Ernest Ruterford qisqacha tarjimai holi. Ernest Ruterfordning tarjimai holi. Suv osti kemalari va yadroviy reaktsiya

56. ERNEST RUTERFORD (1871–1937) Ernest Ruterford XX asrning eng buyuk eksperimental fizigi hisoblanadi. U radioaktivlik haqidagi bilimimizdagi markaziy shaxs va yadro fizikasiga asos solgan odam. Unga qo'shimcha ravishda

Ernest Rezerford fanni qanday tasniflagan? 20-asrning katta qismida (1910-yillardan 1960-yillargacha) koʻplab fiziklar fanning boshqa sohalaridagi ilmiy hamkasblariga past nazar bilan qarashgan. Aytishlaricha, amerikalikning xotini

RUTERFORD (Rutherford, Ernest, 1871-1937), ingliz fizigi 52 Fanlar fizika va shtamp yig'ish fanlariga bo'linadi. Kitobda Ruterfordning "mashhur hazilligi" berilganidek. J.B.Byorksning Ernest Ruterford Manchesterda (1962). ? Birks J. B. Ruterford Manchesterda. – London, 1962, bet.

BEVIN, Ernest (Bevin, Ernest, 1881–1951), Britaniya leyborist siyosatchisi, 1945–1951. Tashqi ishlar vaziri29Agar siz bu Pandoraning qutisini ochsangiz, qanday troyan otlari sakrab chiqishini aytib bo'lmaydi. Yevropa Kengashi haqida; kitobida berilgan. R. Barklay "Ernest Bevin va Tashqi ishlar vazirligi" (1975).

RENAN, Ernest (Renan, Ernest, 1823-1892), frantsuz tarixchisi23b yunon mo''jizasi. // Mo''jiza yunon. "Akropolga ibodat" (1888) "Men uzoq vaqt davomida tom ma'noda mo''jizaga ishonmasdim; va yahudiy xalqining Iso va nasroniylikka olib boradigan noyob taqdiri menga nimadir tuyuldi

Ernest Ruterford 1871 yil 30 avgustda Yangi Zelandiyaning go'zal joyi Brightwaterda tug'ilgan. U shotlandiyalik muhojirlar Jeyms Ruterford va Marta Tomsonlar oilasida to'rtinchi farzand bo'lib, o'n ikki farzand ichida u eng iqtidorli bo'lib chiqdi. Ernest boshlang'ich maktabni a'lo darajada tugatdi va o'qishni davom ettirish uchun mumkin bo'lgan 600 balldan 580 ball va 50 funt sterling bonus oldi.
Ernest Ruterford beshinchi sinfga qabul qilingan Nelson kollejida o'qituvchilar uning ajoyib matematik qobiliyatlarini payqashdi. Ammo Ernest matematik bo'lib qolmadi. U til va adabiyotda ajoyib qobiliyatlarni namoyon etgan bo'lsa-da, gumanitar bo'lmadi. Taqdirga ko'ra, Ernest tabiiy fanlar - fizika va kimyoga qiziqadi.
Kollejni tugatgandan so'ng, Ruterford Kenterberi universitetiga o'qishga kirdi va ikkinchi kursida u "Elementlar evolyutsiyasi" mavzusida ma'ruza qildi, unda u kimyoviy elementlar bir xil elementar zarrachalardan iborat murakkab tizimlar ekanligini aytdi. Ernestning talabalik hisoboti universitetda munosib baholanmadi, lekin uning eksperimental ishi, masalan, elektromagnit to‘lqin qabul qiluvchi qurilmani yaratish hatto yirik olimlarni ham hayratda qoldirdi. Bir necha oy o'tgach, u "1851 stipendiyasi" bilan taqdirlandi, bu esa viloyat ingliz universitetlarining eng iqtidorli bitiruvchilarini tan oldi.
Shundan so'ng, Rezerford Kembrijda, Kavendish laboratoriyasida mashhur fizik Jozef-Jon Tomson rahbarligida uch yil ishladi. 1898 yilda u radioaktivlikni o'rganishni boshladi. Rezerfordning bu sohadagi birinchi fundamental kashfiyoti - uran chiqaradigan nurlanishning bir jinsli emasligini aniqlashi uning nomini fan olamida mashhur qildi; Uning sharofati bilan alfa va beta nurlanish tushunchasi fanga kirdi.
O'sha yili 26 yoshli Ruterford Monrealga Kanadadagi eng yaxshi MakGill universiteti professori sifatida taklif qilindi. Ushbu universitet uning asoschisi - umrining oxirida boyib ketishga muvaffaq bo'lgan Shotlandiyadan kelgan muhojir sharafiga nomlangan. Rezerford Kanadaga jo‘nab ketishidan oldin J.Tomson unga tavsiyanoma topshirdi, unda shunday yozilgan edi: “Mening laboratoriyamda janob Ruterforddek original tadqiqotga ishtiyoq va qobiliyatga ega yosh olim hech qachon bo‘lmagan va ishonchim komilki, agar u saylanadi, Monrealda ajoyib fiziklar maktabini yaratadi..." Tomsonning bashorati amalga oshdi. Ruterford Kanadada 10 yil ishladi va u erda ilmiy maktab yaratdi.
1903 yilda 32 yoshli olim London Qirollik jamiyati - Britaniya Fanlar Akademiyasi a'zosi etib saylandi.
1907 yilda Ruterford va uning oilasi Manchester universitetining fizika kafedrasi professori lavozimini egallash uchun Kanadadan Angliyaga ko'chib o'tdi. U kelganidan so'ng darhol Ruterford radioaktivlikni eksperimental o'rganishni boshladi. U bilan birga uning yordamchisi va shogirdi, nemis fizigi Xans Geyger (1882-1945) ishlagan, u radiatsiya intensivligini o'lchash uchun ionlash usulini - taniqli Geiger hisoblagichini ishlab chiqdi. Ruterford alfa zarralari ikki marta ionlangan geliy atomlari ekanligini tasdiqlovchi bir qator tajribalar o'tkazdi. Boshqa shogirdi Ernest Marsden (1889-1970) bilan birgalikda u yupqa metall plitalar orqali alfa zarrachalarining o'tish xususiyatlarini o'rgandi. Bu tajribalar asosida olim atomning sayyoraviy modelini taklif qildi: atom markazida yadro bor, uning atrofida elektronlar aylanadi. Rezerford neytronning kashf etilishini, yorug'lik elementlarining atom yadrolarini parchalash va sun'iy yadro o'zgarishlarini bashorat qilgan.
18 yil davomida - 1919 yildan to umrining oxirigacha - Rezerford 1874 yilda tashkil etilgan Kavendish laboratoriyasini boshqargan. Undan oldin unga buyuk ingliz fiziklari Maksvell, Reley va Tomson rahbarlik qilgan. Ruterford nemis fiziklari Otto Xan (1879-1968) va Liza Meytner (1878-1968) uranning bo'linishini kashf qilishlaridan oldin bir necha yil yashagan.
Ruterfordning eng yaqin hamkorlaridan biri Patrik Blekketning so'zlariga ko'ra, bu kashfiyot " ma'lum ma'noda, zarralar fizikasidan farq qiladigan yadro fizikasidagi buyuk kashfiyotlarning oxirgisi edi. Ruterford o'zining ilmiy faoliyati sohasi bo'lgan yo'nalish rivojlanishining cho'qqisini ko'rish uchun yashamadi.".

1871-yil 30-avgustda yadro fizikasining “otasi” sifatida tanilgan, kelib chiqishi Yangi Zelandiyadan boʻlgan ingliz fizigi, kimyo boʻyicha 1908-yilgi Nobel mukofoti sovrindori ser Ernest Ruterford tugʻildi.

Biz taniqli olimning tarjimai holini eslab, uning asosiy bosqichlarini foto tanlovimizda tasvirlashga qaror qildik.

1871 yil 30 avgustda Spring Brov shahrida (Yangi Zelandiya) Shotlandiya emigrantlari oilasida tug'ilgan. Uning otasi mexanik va zig'irchi bo'lib ishlagan, onasi o'qituvchi edi. Ernest 12 Ruterford farzandining to'rtinchisi va eng qobiliyatlisi edi.

Uy V Foxhill , Qayerda Ernest sarflangan qismi bolaligim

"Ilmlar ikki guruhga bo'lingan - fizika va shtamp yig'ish"

Boshlang'ich maktabni tugatgandan so'ng, birinchi talaba sifatida u o'qishni davom ettirish uchun 50 funt sterling miqdorida bonus oldi. Shu tufayli Ruterford Nelsondagi (Yangi Zelandiya) kollejga o'qishga kirdi.

1892 yilda Kenterberi kolleji talabasi bo'lgan Ruterford portreti

Kollejni tugatgach, yigit Kenterberi universitetida imtihonlarni topshirdi va bu erda fizika va kimyo fanlarini jiddiy o'rgandi.

« Agar olim o'z laboratoriyasida polni artayotgan farrosh ayolga nima qilishini tushuntira olmasa, u nima qilayotganini o'zi ham tushunmaydi.«

Ruterford talabalar bilan Monrealda , Kaliforniya shtati. 1899 yil

J. J. Tomson, ko'plab ajoyiblar kabi 19-asrning oxirida fizika professorlari bir guruh yorqin yoshlarni to'plashdi " tadqiqotchi talabalar"atrofingizda. Ular orasida bevosita uning himoyachisi ham bor Ernest Ruterford.

U ilmiy talabalar jamiyatini yaratishda ishtirok etdi va 1891 yilda "Elementlar evolyutsiyasi" mavzusida ma'ruza qildi, unda atomlar bir xil tarkibiy qismlardan qurilgan murakkab tizimlar ekanligi haqidagi g'oya birinchi marta aytildi.

Hans Geiger da edi Ruterford asosiy hamkor V tadqiqot 1907 yildan beri 1913 yilgacha

J. Daltonning atomning boʻlinmasligi haqidagi gʻoyasi fizika fanida hukmronlik qilgan bir paytda, bu gʻoya bemaʼni boʻlib tuyuldi va yosh Ruterford “aniq bemaʼnilik” uchun hamkasblaridan uzr soʻrashga ham toʻgʻri keldi.

Ernest Ruterford (pastki qatorda chapdan birinchi) hamkasblari bilan

To‘g‘ri, oradan 12 yil o‘tib Ruterford o‘zining haqligini isbotladi. Universitetni tugatgach, Ernest o'rta maktab o'qituvchisi bo'ldi, ammo bu mashg'ulot unga yoqmadi. Yilning eng yaxshi bitiruvchisi Rezerford stipendiya bilan taqdirlandi va u oʻqishni davom ettirish uchun Angliyaning ilmiy markazi Kembrijga joʻnadi.

Ruterford (yuqori qatorda chapdan ikkinchi) sinfdoshlari bilan 1896 yil

Kavendish laboratoriyasida Rezerford 3 km radiusda radioaloqa uchun uzatuvchi yaratdi, lekin o'z ixtirosi uchun italiyalik muhandis G.Markoniga ustunlik berdi va uning o'zi gazlar va havoning ionlanishini o'rganishga kirishdi. Olim uran nurlanishi ikki komponentdan – alfa va beta nurlaridan iborat ekanligini payqagan. Bu vahiy edi.

Ruterford Men sevardim yaxshi o'yin golf Yakshanba kunlari. Chapdan o'ngga: Ralf Fauler , F. U. Aston , Ruterford , G. VA. Teylor

Monrealda toriyning faolligini o'rganayotib, Rezerford yangi gaz - radonni topdi. 1902 yilda olim o'zining "Radioaktivlikning sababi va tabiati" asarida birinchi bo'lib radioaktivlikning sababi ba'zi elementlarning boshqalarga o'z-o'zidan o'tishi degan fikrni bildirgan. U alfa zarralari musbat zaryadlanganligini, ularning massasi vodorod atominikidan kattaroq ekanligini va ularning zaryadi taxminan ikki elektronning zaryadiga teng ekanligini aniqladi va bu geliy atomlarini eslatadi.

To'y Ernesta Va Meri Ruterford , 28 iyun 1900 Yangi Zelandiya

1903 yilda Ruterford London Qirollik jamiyatiga a'zo bo'ldi va 1925 yildan 1930 yilgacha uning prezidenti bo'lib ishladi.

Ernest Ruterford 1911 yil Solvay kongressida

1904 yilda olimning "Radioaktiv moddalar va ularning nurlanishlari" fundamental asari nashr etildi, u yadro fiziklari uchun ensiklopediyaga aylandi. 1908 yilda Rezerford radioaktiv elementlar bo'yicha tadqiqotlari uchun Nobel mukofoti laureati bo'ldi. Manchester universitetining fizika laboratoriyasining rahbari Rezerford o'z shogirdlari yadro fiziklari maktabini yaratdi.

Ruterford doimo o'z atrofiga bir guruh yorqin yosh iste'dodlarni to'plagan.1910 yildagi surat

Ular bilan birga u atomni o'rganib chiqdi va 1911 yilda nihoyat atomning sayyoraviy modeliga keldi, bu haqda u Philosophical Journalning may sonida chop etilgan maqolasida yozgan. Model darhol qabul qilinmadi, u Ruterford shogirdlari, xususan, N. Bor tomonidan takomillashtirilgandan keyingina o'rnatildi.

Kokkroft, Ruterford va Uolton 1932 yilda

Yosh Ernest Ruterfordning haykali. Yodgorlik Yangi Zelandiya

Olim 1937 yil 19 oktyabrda Kembrijda vafot etdi. Angliyaning ko'plab buyuk odamlari singari, Ernest Ruterford ham Avliyo Pol soborida, "Ilm-fan burchagida", Nyuton, Faraday, Dyuren, Gerschel yonida dam oladi.

E. Ruterfordning Philosophical jurnalidagi maqolasining birinchi sahifasi, 6, 21 (1911), unda "atom yadrosi" tushunchasi birinchi marta kiritilgan.

100 yil avval E.Rezerford tomonidan kashf etilgan atom yadrosi oʻzaro taʼsir qiluvchi proton va neytronlarning bogʻlangan sistemasidir. Har bir atom yadrosi o'ziga xos tarzda noyobdir. Atom yadrolarini tavsiflash uchun atom yadrolarining individual o'ziga xos xususiyatlarini tavsiflovchi turli modellar ishlab chiqilgan. Atom yadrolarining xossalarini o`rganish yangi dunyo - subatomik kvant olamini ochib berdi, saqlanish va simmetriyaning yangi qonuniyatlarining o`rnatilishiga olib keldi. Yadro fizikasidan olingan bilimlar tabiiy fanlarda tirik tizimlarni o‘rganishdan tortib astrofizikagacha keng qo‘llaniladi.

1. 1911 yil Rezerford atom yadrosini kashf etdi.

“Falsafiy jurnal”ning 1911-yil iyun sonida E.Rezerfordning “A- va b-zarrachalarning materiya boʻyicha tarqalishi va atom tuzilishi” asari eʼlon qilingan boʻlib, unda kontseptsiya oʻz ifodasini topgan. "atom yadrosi".
E.Rezerford G.Gayger va E.Marsdenlarning yupqa oltin folga ustidagi a-zarrachalarning sochilishi boʻyicha olib borgan ishlari natijalarini tahlil qildi, bunda kutilmaganda kichik miqdordagi a-zarralar dan kattaroq burchakka ogʻishganligi aniqlandi. 90°. Bu natija J. J. Tomsonning atomning o'sha paytdagi dominant modeliga zid edi, unga ko'ra atom manfiy zaryadlangan elektronlardan va radiusi R ≈ 10 - 8 sm bo'lgan sferada bir xilda taqsimlangan teng miqdordagi musbat elektr energiyasidan iborat edi Geyger va Marsden tomonidan Rezerford Kulon qonuni va Nyutonning harakat qonunlari asosida nuqta elektr zaryadining boshqa nuqtaviy zaryad bilan tarqalishi modelini ishlab chiqdi va a-zarrachaning th burchak ostida tarqalish ehtimolining E energiyasiga bogʻliqligini oldi. hodisaning a-zarrasi

Geyger va Marsden tomonidan o'lchangan a zarralarining burchak taqsimotini faqat atomning markaziy zaryadi kattalikdagi mintaqada taqsimlangan deb taxmin qilsak, tushuntirish mumkin edi.<10 -12 см. Результирующий заряд ядра приблизительно равен Ae/2, где A - вес атома в атомных единицах массы, e - фундаментальная единица заряда. Точность определения величины заряда ядра золота составила ≈ 20%. Так возникла планетарная модель атома, согласно которой атом состоит из массивного положительно заряженного атомного ядра и вращающихся вокруг него электронов. Так как в целом атом электрически нейтрален - положительный заряд ядра компенсировался отрицательным зарядом электронов. Число электронов в атоме определялось величиной заряда ядра Z.

1910 yilda Marsden ismli yosh olim Ruterford laboratoriyasiga ishga keldi. U Ruterforddan unga juda oddiy masala berishni so'radi. Ruterford unga materiyadan o'tadigan alfa zarralarini sanashni va ularning tarqalishini topishni buyurdi. Shu bilan birga, Ruterford, uning fikricha, Marsden sezilarli hech narsa topa olmasligini ta'kidladi. Rezerford o'z fikrlarini o'sha paytda qabul qilingan atomning Tomson modeliga asosladi. Ushbu modelga muvofiq, atom 10 o'lchamli shar bilan ifodalangan -8 sm teng taqsimlangan musbat zaryadga ega bo'lib, unda elektronlar kesishgan. Ikkinchisining garmonik tebranishlari emissiya spektrlarini aniqladi. Alfa zarralari bunday sferadan osongina o'tishi kerakligini ko'rsatish oson va maxsus sochilishni kutish mumkin emas. Alfa zarralari atrofdagi atomlarni ionlashtirgan elektronlarni chiqarish uchun barcha energiyani o'z yo'lida sarfladi.
Marsden Geyger rahbarligida o‘z kuzatishlarini boshladi va tez orada ko‘pchilik a zarrachalar materiyadan o‘tishini payqadi, lekin hali ham sezilarli sochilish bor, ba’zi zarralar esa orqaga qaytgandek tuyuladi. Ruterford bundan xabar topgach, shunday dedi:
— Bu mumkin emas. Bu o'qning qog'ozga tegishi mumkin bo'lmaganidek mumkin emas.
Bu ibora uning hodisani qanchalik konkret va obrazli ko‘rganini ko‘rsatadi.
Marsden va Geiger o'z ishlarini nashr etishdi va Ruterford darhol atom haqidagi mavjud g'oya noto'g'ri va uni tubdan qayta ko'rib chiqish kerak deb qaror qildi.
Rezerford aks ettirilgan a-zarralarning tarqalish qonunini o'rganib, a-zarralar hatto orqaga qaytishi mumkin bo'lgan dispersiya qonunini aniqlash uchun atom ichida qanday maydon taqsimoti zarurligini aniqlashga harakat qildi. U butun zaryad atomning butun hajmida emas, balki markazda to'planganida, bu mumkin degan xulosaga keldi. U yadro deb atagan bu markazning kattaligi juda kichik: 10 -12 —10 -13 sm diametrli. Ammo elektronlarni qaerga joylashtirishimiz kerak? Ruterford manfiy zaryadlangan elektronlar aylana bo'ylab taqsimlanishi kerak, deb qaror qildi - ular aylanish orqali ushlab turilishi mumkin, markazdan qochma kuchi yadroning musbat zaryadining tortishish kuchini muvozanatlashtiradi. Binobarin, atom modeli yadro - quyosh va elektronlar - sayyoralardan tashkil topgan ma'lum bir quyosh tizimidan boshqa narsa emas. Shunday qilib, u atom modelini yaratdi.
Ushbu model butunlay hayratda qoldi, chunki u o'sha paytdagi ba'zi bir fizika asoslariga zid edi..

P.L. Kapitsa. “Professor E. Ruterford xotiralari”

1909-1911 yillar G. Geyger va E. Marsden tajribalari

G. Geyger va E. Marsden yupqa tilla plyonkadan oʻtayotganda koʻpchilik a zarrachalar kutilganidek, burilmasdan uchib oʻtishini koʻrdilar, lekin kutilmaganda baʼzi a zarrachalar juda katta burchak ostida ogʻishganligi aniqlandi. Ba'zi alfa zarralari hatto teskari yo'nalishda tarqaldi. Tomson va Rezerford modellarida atomlarning elektr maydon kuchini hisoblash bu modellar orasidagi sezilarli farqni ko'rsatadi. Tomson modelida atom yuzasiga tarqalgan musbat zaryadning maydon kuchi ~10 13 V/m ni tashkil qiladi. Rezerford modelida atom markazida joylashgan musbat zaryad R mintaqasida< 10 -12 см создаёт напряженности поля на 8 порядков больше. Только такое сильное электрического поле массивного заряженного тела может отклонить α-частицы на большие углы, в то время как в слабом электрическом поле модели Томсона это было невозможно.

E. Ruterford, 1911 yil "Bu hammaga ma'lumα - Vaβ -zarralar, moddaning atomlari bilan to'qnashganda, to'g'ri yo'ldan chetga chiqadi. Bu tarqalish ko'proq seziladiβ -zarrachalarα -zarralar, chunki ular sezilarli darajada past impulslar va energiyaga ega. Shuning uchun bunday tez harakatlanuvchi zarralar duch kelgan atomlarga kirib borishi va kuzatilgan og'ishlar atom tizimida ishlaydigan kuchli elektr maydoni tufayli ekanligiga shubha yo'q. Odatda nurning tarqalishi deb taxmin qilinganα - yokiβ -moddaning yupqa plastinkasidan o'tuvchi nurlar modda atomlarining o'tishi paytida ko'p sonli mayda tarqalishlar natijasidir. Biroq, Geiger va Marsden tomonidan olib borilgan kuzatishlar ma'lum miqdorni ko'rsatdiα -zarrachalar bitta to'qnashuvda 90° dan ortiq burilish hosil qiladi. Oddiy hisob-kitob shuni ko'rsatadiki, bitta to'qnashuv paytida bunday katta burilish hosil bo'lishi uchun atomda kuchli elektr maydoni bo'lishi kerak.

1911 yil E. Ruterford. Atom yadrosi

a + 197 Au → a + 197 Au

Ernest Ruterford (1891-1937)

Rezerford atomning sayyoraviy modeliga asoslanib, Geiger va Marsden natijalariga mos keladigan yupqa oltin folga ustiga a zarrachalarining tarqalishini tavsiflovchi formulani oldi. Rezerford a zarrachalar va ular o'zaro ta'sir qiladigan atom yadrolarini nuqta massalari va zaryadlari deb hisoblash mumkin va musbat zaryadlangan yadrolar va a zarralar o'rtasida faqat elektrostatik itaruvchi kuchlar ta'sir qiladi va yadro a zarrachaga nisbatan shunchalik og'ir, deb faraz qildi. o'zaro ta'sir paytida harakat qilmaslik. Elektronlar atom yadrosi atrofida ~10-8 sm xarakterli atom shkalasida aylanadi va ularning massasi pastligi sababli a-zarrachalarning tarqalishiga ta'sir qilmaydi.

Birinchidan, Rezerford energiya E bo'lgan a-zarrachaning tarqalish burchagi th ning nuqta massiv yadrosi bilan to'qnashuvning b ta'sir parametriga bog'liqligini oldi. b - ta'sir parametri - a-zarrachalar o'rtasida itaruvchi kuchlar bo'lmaganda yadroga yaqinlashadigan minimal masofa, th - a-zarrachaning tarqalish burchagi, Z 1 e - a-zarrachaning elektr zaryadi, Z. 2 e - elektr zaryad yadrolari.
Keyin Rezerford yadro zaryadiga Z 2 e va a zarracha zaryadiga Z 1 e ga qarab energiya E bo'lgan a zarrachalar nurining qaysi qismi th burchak bilan sochilganligini hisoblab chiqdi. Shunday qilib, Nyuton va Kulonning klassik qonunlari asosida mashhur Rezerford sochilish formulasi olingan. Formulani olishda asosiy narsa atomda o'lchamlari R bo'lgan katta musbat zaryadlangan markaz mavjud degan taxmin edi.< 10 -12 см.

E. Ruterford, 1911 yil: “Eng oddiy taxmin shundan iboratki, atom juda kichik hajmda taqsimlangan markaziy zaryadga ega va katta yagona og‘ishlar uning tarkibiy qismlariga emas, balki butun markaziy zaryadga bog‘liq. Shu bilan birga, eksperimental ma'lumotlar markazdan ma'lum masofada joylashgan sun'iy yo'ldoshlar ko'rinishidagi musbat zaryadning kichik bir qismi mavjudligini inkor etish uchun etarlicha aniq emas ... Shuni ta'kidlash kerakki, topilgan taxminiy oltin atomining markaziy zaryadining qiymati (100e) har biri 2e zaryadga ega bo'lgan 49 geliy atomidan iborat oltin atomiga ega bo'lgan topilgan qiymatga taxminan mos keladi. Ehtimol, bu shunchaki tasodifdir, ammo radioaktiv moddaning ikki birlik zaryadga ega geliy atomlarini chiqarishi nuqtai nazaridan juda jozibali.

J. J. Tomson va E. Ruterford

E. Ruterford, 1921 yil:“Atomning yadro tuzilishi haqidagi tushuncha dastlab materiyaning yupqa qatlamlaridan oʻtayotganda a zarrachalarining katta burchak ostida tarqalishini tushuntirishga urinishlar natijasida paydo boʻlgan. a zarralari katta massa va yuqori tezlikka ega bo'lganligi sababli, bu muhim og'ishlar juda ajoyib edi; ular juda elektr quvvati borligini ko'rsatdilar! yoki atomlar ichidagi magnit maydonlar. Ushbu natijalarni tushuntirish uchun, atom diametrining odatda qabul qilingan qiymatiga nisbatan juda kichik o'lchamdagi zaryadlangan massiv yadrodan iborat deb taxmin qilish kerak edi. Bu musbat zaryadlangan yadro atom massasining katta qismini o'z ichiga oladi va ma'lum masofada ma'lum tarzda taqsimlangan manfiy elektronlar bilan o'ralgan; ularning soni yadroning umumiy musbat zaryadiga teng. Bunday sharoitda yadro yaqinida juda kuchli elektr maydoni mavjud bo'lishi kerak va yadroga yaqin bo'lgan alohida atom bilan uchrashganda a-zarralar sezilarli burchaklarga buriladi. Elektr kuchlari yadroga tutashgan mintaqadagi masofa kvadratiga teskari oʻzgaradi deb faraz qilib, muallif maʼlum burchak ostida tarqalgan a-zarralar sonining yadro zaryadi va a ning energiyasi bilan bogʻliqligini olgan. -zarracha.
Elementning atom raqami uning yadro zaryadining to'g'ri o'lchovidirmi degan savol shunchalik muhimki, uni hal qilish uchun barcha mumkin bo'lgan usullarni qo'llash kerak. Ayni paytda Cavendish laboratoriyasida ushbu munosabatlarning to'g'riligini tekshirish uchun bir nechta tadqiqotlar olib borilmoqda. Eng to'g'ridan-to'g'ri ikkita usul tez a- va b-nurlarining tarqalishini o'rganishga asoslangan. Birinchi usul yangi usullardan foydalanadigan Chadwick tomonidan qo'llaniladi. Chadvik tomonidan hozirgacha olingan natijalar, Chedvik uchun taxminan 1% bo'lgan tajribaning mumkin bo'lgan aniqligi doirasida yadro zaryadi bilan atom raqamining identifikatsiyasini to'liq tasdiqlaydi.

Ikki proton va ikkita neytronning birikmasi o'ta barqaror shakllanish bo'lishiga qaramay, hozirgi vaqtda a zarralar mustaqil strukturaviy shakllanish sifatida yadroga kiritilmagan deb hisoblanadi. a-radioaktiv elementlarda, a zarrachaning bog'lanish energiyasi yadrodan ikkita proton va ikkita neytronni alohida ajratib olish uchun zarur bo'lgan energiyadan kattaroqdir, shuning uchun a zarracha yadroda bo'lmasa ham, yadrodan chiqishi mumkin. yadro mustaqil ta'lim sifatida.
Ruterfordning atom yadrosi ma'lum miqdordagi geliy atomlaridan yoki yadroning musbat zaryadlangan yo'ldoshlaridan iborat bo'lishi mumkin degan taxmini uning kashfiyoti uchun mutlaqo tabiiy tushuntirish edi. α radioaktivlik. Har xil oʻzaro taʼsirlar natijasida zarrachalar paydo boʻlishi mumkin degan fikr oʻsha davrda hali mavjud emas edi.
1911-yilda E.Rezerford tomonidan atom yadrosining ochilishi va keyinchalik yadro hodisalarini oʻrganish atrofimizdagi olam haqidagi tasavvurimizni tubdan oʻzgartirdi. U fanni yangi tushunchalar bilan boyitdi va materiyaning subatomik tuzilishini oʻrganishning boshlanishi boʻldi.

Ser Ernest Ruterford. 1871 yil 30 avgustda Yangi Zelandiyaning Spring Grove shahrida tug'ilgan - 1937 yil 19 oktyabrda Kembrijda vafot etgan. Yangi zelandiyalik ingliz fizigi. Yadro fizikasining "otasi" sifatida tanilgan. 1908 yilda kimyo bo'yicha Nobel mukofoti sovrindori. 1911-yilda u oʻzining mashhur a-zarrachalarni sochish tajribasi bilan atomlarda musbat zaryadlangan yadro va uning atrofida manfiy zaryadlangan elektronlar mavjudligini isbotladi. Tajriba natijalari asosida u atomning sayyoraviy modelini yaratdi.

Ruterford Yangi Zelandiyada Nelson shahri yaqinidagi Janubiy orolning shimolida joylashgan Spring Grove kichik qishlog'ida zig'ir dehqon oilasida tug'ilgan. Otasi - Jeyms Ruterford, Pertdan (Shotlandiya) ko'chib kelgan. Onasi - Marta Tompson, asli Hornccherch, Esseks, Angliya. Bu vaqtda boshqa shotlandlar Kvebekga (Kanada) hijrat qilishdi, lekin Ruterfordlar oilasiga omad kulib boqmadi va hukumat Kanadaga emas, Yangi Zelandiyaga bepul kema chiptasini taqdim etdi.

Ernest o'n ikki farzandli oilada to'rtinchi farzand edi. U ajoyib xotira, ajoyib sog'liq va kuchga ega edi. U boshlang‘ich maktabni a’lo baholar bilan tugatdi, mumkin bo‘lgan 600 balldan 580 ball va Nelson kollejida o‘qishni davom ettirish uchun 50 funt sterling bonus oldi. Yana bir stipendiya unga Kraystcherchdagi Kenterberi kollejida (hozirgi Yangi Zelandiya universiteti) o‘qishni davom ettirish imkonini berdi. O'sha paytda u 150 talaba va atigi 7 professordan iborat kichik universitet edi. Ruterford ilm-fanga ishtiyoqlidir va tadqiqot ishlarini birinchi kundan boshlab boshlaydi.

Uning 1892 yilda yozilgan magistrlik dissertatsiyasi "Temirning yuqori chastotali razryadlar ostida magnitlanishi" deb nomlangan. Ish yuqori chastotali radioto'lqinlarni aniqlash bilan bog'liq bo'lib, ularning mavjudligi 1888 yilda nemis fizigi Geynrix Gerts tomonidan isbotlangan. Ruterford elektromagnit to'lqinlarning birinchi qabul qiluvchilaridan biri bo'lgan magnit detektorni ixtiro qildi va ishlab chiqardi.

1894 yilda universitetni tugatgandan so'ng, Ruterford bir yil davomida o'rta maktabda dars berdi.

Koloniyalarda yashovchi Britaniya tojining eng iqtidorli yosh sub'ektlariga 1851 yilgi Butunjahon ko'rgazmasi nomidagi maxsus stipendiya - yiliga 150 funt - har ikki yilda bir marta berildi, bu ularga fanni yanada rivojlantirish uchun Angliyaga borish imkoniyatini berdi. 1895 yilda Ruterford ushbu stipendiyaga sazovor bo'ldi, chunki uni birinchi marta olgan Maklaren rad etdi. O'sha yilning kuzida Buyuk Britaniyaga qayiq chiptasi uchun pul qarz olib, Ruterford Kembrij universitetidagi Kavendish laboratoriyasiga Angliyaga keldi va uning direktori Jozef Jon Tomsonning birinchi doktoranti bo'ldi.

1895 yil (J. J. Tomson tashabbusi bilan) boshqa universitetlarni tamomlagan talabalar Kembrij laboratoriyalarida ilmiy ishlarni davom ettirishlari mumkin bo'lgan birinchi yil bo'ldi. Ruterford bilan birga Jon MakLennan, Jon Taunsend va Pol Langevin bu imkoniyatdan foydalanib, Kavendish laboratoriyasiga yozilishdi. Ruterford Langevin bilan bir xonada ishlagan va u bilan do'stlashgan, bu do'stlik hayotlarining oxirigacha davom etgan.

Xuddi shu yili, 1895 yilda, Ruterford yashagan pansionat egasining qizi Meri Jorjina Nyuton (1876-1945) bilan shartnoma tuzildi. (To'y 1900 yilda bo'lib o'tdi; 1901 yil 30 martda ularning qizi Eylin Meri (1901-1930), keyinchalik mashhur astrofizik Ralf Faulerning rafiqasi bor edi.)

Ruterford radio yoki Gerts to'lqin detektorini o'rganishni, fizikadan imtihon topshirishni va magistrlik darajasini olishni rejalashtirgan. Ammo keyingi yili ma'lum bo'ldiki, Buyuk Britaniya hukumati pochta bo'limi Markoni uchun xuddi shu ish uchun pul ajratgan va uni Kavendish laboratoriyasida moliyalashdan bosh tortgan. Stipendiya hatto oziq-ovqatga ham yetmaganligi sababli, Rezerford rentgen nurlari ta'sirida gazlarning ionlanish jarayonini o'rganish mavzusida J. J. Tomsonning o'qituvchisi va yordamchisi sifatida ishlashga majbur bo'ldi. Rezerford J.J.Tomson bilan birgalikda gazning ionlanishi vaqtida tokning toʻyinganlik hodisasini kashf etdi.

1898 yilda Ruterford alfa va beta nurlarini kashf etdi. Bir yil o'tgach, Pol Villar gamma-nurlanishni kashf etdi (bu turdagi ionlashtiruvchi nurlanishning nomi, birinchi ikkitasi kabi, Ruterford tomonidan taklif qilingan).

1898-yilning yozidan boshlab olim uran va toriyda yangi kashf etilgan radioaktivlik hodisasini oʻrganishga ilk qadamlarini qoʻyadi. Kuzda Ruterford Tomsonning taklifiga binoan 5 kishilik raqobatni yengib, Monrealdagi (Kanada) MakGill universitetida yiliga 500 funt sterling yoki 2500 Kanada dollari maoshi bilan professor lavozimini egalladi. Ushbu universitetda Ruterford o'sha paytda kimyo kafedrasida kichik laborant, keyinroq (Ruterford kabi) kimyo bo'yicha Nobel mukofoti sovrindori (1921) Frederik Soddi bilan samarali hamkorlik qildi. 1903 yilda Ruterford va Soddi elementlarning radioaktiv parchalanish jarayoni orqali o'zgarishi haqidagi inqilobiy g'oyani taklif qildilar va isbotladilar.

Radioaktivlik sohasidagi faoliyati bilan keng e'tirofga sazovor bo'lgan Ruterford izlanuvchan olimga aylandi va butun dunyo bo'ylab tadqiqot markazlarida ko'plab ish takliflarini oldi. 1907 yilning bahorida u Kanadani tark etib, Manchesterdagi (Angliya) Viktoriya universitetida (hozirgi Manchester universiteti) professorlik faoliyatini boshladi, bu yerda uning maoshi taxminan 2,5 barobar oshdi.

1908 yilda Rezerford "radioaktiv moddalar kimyosidagi elementlarning parchalanishi bo'yicha tadqiqotlari uchun" kimyo bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi.

Kimyo bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'lganligi haqidagi xabarni olgach, Ruterford shunday dedi: "Barcha fanlar fizika yoki marka yig'ishdir".

Uning hayotidagi muhim va quvonchli voqea olimning 1903 yilda London Qirollik jamiyatiga a'zo etib saylanishi va 1925 yildan 1930 yilgacha uning prezidenti bo'lib ishlagani bo'ldi. 1931 yildan 1933 yilgacha Ruterford Fizika institutining prezidenti bo'lgan.

1914-yilda Ruterford obro'-e'tibor qozondi va "ser Ernst" bo'ldi. 12 fevral kuni Bukingem saroyida qirol unga ritsarlik unvoni berdi: u sud kiyimida va qilich bilan bog'langan edi.

Angliyaning tengdoshi Baron Ruterford Nelson (buyuk fizik zodagonlik darajasiga ko'tarilganidan keyin ma'lum bo'ldi) o'zining 1931 yilda tasdiqlangan geraldik gerbiga Yangi Zelandiya ramzi bo'lgan kivi qushi bilan toj kiydi. Gerbning dizayni eksponentning tasviri - vaqt o'tishi bilan radioaktiv atomlar sonining kamayishining monoton jarayonini tavsiflovchi egri chiziq.

Ruterfordning ilmiy yutuqlari:

Xotiralarga ko'ra, Ruterford fizikadagi ingliz eksperimental maktabining ko'zga ko'ringan vakili bo'lib, u fizik hodisaning mohiyatini tushunish va uni mavjud nazariyalar bilan izohlash mumkinmi yoki yo'qligini tekshirish istagi bilan ajralib turadi ("nemis" dan farqli o'laroq). mavjud nazariyalardan kelib chiqadigan va ularning tajribasini sinab ko'rishga intiladigan eksperimentchilar maktabi).

U ozgina formulalardan foydalandi va matematikaga unchalik murojaat qilmadi, lekin u bu borada Faradayni eslatuvchi ajoyib tajribachi edi. Kapitsa tomonidan qayd etilgan eksperimentchi sifatida Ruterfordning muhim xususiyati uning kuzatish qobiliyati edi. Xususan, uning tufayli u ionlanishni o'lchaydigan elektroskopning ko'rsatkichlaridagi farqlarni payqab, qurilmadagi eshik ochiq va yopiq holda havo oqimini to'sib qo'ygan holda toriy chiqishini aniqladi. Yana bir misol, Rezerfordning elementlarning sun'iy o'zgarishini kashf qilgan, havodagi azot yadrolarining alfa zarralari bilan nurlanishi yuqori energiyali zarrachalar (protonlar) paydo bo'lishi bilan birga bo'lgan, ular uzoqroq, lekin juda kam uchraydi.

1904 yil - "Radioaktivlik"
1905 yil - "Radioaktiv o'zgarishlar"
1930 yil - "Radioaktiv moddalarning nurlanishi" (J. Chadwick va C. Ellis bilan hamkorlikda).

Ruterfordning 12 shogirdi fizika va kimyo bo'yicha Nobel mukofoti sovrindori bo'ldi. Davriy qonunning jismoniy ma'nosini eksperimental ravishda ko'rsatgan Genri Mozilining eng iqtidorli shogirdlaridan biri 1915 yilda Dardanel operatsiyasi paytida Gallipolida vafot etdi. Monrealda Rezerford F. Soddi, O. Xon bilan ishlagan; Manchesterda - G. Geyger bilan (xususan, u ionlashtiruvchi zarrachalar sonini avtomatik hisoblash uchun hisoblagichni ishlab chiqishda yordam berdi), Kembrijda - N. Bor, P. Kapitsa va boshqa ko'plab kelajakdagi mashhur olimlar bilan.

Radioaktiv elementlar kashf etilgandan so'ng, ularning nurlanishining fizik tabiatini faol o'rganish boshlandi. Rezerford radioaktiv nurlanishning murakkab tarkibini kashf qila oldi.

Tajriba quyidagicha edi. Radioaktiv preparat qo'rg'oshin silindrining tor kanalining pastki qismiga, qarama-qarshi tomoniga esa fotografik plastinka qo'yilgan. Kanaldan chiqadigan radiatsiya magnit maydon tomonidan ta'sirlangan. Bunday holda, butun o'rnatish vakuumda edi.

Magnit maydonda nur uch qismga bo'linadi. Birlamchi nurlanishning ikkita komponenti qarama-qarshi yo'nalishda burildi, bu ularning qarama-qarshi belgilardagi zaryadga ega ekanligini ko'rsatdi. Uchinchi komponent tarqalishning chiziqliligini saqlab qoldi. Ijobiy zaryadli nurlanish alfa nurlari, manfiy - beta nurlari, neytral - gamma nurlar deb ataladi.

Rezerford alfa nurlanishining tabiatini o'rganar ekan, quyidagi tajribani o'tkazdi. Alfa zarralari yo'lida u Geiger hisoblagichini joylashtirdi, u ma'lum vaqt ichida chiqarilgan zarrachalar sonini o'lchadi. Shundan so'ng, elektrometr yordamida u bir vaqtning o'zida chiqarilgan zarrachalarning zaryadini o'lchadi. Alfa zarralarining umumiy zaryadini va ularning sonini bilgan Rezerford shunday zarralardan birining zaryadini hisoblab chiqdi. Bu ikkita elementarga teng bo'lib chiqdi.

Magnit maydondagi zarrachalarning og'ishi orqali u uning zaryadining massaga nisbatini aniqladi. Ma'lum bo'lishicha, bitta elementar zaryadga ikkita atom massa birligi to'g'ri keladi.

Shunday qilib, ikkita elementar zaryadga teng bo'lgan alfa zarrachasi to'rtta atom massa birligiga ega ekanligi aniqlandi. Bundan kelib chiqadiki, alfa nurlanishi geliy yadrolari oqimidir.

1920 yilda Rezerford massasi protonning massasiga teng, lekin elektr zaryadi bo'lmagan zarracha - neytron bo'lishi kerakligini taklif qildi. Biroq, u bunday zarrachani aniqlay olmadi. Uning mavjudligi 1932 yilda Jeyms Chadvik tomonidan eksperimental ravishda isbotlangan.

Bundan tashqari, Ruterford elektron zaryadining uning massasiga nisbatini 30% ga aniqladi.

Radioaktiv toriyning xossalariga asoslanib, Rezerford kimyoviy elementlarning radioaktiv oʻzgarishini kashf etdi va tushuntirdi. Olim yopiq ampuladagi toriyning faolligi o'zgarmasligini aniqladi, ammo agar dori juda zaif havo oqimi bilan ham puflansa, uning faolligi sezilarli darajada pasayadi. Alfa zarralari bilan bir vaqtda toriy ham radioaktiv gaz chiqaradi, degan fikr bor.

Ruterford va uning hamkasbi Frederik Soddining birgalikdagi faoliyati natijalari 1902-1903 yillarda "Falsafiy" jurnalida bir qator maqolalarida nashr etilgan. Ushbu maqolalarda, olingan natijalarni tahlil qilib, mualliflar ba'zi kimyoviy elementlarni boshqalarga aylantirish mumkin degan xulosaga kelishdi.

Rezerford toriy bo'lgan idishdan havo chiqarib, toriy chiqishini (hozirgi kunda toron yoki radon-220 deb nomlanuvchi gaz, radonning izotoplaridan biri) ajratdi va uning ionlash qobiliyatini tekshirdi. Bu gazning faolligi har daqiqada ikki baravar kamayishi aniqlandi.

Olim radioaktiv moddalar faolligining vaqtga bog'liqligini o'rganar ekan, radioaktiv parchalanish qonunini kashf etdi.

Kimyoviy elementlar atomlarining yadrolari ancha barqaror bo'lganligi sababli, Ruterford ularni o'zgartirish yoki yo'q qilish uchun juda katta miqdordagi energiya kerakligini taklif qildi. Sun'iy o'zgarishlarga duchor bo'lgan birinchi yadro azot atomining yadrosidir. Azotni yuqori energiyali alfa zarralari bilan bombardimon qilish orqali Rezerford protonlar - vodorod atomining yadrolari paydo bo'lishini aniqladi.

Ruterford Nobel mukofoti laureatlaridan biri bo'lib, uni olgandan keyin o'zining eng mashhur ishini qilgan. 1909 yilda Xans Geyger va Ernst Marsden bilan birgalikda atomda yadro mavjudligini ko'rsatadigan tajriba o'tkazdi. Rezerford Geyger va Marsdendan bu tajribada juda katta burilish burchaklariga ega bo‘lgan alfa zarrachalarini izlashni so‘radi, bu o‘sha paytda atomning Tomson modelidan kutilmagan edi. Bunday og'ishlar, kamdan-kam bo'lsa-da, topilgan va og'ish ehtimoli og'ish burchagining silliq, ammo tez kamayib borayotgan funktsiyasi ekanligi aniqlandi.

Keyinchalik Ruterford o'z shogirdlariga alfa zarralarini katta burchaklarda sochish bo'yicha tajriba o'tkazishni taklif qilganda, uning o'zi ijobiy natijaga ishonmaganligini tan oldi.

Ruterford tajribadan olingan ma'lumotlarni sharhlay oldi, bu esa uni 1911 yilda atomning sayyoraviy modelini ishlab chiqishga olib keldi. Ushbu modelga ko'ra, atom juda kichik, musbat zaryadlangan yadrodan iborat bo'lib, atom massasining katta qismini o'z ichiga oladi va uning atrofida aylanadigan yorug'lik elektronlari.

Kapitsa yaxshi xulq-atvori uchun Ruterfordga "timsoh" laqabini berdi. 1931 yilda Krokodil Kapitsa uchun maxsus laboratoriya binosini qurish va jihozlash uchun 15 ming funt sterling ajratdi. 1933 yil fevral oyida Kembrijda laboratoriyaning tantanali ochilishi bo'lib o'tdi. Ikki qavatli binoning oxirgi devorida toshga o'yilgan ulkan timsoh butun devorni qoplagan. U Kapitsa tomonidan buyurtma qilingan va mashhur haykaltarosh Erik Gill tomonidan qilingan. Ruterfordning o'zi bu u ekanligini tushuntirdi. Old eshik timsoh shaklidagi zarhal kalit bilan ochilgan.

Ivning so'zlariga ko'ra, Kapitsa o'zi ixtiro qilgan taxallusni tushuntirdi: "Bu hayvon hech qachon orqaga qaytmaydi va shuning uchun Ruterfordning aql-idrokini va uning oldinga siljishini ramziy qilishi mumkin.". Kapitsa "Rossiyada ular timsohga dahshat va hayrat aralashmasi bilan qarashadi", deb qo'shimcha qildi.

Qizig'i shundaki, atom yadrosini kashf etgan Rezerford atom energiyasining istiqboliga shubha bilan qaragan: "Atom yadrolarining o'zgarishi energiya manbai bo'lishiga umid qilgan har bir kishi bema'nilikni tan oladi.".