Ернест Резерфорд: біографія та внесок цього новозеландського фізика

Ернест Резерфорд є одним із найвідоміших дослідників у галузі фізики, оскільки його відкриття в цій галузі були численними.

Особливо його цікавила експериментальна сфера, тобто практична перевірка своїх переконань, щоб потім сформувати теорії. Його основним внеском було відкриття радіоактивних альфа-, бета- та гамма-частинок; зміна природи радіоактивного елемента при його розпаді; і пропозиція нової структури атома, що складається з ядра.

У цій біографії Ернеста Резерфорда ми розглянемо найактуальніші події з життя цього дослідника і найважливіший внесок, який він зробив у науку.

• Пов'язана стаття: «Вернер Гейзенберг: біографія цього німецького фізика-теоретика»

Коротка біографія Ернеста Резерфорда

Ернест Резерфорд народився 30 серпня 1871 року в Брайвотері, Нова Зеландія.. Він був сином Джеймса Резерфорда, який був фермером, і Марти Томпсон, яка займалася викладанням. Його батьки завжди хотіли дати своїм багатьом дітям хорошу освіту, їх було дванадцятеро, Ернест четвертий.

Молодість і перші роки навчання

З самого юного віку вже виділялися його високі здібності та навички в арифметиці., будучи досить цікавою дитиною. Таким чином він зміг вступити до коледжу Нельсона, де, крім академічних навичок, зміг розвинути фізичні здібності так само, як гравець у регбі.

Після трьох років навчання в коледжі Нельсона він вступив до Кентерберійського коледжу вищої освіти, де продовжував займатися регбі і зміг відвідувати наукові клуби.

Під час перебування в університеті почали проглядатися його високі здібності в галузі наукового експериментування, які разом з його завжди бездоганні академічні результати дозволили йому продовжити навчання та дослідження в Університеті Нової Зеландії протягом періоду п'ять років.

Враховуючи його хороші оцінки, після закінчення навчання Йому пощастило отримати єдину стипендію в Новій Зеландії для вивчення математики, отримавши звання магістра мистецтв за хороші оцінки. та брати участь у дослідженнях у галузі математики та фізики.

Пізніше він отримав ступінь бакалавра наук у 1894 році, тому через рік зміг продовжити навчання у Великобританії ні більше, ні менше. ніж у Кавендішських лабораторіях у Кембриджі, якими керує Джозеф Джон Томпсон, який був визнаний у галузі науки тим, що відкрив електрон.

В особистій сфері, точніше в сентиментальній, Перед тим як подорожувати й оселитися у Великобританії, він заручився з Мері Джорджіною Ньютон, молода жінка, з якою він познайомився під час перебування в Кріскрачсі.

• Вас може зацікавити: «10 галузей фізики та їх галузі знань»

Закріплення свого професійного життя в науковій сфері

Протягом років він був у Кембриджі Він продовжив вивчення електромагнітних хвиль і того, як їх можна сприймати на великих відстанях. Його кар'єра в науковій сфері продовжувала розвиватися, зумів представити результати своєї роботи Кембриджському фізичному товариству та опублікувати їх у науковому журналі. Філософська угода, що належить Королівському товариству.

На початку вашого перебування також почав досліджувати разом зі своєю лабораторією Дж. Дж. Томпсоном ефекти рентгенівських променів, спроектованих на газ., таким чином виявивши, що ці промені можуть іонізувати повітря, викликаючи велику кількість заряджені частинки, здатні бути як позитивними, так і негативними і рекомбінуючи їх, утворюючи атоми нейтральний.

Тому він також розробив методику для вимірювання швидкості іонів і їх швидкості рекомбінація, процес, протилежний іонізації, коли електрони об'єднуються з іонами позитивний.

З огляду на безперервні дослідження та відкриття, яких він досягав, його визнання в науковій сфері зростало. так що, у 1898 році була порушена можливість викладання в університеті Макгілла в Монреалі, Канада., де залишиться до 1907 року. Ця нова зміна дозволила йому нарешті одружитися зі своєю нареченою Мері Ньютон в 1900 році в Новій Зеландії. У 1901 році у нього народилася перша і єдина дочка на ім'я Ейлін.

• Пов'язана стаття: «5 віків історії (та їх характеристики)»

Дослідження в області радіоактивності

Під час перебування в Монреалі зацікавився вивченням радіоактивності, оскільки в 1896 році французький фізик Анрі Беккерель виявив, що уран випромінює випромінювання, яке до цього моменту не спостерігалося. Таким чином, три роки потому, у 1899 році Резерфорд досліджував, як це уранове випромінювання може іонізувати повітря, спостерігав, як випромінювання проникає через різні металеві листи, якими воно обгортає елемент радіоактивний.

В додаток, зміг спостерігати і називати три різні типи випромінювання, що випромінюється ураном: той, який найбільше проникав, називається бета, і той, що проникав менше, називається альфа, а третій називається гамма, який випускає дуже енергійні промені.

Його дослідження тепер будуть зосереджені на хімічному елементі торію, виявивши, що він також випромінює випромінювання і що через деякий час воно зменшується експоненціально, що дозволило йому представити в 1900 році нову концепцію: період радіоактивних елементів.

Враховуючи ці нові відкриття, у 1902 р. разом із Фредеріком Содді Резерфорд дійшов висновку, що торій виганяє радіоактивні атоми і що це випромінювання пов’язане з розпадом елемента хімічний, таким чином сформулював теорію природної радіоактивності, яка пояснювала спонтанне перетворення елементів.

У 1904 році Королівське суспільство нагородило його медаллю Рамфорда, нагородивши та відзначивши важливі відкриття, яких цей учений досяг до цього часу. У цьому ж році видав книгу під назвою «Радіоактивність», де серед інших підходів продемонстровано невизначеність принципу незмінності матерії, оскільки радіоактивні елементи, випромінюючи випромінювання, перетворювалися на новий елемент з іншими хімічними характеристиками.

Резерфорд вважав, що в ядрі Землі відбуваються розпади, які будуть причиною підтримки постійної температури планети. Таким чином він співпрацюватиме з Отто Ханом, який відкрив ядерне поділ урану і торію.

У 1907 році він переїхав до Манчестера, оскільки був прийнятий професором університету цього міста. Таким чином почали співпрацювати з Гансом Гейгером, і разом вони змогли виявити альфа-частинки, викинуті радіоактивними речовинами; Завдяки цьому напряму досліджень вони змогли більш прямим чином оцінити число Авогадро, яке відноситься до кількості частинок, які складають речовину.

Це було через рік, у 1908 році, коли він зміг підтвердити те, що припускав раніше; що альфа-частинки, про які вже згадувалося, коли вони звільняються від свого заряду, стають атомами гелію. Це відкриття означало, що того ж року він отримав Нобелівську премію з хімії.

Одним з його найважливіших внесків у науку була формулювання в 1911 році нової атомної моделі, відомої як атомна модель Резерфорда., де він викликає існування ядра в атомах, яке було б утворено зарядом позитивний і утворений майже всім масовим, оточеним кіркою або оболонкою з електронів, заряд негативний.

• Вас може зацікавити: «Марія Кюрі: біографія цього піонера-дослідника радіоактивності»

Етап Першої світової війни

У період Першої світової війни (1914-1918 рр.) фізик зосередився на допомозі виявляти підводні човни за допомогою звукових хвиль. Після війни, вже в 1919 році, він продовжив вивчення альфа-частинок і атомів, у даному випадку азоту, спостерігав, як азот перетворюється на кисень, поглинаючи альфа-частинки, таким чином досягаючи першої трансмутації штучні.

Після повернення до Кембриджа в 1919 році він обійняв посаду директора Кавендішської лабораторії, замінивши Дж. Томсон. Саме в цей період його внесок і вплив у галузі ядерної фізики були найбільшими.

Серед відомих фізиків, які навчалися в лабораторії під керівництвом Резерфорда, варто виділити Джеймса Чедвіка, який відкрив існування нейтрона; Нільс Бор, який підтвердив, що атомна модель Резерфорда була стабільною, і Роберт Оппенгеймер вважали творцем атомної бомби.

• Пов'язана стаття: «4 основні види науки (та їх напрями дослідження)»

Останні роки життя

Під час перебування в Кавендішській лабораторії, яка вважається найпроцвітаючою епохою фізика, золотим віком, він також отримав численні нагороди.

Протягом п'яти років (1925-1930) він був президентом Королівського товариства, товариство, членом якого він був з 1903 року і був нагороджений медаллю Франкліна в 1924 році і медаллю Фарадея в 1936 році. Крім того, у 1931 році його назвали бароном Резерфордом з Нельсона, а з 1914 року він уже мав титул сера. Хоча всі ці визнання та радощі були б урізані смертю його єдиної дочки Ейлін у 1930 році, їй було всього 29 років.

Також у цей період з Джеймсом Чедвіком та Чарльзом Драммондом Еллісом у 1930 році видав книгу «Випромінювання радіоактивних речовин», а через сім років написав працю «Нова алхімія»..

Ернест Резерфорд помер 19 жовтня 1937 року після того, як не вдалося повністю оговтатися і раптово погіршився після операції. Його останки були поховані у Вестмінстерському абатстві, надавши йому почесне місце поруч із Ісааком Ньютоном та Вільямом Томсоном.