit Rutherfords wissenschaftlichen Aktivitäten. Es ist bekannt, dass Ernest Rutherford bei der Auswahl seiner Mitarbeiter folgendes Kriterium zugrunde gelegt hat: Er gab der Person, die zum ersten Mal zu ihm kam, eine Aufgabe, und wenn der neue Mitarbeiter sich dann fragte, was er als nächstes tun sollte, wurde er sofort entlassen.

Der Wissenschaftler hat bereits mit Experimenten begonnen, die mit seiner Entdeckung der künstlichen Spaltung von Atomkernen und der künstlichen Umwandlung chemischer Elemente endeten. Im Jahr 1920 sagte Rutherford die Existenz von Deuteron und Neutron voraus und im Jahr 1933 initiierte und beteiligte er sich an einem Experiment, um die Beziehung zwischen Energie und Masse in Kernprozessen zu testen. Im April 1932 unterstützte er die Idee, Protonenbeschleuniger zur Untersuchung von Kernreaktionen einzusetzen.

Tod von Rutherford

Die Werke von Ernest Rutherford und die Arbeit seiner Schüler, die mehreren Generationen angehörten, hatten einen enormen Einfluss auf Wissenschaft und Technologie, auf das Leben von Millionen Menschen. Der große Wissenschaftler kam natürlich nicht umhin, sich zu fragen, ob dieser Einfluss positiv sein würde. Er war jedoch ein Optimist und glaubte fest an die Wissenschaft und die Menschen. Ernest Rutherford Kurze Biographie den wir beschrieben haben, starb am 19. Oktober 1937. Er wurde in der Westminster Abbey beigesetzt.

RUTHERFORD ERNEST

(1871 – 1937)

Der brillante englische Physiker und Chemiker Ernest Rutherford wurde am 30. August 1871 in Spring Grove, in der Nähe der Stadt Nelson in Neuseeland, geboren. Er war das vierte Kind in große Familie James und Martha Rutherford (geb. Thompson).

Ernests Vater arbeitete als Stellmacher, Ingenieur, Bauunternehmer und Müller. Im Jahr 1843 auf der Suche nach besseres Leben Er zog von Schottland nach Neuseeland. Ernests Mutter, Martha Thompson, war Lehrerin und zog im Alter von dreizehn Jahren von England nach Nelson.

Als Kind führte Rutherford das typische Leben eines Landjungen, indem er Kühe melkte und Feuerholz sammelte. Samstags machte der zukünftige Wissenschaftler zusammen mit anderen Kindern Schleudern und Schwimmrennen. Da der Vater häufig den Arbeitsplatz wechselte, musste die Familie ständig umziehen.

Im Alter von 10 Jahren besuchte Ernest die Foxhill Local School, wo er sein erstes wissenschaftliches Buch las. In diesem Jahr führte er sein erstes Experiment zur Messung der Schallgeschwindigkeit durch, das im Lehrbuch beschrieben ist.

Im Jahr 1887 trat Ernest in das Nelson College ein und wurde bald einer von ihnen beste Schüler. Der junge Rutherford interessierte sich besonders für Mathematik. Ernest widmete einen Großteil seiner Freizeit dem Rugby, was ihn jedoch nicht davon abhielt, eines von zehn Schulstipendien zu erhalten, was ihm die Möglichkeit gab, das Canterbury College in Creighchester (eine Zweigstelle der University of New Zealand) zu besuchen, eines der größten Städte in Neuseeland.

Ernest Rutherford erhielt 1892 einen Bachelor-Abschluss. Geisteswissenschaften. Die Lieblingsfächer des angehenden Wissenschaftlers im College waren Physik und Chemie. In diesen Fächern bestand er die Prüfungen am besten und erlangte den Bachelor of Science.

In seiner Masterarbeit untersuchte Ernest hochfrequente Radiowellen, die vor etwa zehn Jahren entdeckt wurden. Um dieses Phänomen zu untersuchen, entwickelte Rutherford einen drahtlosen Funkempfänger, mit dem er Signale aus einer Entfernung von mehr als einer halben Meile empfing.

Im Alter von 23 Jahren verfügte Ernest Rutherford bereits über drei wissenschaftliche Abschlüsse. Damals erhielten die talentiertesten jungen ausländischen Untertanen Großbritanniens alle zwei Jahre ein Sonderstipendium, benannt nach der Weltausstellung von 1851, das ihnen die Möglichkeit gab, sich in den Naturwissenschaften in England zu verbessern. Unter den Bewerbern für ein Stipendium befanden sich 1895 zwei Kandidaten – der Chemiker McLaurin und der Physiker Rutherford.

McLaurin erhielt ein Stipendium, doch familiäre Umstände hinderten ihn daran, nach England zu gehen. Das Schicksal erwies sich für Rutherford als günstig und im Herbst 1895 zog er auf Einladung von J. J. Thomson nach England an das Cavendish Laboratory der Universität Cambridge. In Cambridge wurde Rutherford der erste Doktorand des Laborleiters Joseph John Thomson.

Zu dieser Zeit war Thomson ein weltberühmter Wissenschaftler und Mitglied der Royal Society of London. Rutherfords Arbeit über Radiowellen beeindruckte den berühmten Physiker und er lud den jungen Wissenschaftler ein, gemeinsam die Prozesse der Gasionisation unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen zu untersuchen, die ein Jahr zuvor von Wilhelm Röntgen entdeckt wurden.

Im Jahr 1896 veröffentlichten Wissenschaftler zusammen arbeiten„Über den Durchgang von Elektrizität durch Gase, die Röntgenstrahlen ausgesetzt sind.“ Im folgenden Jahr veröffentlichte Rutherford sein Werk „Magnetic Detector of Electric Waves and Some of Its Applications“. Im selben Jahr schrieb er einen Artikel „Über die Elektrifizierung von Gasen, die Röntgenstrahlen ausgesetzt sind, und über die Absorption von Röntgenstrahlen durch Gase und Dämpfe“.

Während seiner Arbeit am Cavendish Laboratory verfolgte Rutherford aufmerksam die Entdeckungen anderer Physiker und Chemiker. Nachdem Pierre Curie und Maria Sklodowska-Curie in der Pariser Akademie der Wissenschaften ihre Forschungsergebnisse vorgestellt hatten, die bewiesen, dass es neben Uran noch andere radioaktive Elemente gab, begann der junge Wissenschaftler unabhängige Arbeit in dieser Gegend. Er führte die ersten Studien über Becquerel-Strahlen durch und entdeckte die Inhomogenität der von Uran emittierten Strahlung.

Basierend auf ihren eigenen Ergebnissen schlugen Ernest Rutherford und J. J. Thomson vor, dass unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen Gasatome zerstört werden und negativ und positiv geladene Teilchen entstehen. Wissenschaftler nannten diese Teilchen Ionen. Die gemeinsamen Anstrengungen von Wissenschaftlern führten auch zur Entdeckung des Elektrons, eines Atomteilchens, das eine negative elektrische Ladung trägt.

Im Dezember 1897 wurde Rutherfords Weltausstellungsstipendium erneuert und er begann, sich ernsthaft mit der Atomstruktur zu beschäftigen. Als jedoch im April 1898 eine Stelle als Professor an der McGill University in Montreal frei wurde und dem jungen Wissenschaftler diese Stelle angeboten wurde, stimmte er zu. Im Herbst 1898 begann Rutherford eine Lehrtätigkeit an der McGill University.

In Kanada machte der damals 27-jährige Professor viele brillante Entdeckungen. 1899 entdeckte er, dass radioaktives Thorium ein gasförmiges radioaktives Produkt abgibt. Der Wissenschaftler nannte dieses Phänomen „Emanation“ (Emission). Als Ergebnis späterer Untersuchungen wurde festgestellt, dass zwei weitere radioaktive Elemente – Radium und Actinium – ebenfalls Emanation erzeugen.

Der Wissenschaftler zeigte, dass es mindestens zwei Arten von Strahlung gibt. Die erste von ihnen, die leicht absorbiert werden konnte, nannte er Alphastrahlung und die zweite, die eine größere Durchschlagskraft hatte, Betastrahlung.

Nach der Analyse der Forschungsergebnisse kam Rutherford zu dem Schluss, dass alle der Wissenschaft bekannten radioaktiven Elemente Alpha- und Betastrahlen aussenden. Da die Radioaktivität der Elemente über einen gewissen Zeitraum abnahm, ging der Wissenschaftler davon aus, dass alle radioaktiven Elemente zur gleichen Familie von Atomen gehörten. Somit können sie nach dem Zeitraum des Rückgangs ihrer Radioaktivität klassifiziert werden.

In den Jahren 1902–1903 setzte Rutherford zusammen mit Frederick Soddy, einem der Begründer der Radiochemie, die Forschung auf diesem Gebiet fort. Wissenschaftler entdeckten das allgemeine Gesetz radioaktiver Umwandlungen, drückten es in mathematischer Form aus, führten das Konzept der „Halbwertszeit“ ein und skizzierten auch die wichtigsten Bestimmungen der von ihnen erstellten Theorie der Radioaktivität.

Laut Rutherford und Soddy entstand Radioaktivität, wenn ein Atom ein Teilchen seiner selbst abstieß. Als Folge des Verlusts eines Atoms von einem Chemisches Element in ein Atom eines anderen verwandelt.

Die Entdeckungen von Wissenschaftlern wurden in die Liste der wichtigsten wissenschaftlichen Ereignisse des 20. Jahrhunderts aufgenommen. Alle bisher bestehenden Axiome über die Unteilbarkeit und Unveränderlichkeit der Atome wurden zerstört. Wissenschaftler formulierten die Transformationsgesetze, aus denen folgte, dass die Umwandlungen chemischer Elemente beim radioaktiven Zerfall nicht nur stattfinden, sondern es auch nicht möglich ist, sie zu verlangsamen oder zu stoppen.

Bei der Untersuchung radioaktiver Umwandlungen berechneten Rutherford und Soddy die Energie der von Radium emittierten Alphateilchen und kamen zu dem Schluss, dass die Energie radioaktiver Umwandlungen viele tausend, wenn nicht sogar Millionen Mal größer ist als die Energie jeder molekularen Umwandlung. Laut Wissenschaftlern musste diese Energie bei allen Phänomenen der Weltraumphysik berücksichtigt werden, insbesondere bei der Konstanz Solarenergie Sie erklärten, dass auf der Sonne Prozesse der subatomaren Transformation stattfinden.

Im Jahr 1903 führte Rutherford eine Reihe von Experimenten durch, die seine Theorie bestätigten, und zeigte auch, dass Alphateilchen eine positive Ladung tragen.

Rutherfords Arbeit brachte ihm großen Ruhm. 1903 wurde er zum Fellow der Royal Society of London gewählt.

Im Jahr 1904 schrieb Rutherford das Buch Radioactivity, in dem er die Ergebnisse seiner Forschung präsentierte und formulierte. Im folgenden Jahr veröffentlichte er sein zweites Buch, Radioactive Transformations. Rutherford wurde eingeladen, an verschiedenen Universitäten und Forschungszentren in verschiedenen Ländern zu arbeiten. 1907 entschloss er sich, seinen Wohnort zu wechseln und kehrte nach England zurück. Am 24. Mai 1907 kam Rutherford in Manchester an, wo er die Stelle eines Professors für Physik an der Universität Manchester antrat.

In Manchester setzte Rutherford seine Forschungen fort. Mit Hilfe von Geiger organisierte er an der Universität eine Schule zum Studium der Radioaktivität. Im Jahr 1908 half Rutherford Hans Geiger bei der Entwicklung eines Alphateilchenzählers und bewies im folgenden Jahr, dass es sich bei Alphateilchen um doppelt ionisierte Heliumatome handelte.

Im Jahr 1908 erhielt Rutherford „für seine Forschungen zum Zerfall von Elementen in der Chemie radioaktiver Substanzen“ den Nobelpreis für Chemie. In seiner Präsentationsrede hielt der Präsident der schwedischen königliche Akademie Sciences K. B. Hasselberg wies auf die enorme Bedeutung der Entdeckungen des Wissenschaftlers hin.

In seinem Nobelvortrag „The Chemical Nature of Alpha Particles in Radioactive Substances“ vom 11. Dezember 1908 schlug Rutherford vor, dass Alphateilchen in Masse und Zusammensetzung identisch seien und aus den Kernen von Heliumatomen zusammengesetzt seien. Daraus folgt, dass auch die Atome radioaktiver Elemente teilweise aus Heliumatomen bestehen.

Nach Erhalt des Nobelpreises begann Rutherford mit der Erforschung der Struktur des Atoms. Er wandte sich der Technik zu, die er zusammen mit J. J. Thomson am Cavendish Laboratory verwendete – Alphateilchen-Durchleuchtung. Der Wissenschaftler führte zusammen mit den Assistenten Hans Geiger und Ernst Marsden eine Reihe von Experimenten durch, bei denen er eine Platte aus dünner Goldfolie mit von Uran emittierten Alphateilchen beschoss. Damals glaubten die Physiker, dass die Abstände zwischen Atomen in Festkörpern ungefähr der Größe der Atome entsprachen. Daraus könnten wir schließen, dass Alphateilchen nicht einmal durch dünne Folie fliegen könnten.

Bereits die ersten Experimente von Rutherford widerlegten diese Schlussfolgerung – die meisten Alphateilchen durchdrangen die Folie nahezu ohne Abweichung. Aber in etwa einem von 8.000 Fällen wichen sie noch stärker von der erwarteten Richtung ab, als es die Theorie zuließ, als stünden sie vor einem Hindernis. Diese erstaunliche Anomalie erwies sich als Ausgangspunkt für die Entwicklung des Kernmodells des Atoms.

Nachdem J. J. Thomson entdeckt hatte, dass Elektronen eine negative elektrische Ladung haben, schlug er ein Atommodell in Form eines positiv geladenen Tropfens mit einem Radius von einhundertmillionstel (10,8) Zentimetern vor, in dem sich winzige negativ geladene Elektronen befinden. Positive und negative Ladungen waren gleichmäßig im Atom verteilt und konnten daher die Bewegungsrichtung der Alphateilchen nicht wesentlich ändern.

Basierend auf seinen Experimenten gab Rutherford 1911 Thomsons Modell auf und schlug ein neues Atommodell vor. Er skizzierte seine Ideen in dem Artikel „Streuung von Alpha- und Betastrahlung in Materie und die Struktur des Atoms“ in der Mai-Ausgabe des Philosophical Magazins, einem Vorboten vieler brillanter Entdeckungen.

Nach Rutherford befindet sich im Zentrum des Atoms ein Kern, in dem positiv geladene Teilchen konzentriert sind und der die gesamte Masse des Atoms ausmacht. Negativ geladene Teilchen (Elektronen) befinden sich in relativ großer Entfernung in der Umlaufbahn des Kerns. Da die Massen der Elektronen viel kleiner sind als die Massen der Alphateilchen, werden diese beim Eindringen in Elektronenwolken nahezu nicht abgelenkt. Und nur wenn ein Alphateilchen in der Nähe eines positiv geladenen Kerns fliegt, ändert die Coulomb-Abstoßungskraft seine Flugbahn stark.

Rutherfords heute allgemein akzeptiertes Modell ähnelte einem winzigen Modell Sonnensystem und wurde als „Planetenmodell des Atoms“ bezeichnet.

Nachdem Rutherfords Freund und Mitarbeiter, der dänische Physiker Niels Bohr, 1913 die Idee der Quanten in das Planetenmodell einführte, erlangte das Atommodell weltweite Anerkennung. Bohr schlug vor, dass es im Atom Umlaufbahnen gibt, entlang derer das Elektron Beschleunigung erfährt, und gab eine Regel zum Auffinden solcher stationärer Umlaufbahnen an. Wenn sich ein Elektron gemäß dem Energieerhaltungssatz von einer Umlaufbahn in eine andere bewegt, entstehen Strahlungsquanten.

Niels Bohrs Theorie beseitigte den Hauptnachteil des Planetenmodells des Atoms – die elektrodynamische Unvermeidlichkeit des Sturzes eines rotierenden Elektrons auf den Kern.

Während des Ersten Weltkriegs berief die britische Regierung Rutherford in das Zivilkomitee des britischen Admiralitätsbüros für Erfindung und Forschung. Zu seinen Aufgaben gehörte die Erfindung einer Methode zur Erkennung feindlicher U-Boote mithilfe der Akustik.

Nach dem Krieg kehrte Ernest Rutherford in das Labor in Manchester zurück.

Im Jahr 1919 führte ein brillanter Wissenschaftler die erste künstliche Operation durch Kernreaktion. Nachdem Rutherford Wasserstoff- und dann Stickstoffatome mit Alphateilchen beschossen hatte, entdeckte er, dass Sauerstoffatome gebildet wurden. Durch den Beschuss zerfiel ein stabiles Atom. Aufbauend auf Rutherfords Forschungen und unter Verwendung der Ergebnisse ihrer Forschung entdeckten Frédéric und Irène Joliot-Curie 1934 die künstliche Radioaktivität.

Zu diesem Zeitpunkt war Rutherford als einer der größten praktischen Physiker in der gesamten Geschichte der Physik bekannt die brillantesten Menschen seiner Zeit.

1919 trat Ernest Rutherford die Nachfolge von Thomson an und erhielt die Positionen eines Professors für Experimentalphysik an der Universität Cambridge und eines Direktors des Cavendish Laboratory. Zwei Jahre später wurde er Professor für Naturwissenschaften an der Royal Institution in London. Zwei Jahre später, 1923, wurde Rutherford Präsident der British Association for the Advancement of Science und von 1925 bis 1930 Präsident der Royal Society of London. 1930 wurde der Wissenschaftler zum Vorsitzenden des Regierungsbeirats des Amtes für wissenschaftliche und industrielle Forschung ernannt.

Ernest Rutherford war nicht nur ein brillanter Wissenschaftler, sondern auch ein talentierter Organisator. Während seiner Führungspositionen lockte er viele junge Physiker für seine Arbeit an, die später mit Nobelpreisen ausgezeichnet wurden. Alle herausragenden Physiker dieser Zeit verneigten sich vor ihm. Als Kollegen seine Fähigkeit bemerkten, immer „auf dem Gipfel der Welle“ zu sein wissenschaftliche Forschung, antwortete er: „Warum nicht? Schließlich war ich doch derjenige, der die Welle verursacht hat, nicht wahr?“ Nur wenige Menschen widersprachen dieser Aussage. Dutzende weltberühmte Wissenschaftler betrachteten Rutherford als ihren Lehrer: P. L. Kapitsa, G. Moseley, J. Chadwick, J. Cockcroft, M. Oliphant, V. Heitler, O. Gan, Yu. B. Khariton und andere.

Trotz seines Alters und seiner Geschäftigkeit setzte Rutherford seine Forschungen kontinuierlich fort. 1920 sagte er die Existenz des Neutrons (entdeckt von seinem Schüler James Chadwick im Jahr 1932) und die Existenz des Wasserstoffatoms voraus Atommasse, gleich zwei (Deuterium), führte das Konzept des „Protons“ ein und leitete 1933 einen experimentellen Test der Beziehung zwischen Masse und Energie in Kernprozessen ein.

In meinem letzten experimentelle Arbeit 1934 entdeckte Rutherford zusammen mit Marcus Oliphant und Paul Harteck Tritium, ein superschweres Wasserstoffisotop.

Bis zu seinem Tod behielt Ernest Rutherford eine ausgezeichnete Stimmung und war bei guter Gesundheit. Er führte in seinem Kopf auf brillante Weise komplexe mathematische Berechnungen durch und überraschte damit seine Kollegen und Mitarbeiter.

Nach kurzer Krankheit starb der berühmte Wissenschaftler am 19. Oktober 1937 in Cambridge und wurde in der Westminster Abbey in der Nähe der Gräber von Isaac Newton, Charles Darwin und Michael Faraday beigesetzt.

Rutherford Ernest (1871-1937), englischer Physiker, einer der Begründer der Lehre von der Radioaktivität und der Struktur des Atoms, Gründer einer wissenschaftlichen Schule.

Geboren am 30. August 1871 in der Stadt Spring Brove (Neuseeland) in einer Familie schottischer Auswanderer. Sein Vater arbeitete als Mechaniker und Flachsbauer, seine Mutter war Lehrerin. Ernest war das vierte der zwölf Rutherford-Kinder und das talentierteste.

Schon am Ende Grundschule Als erster Schüler erhielt er eine Prämie von 50 £, um seine Ausbildung fortzusetzen. Dank dessen besuchte Rutherford das College in Nelson (Neuseeland). Nach seinem College-Abschluss legte der junge Mann Prüfungen an der University of Canterbury ab und studierte hier ernsthaft Physik und Chemie.

Er beteiligte sich an der Gründung einer wissenschaftlichen Studentenvereinigung und verfasste 1891 einen Bericht zum Thema „Evolution der Elemente“, in dem erstmals die Idee geäußert wurde, dass Atome komplexe Systeme seien, die aus denselben Komponenten aufgebaut seien.

Zu einer Zeit, als J. Daltons Idee der Unteilbarkeit des Atoms die Physik dominierte, erschien diese Idee absurd und der junge Wissenschaftler musste sich sogar bei seinen Kollegen für „offensichtlichen Unsinn“ entschuldigen.

Zwar bewies Rutherford zwölf Jahre später, dass er Recht hatte. Nach seinem Universitätsabschluss wurde Ernest Lehrer weiterführende Schule, aber diese Aktivität gefiel ihm eindeutig nicht. Glücklicherweise erhielt Rutherford, der beste Absolvent des Jahres, ein Stipendium und ging nach Cambridge, dem wissenschaftlichen Zentrum Englands, um sein Studium fortzusetzen.

Im Cavendish Laboratory schuf Rutherford einen Sender für die Funkkommunikation im Umkreis von 3 km, gab für seine Erfindung jedoch dem italienischen Ingenieur G. Marconi den Vorzug und begann selbst, die Ionisierung von Gasen und Luft zu untersuchen. Der Wissenschaftler stellte fest, dass Uranstrahlung aus zwei Komponenten besteht – Alpha- und Betastrahlen. Es war eine Offenbarung.

Während Rutherford in Montreal die Aktivität von Thorium untersuchte, entdeckte er ein neues Gas – Radon. Im Jahr 1902 äußerte der Wissenschaftler in seinem Werk „Ursache und Natur der Radioaktivität“ erstmals die Idee, dass die Ursache der Radioaktivität der spontane Übergang einiger Elemente in andere ist. Er fand heraus, dass Alphateilchen positiv geladen sind, ihre Masse größer ist als die eines Wasserstoffatoms und ihre Ladung ungefähr der Ladung zweier Elektronen entspricht, was an Heliumatome erinnert.

Im Jahr 1903 wurde Rutherford Mitglied der Royal Society of London und war von 1925 bis 1930 deren Präsident.

Im Jahr 1904 erschien das grundlegende Werk des Wissenschaftlers „ Radioaktive Substanzen und ihre Strahlung“, das zu einer Enzyklopädie für Kernphysiker wurde. Im Jahr 1908 wurde Rutherford für seine Forschungen zu radioaktiven Elementen Nobelpreisträger. Der Leiter des Physiklabors an der Universität Manchester, Rutherford, gründete eine Schule für Kernphysiker, seine Studenten.

Zusammen mit ihnen untersuchte er das Atom und gelangte 1911 schließlich zum Planetenmodell des Atoms, über das er in einem Artikel in der Mai-Ausgabe des Philosophical Journal schrieb. Das Modell wurde nicht sofort akzeptiert; es wurde erst etabliert, nachdem es von Rutherfords Schülern, insbesondere N. Bohr, verfeinert wurde.

Der Wissenschaftler starb am 19. Oktober 1937 in Cambridge. Wie viele große Männer Englands ruht Ernest Rutherford in der St. Paul's Cathedral, im „Science Corner“, neben Newton, Faraday, Durenne, Herschel.

Einer der berühmtesten Physiker, Ernest Resenford, stammte aus Neuseeland. Seine Familie war nicht reich und Resenford selbst war das vierte von zwölf Kindern. Es scheint, dass er keine besondere Zukunft hat, aber im Gegenteil, seit seiner Kindheit strebt der Wissenschaftler nach Bildung und erhält dank seiner Intelligenz und Ausdauer ein Stipendium, das ihm ein Studium an einer der besten Hochschulen ermöglicht in dem Land. Im Jahr 1894 erlangte der zukünftige Physiker den Bachelor of Science.

Er lernte so gut, dass er ein persönliches Stipendium und das Recht erhielt, sein Studium in England fortzusetzen. Rutherford kam nach Cambridge und wurde Doktorand am Cavendish Laboratory. Dort untersuchte er weiterhin die Ausbreitung von Radiowellen und stellte erstmals Funkkommunikation über eine Entfernung von etwa einem Kilometer her. Aber rein technische Probleme zogen ihn nie an, und Rutherford begann, die Leitfähigkeit von Luft unter dem Einfluss der neu entdeckten Röntgenstrahlen zu untersuchen. Diese Arbeit, die er zusammen mit J. J. Thompson durchführte, führte zur Entdeckung des Elektrons. Danach begann Rutherford mit der Erforschung der Struktur des Atoms.

Nach der Verteidigung seiner Doktorarbeit ging Resenford nach Kanada und nahm eine Stelle als Professor für Physik an der McGill University in Montreal an. Dort begann er, Radioaktivität zu studieren. Rutherford untersuchte die Eigenschaften von Alpha- und Betastrahlen und entdeckte auch Isotope von Thorium und Radium. 1908 erhielt Ernest Rutherford den Nobelpreis für seine Theorie über die Umwandlung radioaktiver Elemente. Der Wissenschaftler führte diese Forschung zusammen mit F. Soddy durch.

1907 kehrte Rusenford nach England zurück, wo er Leiter der Physikabteilung der Universität Manchester wurde. Durch die Untersuchung der Streuung von Alphastrahlen entdeckte der Wissenschaftler die Existenz von Atomkernen und bestimmte deren Größe. Er führte diese Arbeit zusammen mit dem späteren berühmten Physiker Marsden durch. Basierend auf diesen Studien und den theoretischen Arbeiten des dänischen Physikers Niels Bohr wurde das Bohr-Rutherford-Modell des Atoms erstellt.

Im Jahr 1918 machte Rutherford eine weitere wichtige Entdeckung: Er bewies die Möglichkeit, den Stickstoffkern unter dem Einfluss von Alphateilchen in Sauerstoff umzuwandeln, und bestätigte damit die Möglichkeit, ein chemisches Element in ein anderes umzuwandeln.

Bei der Untersuchung der Kollisionen von Alphateilchen mit Wasserstoffatomen machte Rutherford eine weitere grundlegende Entdeckung – künstliche Radioaktivität.

Interessant ist, dass der Wissenschaftler dies als ein rein wissenschaftliches Problem betrachtete und nicht an die Möglichkeit glaubte praktischer Nutzen Kernenergie. Dennoch war es sein Mitarbeiter und später der bekannte deutsche Physiker Otto Hahn, der die Uranspaltung entdeckte, und Rutherfords Arbeit brachte den Beginn des Atomzeitalters erheblich näher. 1919 wurde Ernest Rutherford Direktor des Cavendish Laboratory. Dieses Amt behielt er bis zu seinem Tod. Das Labor wurde zu einem wahren Mekka für Physiker des 20. Jahrhunderts. Viele der größten Wissenschaftler unserer Zeit, die sich als Schüler Rutherfords betrachteten, arbeiteten dort – Blackett, Cockroft, Chadwick, Kapitsa, Walton. Der Wissenschaftler glaubte, dass es vor allem darauf ankommt, einem Menschen die Möglichkeit zu geben, sich bis zum Ende zu öffnen und zu zeigen, wozu er fähig ist. So initiierte er den Bau eines speziellen Magnetlabors für die Experimente von P. Kapitsa und erreichte später den Verkauf einzigartige Ausstattung in der UdSSR, damit der Wissenschaftler dort seine wissenschaftliche Arbeit fortsetzen konnte.