56. अर्नेस्ट रदरफोर्ड (1871-1937) अर्नेस्ट रदरफोर्ड को बीसवीं सदी का सबसे महान प्रयोगात्मक भौतिक विज्ञानी माना जाता है। वह रेडियोधर्मिता के बारे में हमारे ज्ञान में एक केंद्रीय व्यक्ति हैं और वह व्यक्ति हैं जिन्होंने परमाणु भौतिकी का नेतृत्व किया। उसके अलावा

अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने विज्ञान का वर्गीकरण किस प्रकार किया? 20वीं सदी के अधिकांश समय (1910 से 1960 के दशक तक) में, कई भौतिकविदों ने विज्ञान के अन्य क्षेत्रों में अपने वैज्ञानिक समकक्षों को हेय दृष्टि से देखा। वे कहते हैं कि जब एक अमेरिकी की पत्नी

रदरफोर्ड (रदरफोर्ड, अर्नेस्ट, 1871-1937), अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी 52 विज्ञान को भौतिकी और टिकट संग्रह में विभाजित किया गया है। जैसा कि रदरफोर्ड का "प्रसिद्ध व्यंग्यवाद" पुस्तक में दिया गया है। मैनचेस्टर में जे.बी. बर्क्स का अर्नेस्ट रदरफोर्ड (1962)। ? मैनचेस्टर में बिर्क्स जे.बी. रदरफोर्ड। - लंदन, 1962, पृ.

बेविन, अर्नेस्ट (बेविन, अर्नेस्ट, 1881-1951), ब्रिटिश लेबर राजनीतिज्ञ, 1945-1951। विदेश मंत्री29यदि आप इस पेंडोरा बॉक्स को खोलेंगे, तो यह नहीं कहा जा सकता कि किस प्रकार के ट्रोजन हॉर्स बाहर निकलेंगे। यूरोप की परिषद के बारे में; किताब में दिया गया है. आर. बार्कले "अर्नेस्ट बेविन एंड द फॉरेन ऑफिस" (1975)।

रेनन, अर्नेस्ट (रेनन, अर्नेस्ट, 1823-1892), फ्रांसीसी इतिहासकार23बीग्रीक चमत्कार। // चमत्कार ग्रीक। "एक्रोपोलिस के लिए प्रार्थना" (1888) "लंबे समय तक मैं अब शाब्दिक अर्थों में किसी चमत्कार पर विश्वास नहीं करता था; और यहूदी लोगों की यीशु और ईसाई धर्म की ओर ले जाने वाली अनोखी नियति, मुझे कुछ ऐसी लगी

फिलॉसॉफिकल मैगज़ीन, 6, ​​21 (1911) में ई. रदरफोर्ड के लेख का पहला पृष्ठ, जिसमें पहली बार "परमाणु नाभिक" की अवधारणा पेश की गई थी।

100 साल पहले ई. रदरफोर्ड द्वारा खोजा गया परमाणु नाभिक, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच परस्पर क्रिया करने की एक बंधी हुई प्रणाली है। प्रत्येक परमाणु नाभिक अपने तरीके से अद्वितीय है। परमाणु नाभिक का वर्णन करने के लिए, विभिन्न मॉडल विकसित किए गए हैं जो परमाणु नाभिक की व्यक्तिगत विशिष्ट विशेषताओं का वर्णन करते हैं। परमाणु नाभिक के गुणों के अध्ययन ने एक नई दुनिया खोली - उपपरमाण्विक क्वांटम दुनिया, और संरक्षण और समरूपता के नए कानूनों की स्थापना की। परमाणु भौतिकी में प्राप्त ज्ञान का व्यापक रूप से जीवित प्रणालियों के अध्ययन से लेकर खगोल भौतिकी तक प्राकृतिक विज्ञान में उपयोग किया जाता है।

1. 1911 रदरफोर्ड ने परमाणु नाभिक की खोज की।

फिलॉसॉफिकल मैगज़ीन के जून 1911 अंक में, ई. रदरफोर्ड का काम "पदार्थ और परमाणु की संरचना द्वारा α- और β-कणों का बिखराव" प्रकाशित हुआ था, जिसमें की अवधारणा "परमाणु नाभिक".
ई. रदरफोर्ड ने पतली सोने की पन्नी पर α-कणों के प्रकीर्णन पर जी. गीगर और ई. मार्सडेन के काम के परिणामों का विश्लेषण किया, जिसमें अप्रत्याशित रूप से पता चला कि थोड़ी संख्या में α-कण एक बड़े कोण से विक्षेपित होते हैं 90°. इस परिणाम ने जे जे थॉमसन द्वारा परमाणु के तत्कालीन प्रमुख मॉडल का खंडन किया, जिसके अनुसार परमाणु में नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉन और समान मात्रा में सकारात्मक बिजली होती है जो त्रिज्या R ≈ 10 - 8 सेमी के एक क्षेत्र में समान रूप से वितरित होती है। प्राप्त परिणामों की व्याख्या करने के लिए गीगर और मार्सडेन द्वारा, रदरफोर्ड ने कूलम्ब के नियम और न्यूटन के गति के नियमों के आधार पर एक बिंदु विद्युत आवेश को दूसरे बिंदु आवेश द्वारा प्रकीर्णित करने के लिए एक मॉडल विकसित किया और ऊर्जा E पर कोण θ पर α-कण प्रकीर्णन की संभावना की निर्भरता प्राप्त की। घटना का α-कण

गीगर और मार्सडेन द्वारा मापे गए α कणों के कोणीय वितरण को केवल तभी समझाया जा सकता है यदि हम यह मान लें कि परमाणु के आकार के क्षेत्र में एक केंद्रीय आवेश वितरित है।<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 में मार्सडेन नाम का एक युवा वैज्ञानिक रदरफोर्ड की प्रयोगशाला में काम करने आया। उन्होंने रदरफोर्ड से कुछ बहुत ही सरल समस्या बताने को कहा। रदरफोर्ड ने उन्हें पदार्थ से गुजरने वाले अल्फा कणों की गिनती करने और उनके प्रकीर्णन का पता लगाने का निर्देश दिया। उसी समय, रदरफोर्ड ने कहा कि, उनकी राय में, मार्सडेन को कुछ भी ध्यान देने योग्य नहीं मिलेगा। रदरफोर्ड ने अपने विचार उस समय स्वीकृत परमाणु के थॉमसन मॉडल पर आधारित किये। इस मॉडल के अनुसार, परमाणु को 10 मापने वाले गोले द्वारा दर्शाया गया था -8 समान रूप से वितरित धनात्मक आवेश वाला सेमी, जिसमें इलेक्ट्रॉन आपस में जुड़े हुए थे। उत्तरार्द्ध के हार्मोनिक कंपन ने उत्सर्जन स्पेक्ट्रा को निर्धारित किया। यह दिखाना आसान है कि अल्फा कणों को ऐसे क्षेत्र से आसानी से गुजरना चाहिए, और विशेष बिखरने की उम्मीद नहीं की जा सकती है। अल्फा कणों ने अपने पथ की सारी ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालने में खर्च कर दी, जिससे आसपास के परमाणु आयनित हो गए।
गीगर के मार्गदर्शन में मार्सडेन ने अपना अवलोकन करना शुरू किया और जल्द ही देखा कि अधिकांश α कण पदार्थ से होकर गुजरते हैं, लेकिन अभी भी ध्यान देने योग्य बिखराव है, और कुछ कण वापस उछलते हुए प्रतीत होते हैं। जब रदरफोर्ड को इसके बारे में पता चला, तो उन्होंने कहा:
— ऐसा हो ही नहीं सकता। यह उतना ही असंभव है जितना किसी गोली का कागज से टकराना असंभव है।
यह वाक्यांश दर्शाता है कि उन्होंने इस घटना को कितने ठोस और आलंकारिक रूप से देखा।
मार्सडेन और गीगर ने अपना काम प्रकाशित किया, और रदरफोर्ड ने तुरंत निर्णय लिया कि परमाणु का मौजूदा विचार गलत था और इसे मौलिक रूप से संशोधित करने की आवश्यकता थी।
परावर्तित α-कणों के वितरण के नियम का अध्ययन करके, रदरफोर्ड ने यह निर्धारित करने का प्रयास किया कि फैलाव के नियम को निर्धारित करने के लिए परमाणु के अंदर कौन सा क्षेत्र वितरण आवश्यक है जिसके तहत α-कण वापस भी लौट सकते हैं। वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि यह तभी संभव है जब संपूर्ण आवेश परमाणु के संपूर्ण आयतन में नहीं, बल्कि केंद्र में केंद्रित हो। इस केंद्र का आकार, जिसे उन्होंने नाभिक कहा, बहुत छोटा है: 10 -12 —10 -13 व्यास में सेमी. लेकिन फिर हमें इलेक्ट्रॉनों को कहाँ रखना चाहिए? रदरफोर्ड ने निर्णय लिया कि नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों को एक सर्कल में वितरित किया जाना चाहिए - उन्हें घूर्णन द्वारा रखा जा सकता है, जिसका केन्द्रापसारक बल नाभिक के सकारात्मक चार्ज के आकर्षक बल को संतुलित करता है। नतीजतन, परमाणु का मॉडल एक निश्चित सौर मंडल से ज्यादा कुछ नहीं है, जिसमें एक कोर - सूर्य और इलेक्ट्रॉन - ग्रह शामिल हैं। इसलिए उन्होंने परमाणु का अपना मॉडल बनाया।
इस मॉडल को पूरी तरह से हैरानी का सामना करना पड़ा, क्योंकि इसने भौतिकी के कुछ तत्कालीन, प्रतीत होने वाले अटल, बुनियादी सिद्धांतों का खंडन किया था.

पी.एल. कपित्सा। "प्रोफेसर ई. रदरफोर्ड की यादें"

1909-1911 जी. गीगर और ई. मार्सडेन द्वारा प्रयोग

जी. गीगर और ई. मार्सडेन ने देखा कि पतली सोने की पन्नी से गुजरते समय, अधिकांश α कण, जैसा कि अपेक्षित था, बिना विक्षेपण के उड़ गए, लेकिन अप्रत्याशित रूप से यह पता चला कि कुछ α कण बहुत बड़े कोणों पर विक्षेपित हो गए थे। कुछ अल्फा कण विपरीत दिशा में भी बिखरे हुए थे। थॉमसन और रदरफोर्ड मॉडल में परमाणुओं की विद्युत क्षेत्र की ताकत की गणना इन मॉडलों के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर दिखाती है। थॉमसन मॉडल के मामले में परमाणु की सतह पर वितरित धनात्मक आवेश की क्षेत्र शक्ति ~10 13 V/m है। रदरफोर्ड के मॉडल में, धनात्मक आवेश परमाणु के केंद्र में R क्षेत्र में स्थित होता है< 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.

ई. रदरफोर्ड, 1911 "यह अच्छी तरह से पता हैं किα - औरβ -कण, किसी पदार्थ के परमाणुओं से टकराते समय, सीधे पथ से विचलन का अनुभव करते हैं। यह बिखराव कहीं अधिक ध्यान देने योग्य हैβ -कणों की तुलना मेंα -कण, क्योंकि उनमें आवेग और ऊर्जा काफ़ी कम होती है। इसलिए इसमें कोई संदेह नहीं है कि ऐसे तेजी से घूमने वाले कण उन परमाणुओं में प्रवेश करते हैं जिनका वे सामना करते हैं और देखा गया विचलन परमाणु प्रणाली के भीतर सक्रिय मजबूत विद्युत क्षेत्र के कारण होता है। आमतौर पर यह माना जाता था कि किरण प्रकीर्णनα - याβ -पदार्थ की एक पतली प्लेट से गुजरने वाली किरणें पदार्थ के परमाणुओं के पारित होने के दौरान कई छोटे-छोटे बिखराव का परिणाम होती हैं। हालाँकि, गीगर और मार्सडेन द्वारा की गई टिप्पणियों से पता चला कि एक निश्चित मात्राα -एकल टकराव में कण 90° से अधिक विक्षेपण का अनुभव करते हैं। एक साधारण गणना से पता चलता है कि एक ही टकराव के दौरान इतने बड़े विक्षेपण के लिए परमाणु में एक मजबूत विद्युत क्षेत्र मौजूद होना चाहिए।

1911 ई. रदरफोर्ड। परमाणु नाभिक

α + 197 एयू → α + 197 एयू

अर्नेस्ट रदरफोर्ड (1891-1937)

परमाणु के ग्रहीय मॉडल के आधार पर, रदरफोर्ड ने एक पतली सोने की पन्नी पर α कणों के बिखरने का वर्णन करने वाला एक सूत्र निकाला, जो गीगर और मार्सडेन के परिणामों के अनुरूप था। रदरफोर्ड ने माना कि α कण और परमाणु नाभिक जिसके साथ वे बातचीत करते हैं, उन्हें बिंदु द्रव्यमान और आवेश के रूप में माना जा सकता है और केवल इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकारक बल सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए नाभिक और α कणों के बीच कार्य करते हैं और नाभिक α कण की तुलना में इतना भारी होता है कि ऐसा होता है बातचीत के दौरान हिलना नहीं। इलेक्ट्रॉन ~10-8 सेमी के विशिष्ट परमाणु पैमाने पर परमाणु नाभिक के चारों ओर घूमते हैं और, अपने कम द्रव्यमान के कारण, α-कणों के प्रकीर्णन को प्रभावित नहीं करते हैं।

सबसे पहले, रदरफोर्ड ने एक बिंदु विशाल नाभिक के साथ टकराव के प्रभाव पैरामीटर बी पर ऊर्जा ई के साथ एक α-कण के प्रकीर्णन कोण θ की निर्भरता प्राप्त की। बी - प्रभाव पैरामीटर - न्यूनतम दूरी जिस पर α-कण नाभिक तक पहुंचेगा यदि उनके बीच कोई प्रतिकारक बल न हो, θ - α-कण का प्रकीर्णन कोण, Z 1 e - α-कण का विद्युत आवेश, Z 2 ई - इलेक्ट्रिक चार्ज कर्नेल।
रदरफोर्ड ने तब गणना की कि ऊर्जा E वाले α कणों की किरण का कौन सा अंश नाभिक Z 2 e के आवेश और α कण Z 1 e के आवेश के आधार पर कोण θ द्वारा बिखरा हुआ है। इस प्रकार, न्यूटन और कूलम्ब के शास्त्रीय नियमों के आधार पर, प्रसिद्ध रदरफोर्ड प्रकीर्णन सूत्र प्राप्त हुआ। सूत्र प्राप्त करने में मुख्य बात यह धारणा थी कि परमाणु में एक विशाल धनात्मक आवेशित केंद्र होता है, जिसके आयाम R हैं< 10 -12 см.

ई. रदरफोर्ड, 1911: “सबसे सरल धारणा यह है कि परमाणु में एक केंद्रीय चार्ज होता है जो बहुत छोटी मात्रा में वितरित होता है, और बड़े एकल विचलन समग्र रूप से केंद्रीय चार्ज के कारण होते हैं, न कि इसके घटक भागों के कारण। साथ ही, प्रायोगिक आंकड़े इतने सटीक नहीं हैं कि केंद्र से कुछ दूरी पर स्थित उपग्रहों के रूप में धनात्मक आवेश के एक छोटे से हिस्से के अस्तित्व की संभावना से इनकार कर सकें... यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पाया गया अनुमान अनुमानित है सोने के परमाणु के केंद्रीय आवेश (100e) का मूल्य लगभग उस मूल्य से मेल खाता है जिसमें सोने के परमाणु में 49 हीलियम परमाणु होंगे जिनमें से प्रत्येक पर 2e का आवेश होगा। शायद यह महज एक संयोग है, लेकिन एक रेडियोधर्मी पदार्थ द्वारा दो यूनिट चार्ज वाले हीलियम परमाणुओं के उत्सर्जन की दृष्टि से यह बहुत आकर्षक है।

जे जे थॉमसन और ई रदरफोर्ड

ई. रदरफोर्ड, 1921:“परमाणु की परमाणु संरचना की अवधारणा मूल रूप से पदार्थ की पतली परतों से गुजरते समय बड़े कोणों पर α कणों के बिखरने को समझाने के प्रयासों से उत्पन्न हुई। चूँकि α कणों का द्रव्यमान और उच्च गति होती है, ये महत्वपूर्ण विचलन अत्यंत उल्लेखनीय थे; उन्होंने अत्यधिक विद्युतीय रूप से तीव्र लोगों के अस्तित्व का संकेत दिया! या परमाणुओं के अंदर चुंबकीय क्षेत्र। इन परिणामों को समझाने के लिए, यह मानना ​​आवश्यक था कि परमाणु में एक आवेशित विशाल नाभिक होता है, जो परमाणु के व्यास के आमतौर पर स्वीकृत मूल्य की तुलना में आकार में बहुत छोटा होता है। इस धनावेशित नाभिक में परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान होता है और यह कुछ दूरी पर एक निश्चित तरीके से वितरित नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों से घिरा होता है; जिसकी संख्या नाभिक के कुल धनात्मक आवेश के बराबर होती है। ऐसी परिस्थितियों में, नाभिक के पास एक बहुत तीव्र विद्युत क्षेत्र मौजूद होना चाहिए और α-कण, जब एक व्यक्तिगत परमाणु से मिलते हैं, तो नाभिक के करीब से गुजरते हुए, महत्वपूर्ण कोणों पर विक्षेपित हो जाते हैं। यह मानते हुए कि विद्युत बल नाभिक से सटे क्षेत्र में दूरी के वर्ग के विपरीत भिन्न होते हैं, लेखक ने एक निश्चित कोण पर बिखरे हुए α-कणों की संख्या को नाभिक के आवेश और α की ऊर्जा के साथ जोड़कर एक संबंध प्राप्त किया। -कण.
यह प्रश्न कि क्या किसी तत्व की परमाणु संख्या उसके परमाणु आवेश का एक वैध माप है, इतना महत्वपूर्ण है कि इसे हल करने के लिए हर संभव विधि लागू की जानी चाहिए। इस संबंध की सटीकता का परीक्षण करने के लिए कैवेंडिश प्रयोगशाला में वर्तमान में कई अध्ययन चल रहे हैं। दो सबसे प्रत्यक्ष विधियाँ तेज़ α- और β-किरणों के प्रकीर्णन का अध्ययन करने पर आधारित हैं। पहली विधि का उपयोग चैडविक द्वारा किया जाता है, जो नई तकनीकों का उपयोग करता है; अंतिम विधि क्राउथर द्वारा है। चैडविक द्वारा अब तक प्राप्त परिणाम प्रयोग की संभावित सटीकता की सीमा के भीतर परमाणु चार्ज के साथ परमाणु संख्या की पहचान की पूरी तरह से पुष्टि करते हैं, जो चैडविक के लिए लगभग 1% है।

इस तथ्य के बावजूद कि दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन का संयोजन एक अत्यंत स्थिर गठन है, वर्तमान में यह माना जाता है कि α कण एक स्वतंत्र संरचनात्मक गठन के रूप में नाभिक में शामिल नहीं हैं। α-रेडियोधर्मी तत्वों के मामले में, α कण की बंधन ऊर्जा नाभिक से दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन को अलग से निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा से अधिक है, इसलिए α कण नाभिक से उत्सर्जित हो सकता है, हालांकि यह मौजूद नहीं है स्वतंत्र शिक्षा के रूप में केन्द्रक।
रदरफोर्ड की यह धारणा कि परमाणु नाभिक में एक निश्चित संख्या में हीलियम परमाणु या नाभिक के सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए उपग्रह शामिल हो सकते हैं, उनकी खोज के लिए पूरी तरह से प्राकृतिक व्याख्या थी। α रेडियोधर्मिता. यह विचार कि विभिन्न अंतःक्रियाओं के परिणामस्वरूप कणों का निर्माण किया जा सकता है, उस समय मौजूद नहीं था।
1911 में ई. रदरफोर्ड द्वारा परमाणु नाभिक की खोज और उसके बाद परमाणु घटनाओं के अध्ययन ने हमारे आसपास की दुनिया के बारे में हमारी समझ को मौलिक रूप से बदल दिया। इसने विज्ञान को नई अवधारणाओं से समृद्ध किया और पदार्थ की उपपरमाण्विक संरचना के अध्ययन की शुरुआत हुई।

अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड का जन्म नेल्सन के पास न्यूजीलैंड में हुआ था। वह व्हीलराइट और निर्माण श्रमिक जेम्स रदरफोर्ड, एक स्कॉट और मार्था (थॉम्पसन) रदरफोर्ड, एक अंग्रेजी स्कूल शिक्षक के 12 बच्चों में से एक थे। रदरफोर्ड ने पहले स्थानीय प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालयों में दाखिला लिया, और फिर एक निजी उच्च विद्यालय, नेल्सन कॉलेज में एक छात्रवृत्ति छात्र बन गए, जहाँ उन्होंने खुद को एक प्रतिभाशाली छात्र साबित किया, खासकर गणित में। अपनी शैक्षणिक सफलता के लिए धन्यवाद, रदरफोर्ड को एक और छात्रवृत्ति मिली, जिसने उन्हें न्यूजीलैंड के सबसे बड़े शहरों में से एक, क्राइस्टचर्च में कैंटरबरी कॉलेज में भाग लेने की अनुमति दी।

कॉलेज में, रदरफोर्ड अपने शिक्षकों से बहुत प्रभावित थे: भौतिकी और रसायन विज्ञान के शिक्षक ई. डब्ल्यू. बिकर्टन और गणितज्ञ जे. एच. एच. कुक। 1892 में रदरफोर्ड को कला स्नातक की उपाधि से सम्मानित किए जाने के बाद, वह कैंटरबरी कॉलेज में रहे और गणित में छात्रवृत्ति की बदौलत अपनी पढ़ाई जारी रखी। अगले वर्ष वह गणित और भौतिकी में सर्वश्रेष्ठ परीक्षा उत्तीर्ण करके मास्टर ऑफ आर्ट्स बन गए। उनके गुरु की थीसिस उच्च-आवृत्ति रेडियो तरंगों का पता लगाने से संबंधित थी, जिसका अस्तित्व लगभग दस साल पहले सिद्ध हुआ था। इस घटना का अध्ययन करने के लिए, उन्होंने एक रेडियो रिसीवर का निर्माण किया (गुग्लिल्मो मार्कोनी से कई साल पहले) और इसकी मदद से आधे मील की दूरी से सहकर्मियों द्वारा प्रसारित सिग्नल प्राप्त किए।

1894 में रदरफोर्ड को विज्ञान स्नातक की उपाधि से सम्मानित किया गया। कैंटरबरी कॉलेज में यह परंपरा थी कि जो भी छात्र मास्टर ऑफ आर्ट्स की डिग्री पूरी करता था और कॉलेज में रहता था, उसे आगे की पढ़ाई करने और विज्ञान स्नातक की डिग्री प्राप्त करने की आवश्यकता होती थी। इसके बाद रदरफोर्ड ने थोड़े समय के लिए क्राइस्टचर्च के लड़कों के एक स्कूल में पढ़ाया। विज्ञान के प्रति उनकी असाधारण योग्यता के कारण, रदरफोर्ड को इंग्लैंड में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में छात्रवृत्ति से सम्मानित किया गया, जहाँ उन्होंने कैवेंडिश प्रयोगशाला में अध्ययन किया, जो वैज्ञानिक अनुसंधान के दुनिया के अग्रणी केंद्रों में से एक है।

कैम्ब्रिज में, रदरफोर्ड ने अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे जे थॉमसन की देखरेख में काम किया। थॉमसन रेडियो तरंगों पर रदरफोर्ड के शोध से बहुत प्रभावित हुए और 1896 में उन्होंने गैसों में विद्युत निर्वहन पर एक्स-रे (एक साल पहले विल्हेम रोएंटजेन द्वारा खोजी गई) के प्रभाव का संयुक्त रूप से अध्ययन करने का प्रस्ताव रखा। उनके सहयोग के परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण परिणाम सामने आए, जिसमें थॉमसन की इलेक्ट्रॉन की खोज भी शामिल है, जो एक परमाणु कण है जो नकारात्मक विद्युत आवेश वहन करता है। अपने शोध के आधार पर, थॉमसन और रदरफोर्ड ने परिकल्पना की कि जब एक्स-रे किसी गैस से होकर गुजरती हैं, तो वे उस गैस के परमाणुओं को नष्ट कर देती हैं, जिससे समान संख्या में सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज वाले कण निकलते हैं। उन्होंने इन कणों को आयन कहा। इस कार्य के बाद रदरफोर्ड ने परमाणु संरचना का अध्ययन शुरू किया।

1898 में, रदरफोर्ड ने मॉन्ट्रियल, कनाडा में मैकगिल विश्वविद्यालय में प्रोफेसर की उपाधि स्वीकार की, जहाँ उन्होंने यूरेनियम तत्व के रेडियोधर्मी उत्सर्जन से संबंधित महत्वपूर्ण प्रयोगों की एक श्रृंखला शुरू की। उन्होंने जल्द ही इस विकिरण के दो प्रकारों की खोज की: अल्फा किरणों का उत्सर्जन, जो केवल थोड़ी दूरी तक प्रवेश करती हैं, और बीटा किरणें, जो बहुत अधिक दूरी तक प्रवेश करती हैं। रदरफोर्ड ने तब पाया कि रेडियोधर्मी थोरियम एक गैसीय रेडियोधर्मी उत्पाद छोड़ता है, जिसे उन्होंने "उत्सर्जन" (उत्सर्जन) कहा।

आगे के शोध से पता चला कि दो अन्य रेडियोधर्मी तत्व - रेडियम और एक्टिनियम - भी उत्सर्जन उत्पन्न करते हैं। इन और अन्य खोजों के आधार पर, रदरफोर्ड विकिरण की प्रकृति को समझने के लिए दो महत्वपूर्ण निष्कर्षों पर पहुंचे: सभी ज्ञात रेडियोधर्मी तत्व अल्फा और बीटा किरणें उत्सर्जित करते हैं, और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि किसी भी रेडियोधर्मी तत्व की रेडियोधर्मिता एक निश्चित विशिष्ट अवधि के बाद कम हो जाती है। इन निष्कर्षों ने यह मानने का कारण दिया कि सभी रेडियोधर्मी तत्व परमाणुओं के एक ही परिवार से संबंधित हैं और उनका वर्गीकरण उनकी रेडियोधर्मिता में कमी की अवधि के आधार पर किया जा सकता है।

1901-1902 में मैकगिल विश्वविद्यालय में किए गए आगे के शोध के आधार पर, रदरफोर्ड और उनके सहयोगी फ्रेडरिक सोड्डी ने उनके द्वारा बनाए गए रेडियोधर्मिता के सिद्धांत के मुख्य सिद्धांतों को रेखांकित किया। इस सिद्धांत के अनुसार, रेडियोधर्मिता तब होती है जब एक परमाणु अपना एक कण खो देता है जिसे तीव्र गति से बाहर निकाला जाता है, और यह हानि एक रासायनिक तत्व के परमाणु को दूसरे रासायनिक तत्व के परमाणु में बदल देती है। रदरफोर्ड और सोड्डी द्वारा प्रस्तुत सिद्धांत पहले से मौजूद कई विचारों के साथ विरोधाभासी था, जिसमें लंबे समय से स्वीकृत अवधारणा भी शामिल थी कि परमाणु अविभाज्य और अपरिवर्तनीय कण थे। रदरफोर्ड ने ऐसे परिणाम प्राप्त करने के लिए और प्रयोग किए जिनसे उनके सिद्धांत की पुष्टि हुई। 1903 में, उन्होंने सिद्ध किया कि अल्फा कणों में धनात्मक आवेश होता है। चूँकि इन कणों का द्रव्यमान मापन योग्य होता है, इसलिए इन्हें परमाणु से "बाहर निकालना" एक रेडियोधर्मी तत्व को दूसरे में परिवर्तित करने के लिए महत्वपूर्ण है। परिणामी सिद्धांत ने रदरफोर्ड को उस दर की भविष्यवाणी करने की भी अनुमति दी जिस दर पर विभिन्न रेडियोधर्मी तत्व उस चीज़ में बदल जाएंगे जिसे उन्होंने बेटी सामग्री कहा था। वैज्ञानिक आश्वस्त थे कि अल्फा कण हीलियम परमाणु के नाभिक से अप्रभेद्य थे। इसकी पुष्टि तब हुई जब अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम रामसे के साथ काम करते हुए सोड्डी ने पाया कि रेडियम उत्सर्जन में हीलियम, कथित अल्फा कण शामिल है।

1907 में, रदरफोर्ड ने वैज्ञानिक अनुसंधान के केंद्र के करीब होने की चाह में, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय (इंग्लैंड) में भौतिकी के प्रोफेसर का पद संभाला। हंस गीगर की मदद से, जो बाद में गीगर काउंटर के आविष्कारक के रूप में प्रसिद्ध हुए, रदरफोर्ड ने मैनचेस्टर में रेडियोधर्मिता के अध्ययन के लिए एक स्कूल की स्थापना की।

1908 में, रदरफोर्ड को "रेडियोधर्मी पदार्थों के रसायन विज्ञान में तत्वों के क्षय पर उनके शोध के लिए" रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज की ओर से अपने शुरुआती भाषण में, सी.बी. हैसलबर्ग ने रदरफोर्ड द्वारा किए गए कार्यों और जे.जे. थॉमसन, हेनरी बेकरेल, पियरे और मैरी क्यूरी के कार्यों के बीच संबंध की ओर इशारा किया। हैसलबर्ग ने कहा, "खोजों से आश्चर्यजनक निष्कर्ष निकला: एक रासायनिक तत्व... अन्य तत्वों में बदलने में सक्षम है।" अपने नोबेल व्याख्यान में, रदरफोर्ड ने कहा: "यह विश्वास करने का हर कारण है कि अल्फा कण जो अधिकांश रेडियोधर्मी पदार्थों से इतनी आसानी से उत्सर्जित होते हैं, द्रव्यमान और संरचना में समान होते हैं और हीलियम परमाणुओं के नाभिक से बने होते हैं। इसलिए, हम इस निष्कर्ष पर पहुंचने में मदद नहीं कर सकते कि यूरेनियम और थोरियम जैसे बुनियादी रेडियोधर्मी तत्वों के परमाणुओं का निर्माण, कम से कम आंशिक रूप से, हीलियम परमाणुओं से किया जाना चाहिए।

नोबेल पुरस्कार प्राप्त करने के बाद, रदरफोर्ड ने उस घटना का अध्ययन करना शुरू किया, जब पतली सोने की पन्नी की एक प्लेट पर यूरेनियम जैसे रेडियोधर्मी तत्व द्वारा उत्सर्जित अल्फा कणों की बमबारी की गई थी। यह पता चला कि अल्फा कणों के प्रतिबिंब के कोण का उपयोग करके प्लेट बनाने वाले स्थिर तत्वों की संरचना का अध्ययन करना संभव है। तत्कालीन स्वीकृत विचारों के अनुसार, परमाणु का मॉडल किशमिश के हलवे जैसा था: सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज परमाणु के अंदर समान रूप से वितरित थे और इसलिए, अल्फा कणों की गति की दिशा को महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदल सकते थे। हालाँकि, रदरफोर्ड ने देखा कि कुछ अल्फा कण सिद्धांत की अनुमति से कहीं अधिक हद तक अपेक्षित दिशा से विचलित हो गए। मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के छात्र अर्नेस्ट मार्सडेन के साथ काम करते हुए, वैज्ञानिक ने पुष्टि की कि काफी बड़ी संख्या में अल्फा कण अपेक्षा से अधिक विक्षेपित हुए, कुछ 90 डिग्री से अधिक के कोण पर।

इस घटना पर विचार करते हुए, रदरफोर्ड ने 1911 में परमाणु का एक नया मॉडल प्रस्तावित किया। उनके सिद्धांत के अनुसार, जो आज आम तौर पर स्वीकृत हो गया है, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण परमाणु के भारी केंद्र में केंद्रित होते हैं, और नकारात्मक चार्ज वाले (इलेक्ट्रॉन) नाभिक के चारों ओर कक्षा में होते हैं, इससे काफी बड़ी दूरी पर। यह मॉडल, सौर मंडल के एक छोटे मॉडल की तरह, मानता है कि परमाणु ज्यादातर खाली जगह से बने होते हैं। रदरफोर्ड के सिद्धांतों की व्यापक मान्यता 1913 में शुरू हुई, जब डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोह्र मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में वैज्ञानिक के काम में शामिल हुए। बोह्र ने दिखाया कि रदरफोर्ड द्वारा प्रस्तावित संरचना के संदर्भ में, हाइड्रोजन परमाणु के प्रसिद्ध भौतिक गुणों, साथ ही कई भारी तत्वों के परमाणुओं को समझाया जा सकता है।

जब प्रथम विश्व युद्ध छिड़ गया, तो रदरफोर्ड को ब्रिटिश एडमिरल्टी के आविष्कार और अनुसंधान कार्यालय की नागरिक समिति में नियुक्त किया गया और ध्वनिकी का उपयोग करके पनडुब्बियों का पता लगाने की समस्या का अध्ययन किया गया। युद्ध के बाद वह मैनचेस्टर प्रयोगशाला में लौट आए और 1919 में एक और मौलिक खोज की। हाई-स्पीड अल्फा कणों के साथ बमबारी करके हाइड्रोजन परमाणुओं की संरचना का अध्ययन करते समय, उन्होंने अपने डिटेक्टर पर एक संकेत देखा, जिसे अल्फा कण के साथ टकराव से हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक की गति के परिणाम के रूप में समझाया जा सकता था। हालाँकि, ठीक वैसा ही संकेत तब दिखाई दिया जब वैज्ञानिक ने हाइड्रोजन परमाणुओं को नाइट्रोजन परमाणुओं से बदल दिया। रदरफोर्ड ने इस घटना का कारण यह कहकर समझाया कि बमबारी से स्थिर परमाणु का क्षय होता है। वे। विकिरण के कारण स्वाभाविक रूप से होने वाले क्षय के समान एक प्रक्रिया में, एक अल्फा कण नाइट्रोजन परमाणु के सामान्य रूप से स्थिर नाभिक से एक प्रोटॉन (हाइड्रोजन परमाणु का नाभिक) को बाहर निकाल देता है और इसे राक्षसी गति प्रदान करता है। इस घटना की व्याख्या के पक्ष में और सबूत 1934 में प्राप्त हुए, जब फ्रेडरिक जूलियट और इरेने जूलियट-क्यूरी ने कृत्रिम रेडियोधर्मिता की खोज की।

1919 में, रदरफोर्ड कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय चले गए, थॉमसन के बाद प्रायोगिक भौतिकी के प्रोफेसर और कैवेंडिश प्रयोगशाला के निदेशक बने और 1921 में उन्होंने लंदन में रॉयल इंस्टीट्यूशन में प्राकृतिक विज्ञान के प्रोफेसर का पद संभाला। 1930 में, रदरफोर्ड को वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान कार्यालय की सरकारी सलाहकार परिषद का अध्यक्ष नियुक्त किया गया था। अपने करियर के शीर्ष पर होने के कारण, वैज्ञानिक ने कैम्ब्रिज सहित कई प्रतिभाशाली युवा भौतिकविदों को अपनी प्रयोगशाला में काम करने के लिए आकर्षित किया। पी. एम. ब्लैकेट, जॉन कॉकक्रॉफ्ट, जेम्स चैडविक और अर्नेस्ट वाल्टन। हालाँकि रदरफोर्ड के पास स्वयं सक्रिय अनुसंधान के लिए कम समय था, लेकिन अनुसंधान में उनकी गहरी रुचि और स्पष्ट नेतृत्व ने उनकी प्रयोगशाला में किए गए उच्च स्तर के काम को बनाए रखने में मदद की। छात्रों और सहकर्मियों ने वैज्ञानिक को एक मधुर, दयालु व्यक्ति के रूप में याद किया। एक सिद्धांतकार के रूप में उनमें निहित दूरदर्शिता के उपहार के साथ-साथ, रदरफोर्ड में एक व्यावहारिक प्रवृत्ति भी थी। यह उनके लिए धन्यवाद था कि वह देखी गई घटनाओं की व्याख्या करने में हमेशा सटीक थे, चाहे वे पहली नज़र में कितनी भी असामान्य क्यों न लगें।

एडॉल्फ हिटलर की नाजी सरकार की नीतियों से चिंतित रदरफोर्ड 1933 में अकादमिक राहत परिषद के अध्यक्ष बने, जिसे जर्मनी से भागने वालों की सहायता के लिए बनाया गया था। 1900 में, न्यूजीलैंड की एक छोटी यात्रा के दौरान, रदरफोर्ड ने मैरी न्यूटन से शादी की, जिससे उन्हें एक बेटी पैदा हुई। अपने जीवन के अंत तक उनका स्वास्थ्य अच्छा रहा और एक छोटी बीमारी के बाद 1937 में कैम्ब्रिज में उनकी मृत्यु हो गई। रदरफोर्ड को वेस्टमिंस्टर एब्बे में आइजैक न्यूटन और चार्ल्स डार्विन की कब्रों के पास दफनाया गया है।

रदरफोर्ड के पुरस्कारों में रमफोर्ड मेडल (1904) और रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन का कोपले मेडल (1922), साथ ही ब्रिटिश ऑर्डर ऑफ मेरिट (1925) शामिल हैं। 1931 में, वैज्ञानिक को सहकर्मी पद प्रदान किया गया। रदरफोर्ड को न्यूजीलैंड, कैम्ब्रिज, विस्कॉन्सिन, पेंसिल्वेनिया और मैकगिल विश्वविद्यालयों से मानद उपाधियों से सम्मानित किया गया। वह रॉयल सोसाइटी ऑफ गौटिंगेन के संबंधित सदस्य थे, साथ ही न्यूजीलैंड फिलॉसॉफिकल इंस्टीट्यूट और अमेरिकन फिलॉसॉफिकल सोसाइटी के सदस्य भी थे। सेंट लुइस की विज्ञान अकादमी, रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन और ब्रिटिश एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस।

(1871-1937) अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, परमाणु भौतिकी के संस्थापक

अर्नेस्ट रदरफोर्ड का जन्म न्यूजीलैंड के स्प्रिंग ग्रोव (अब ब्राइटवॉटर) में एक साधारण स्कॉटिश परिवार में हुआ था। उनके पिता, जेम्स रदरफोर्ड, एक पहिया चालक थे, और उनकी माँ, मार्था थॉमसन, एक शिक्षिका थीं। अर्नेस्ट बारह बच्चों में से चौथी संतान थे। वह बचपन से ही बहुत चौकस और मेहनती लड़का था। प्राथमिक विद्यालय से सर्वश्रेष्ठ छात्र के रूप में स्नातक होने के बाद, अर्नेस्ट को नेल्सन प्रांतीय कॉलेज में अपनी शिक्षा जारी रखने के लिए छात्रवृत्ति मिली, जहां उन्होंने 1887 में पांचवीं कक्षा में प्रवेश किया। यहां पहले से ही गणित के लिए उनकी असाधारण क्षमताएं स्वयं प्रकट हुईं; वह भौतिकी, रसायन विज्ञान, साहित्य, लैटिन और फ्रेंच में भी अच्छे थे। एक बच्चे के रूप में, अर्नेस्ट को विभिन्न तंत्रों को डिजाइन करने का शौक था: उन्होंने जल मिलों, कारों के मॉडल बनाए और यहां तक ​​कि एक कैमरा भी बनाया।

कॉलेज से स्नातक होने के बाद, उन्होंने क्राइस्टचर्च में न्यूजीलैंड विश्वविद्यालय के कैंटरबरी कॉलेज में दाखिला लिया। यहां रदरफोर्ड ने भौतिकी और रसायन विज्ञान का अधिक गंभीरता से अध्ययन करना शुरू किया, छात्र मंडलियों में काम किया और यहां तक ​​कि विश्वविद्यालय में एक वैज्ञानिक छात्र समाज के निर्माण के आरंभकर्ताओं में से एक है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों की खोज के बारे में जर्मन भौतिक विज्ञानी हेनरिक हर्ट्ज़ के एक लेख को पढ़ने के बाद, रदरफोर्ड ने उनके गुणों की जांच करने का निर्णय लिया। लेकिन आने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों का पता लगाने में एक समस्या उत्पन्न हो गई। वह यह स्थापित करने में सक्षम था कि उनकी उपस्थिति का अंदाजा लोहे के विचुंबकीकरण से लगाया जा सकता है। यह तेईस वर्षीय रदरफोर्ड की पहली वास्तविक खोज थी।

1894 में, अर्नेस्ट ने कॉलेज से सम्मान के साथ स्नातक की उपाधि प्राप्त की और भौतिकी और गणित में मास्टर डिग्री प्राप्त की। वह हाई स्कूल में भौतिकी के शिक्षक बने, लेकिन इस क्षेत्र में सफल नहीं हुए। 1895 में, उन्हें सबसे बड़ी छात्रवृत्ति - "1851 छात्रवृत्ति" से सम्मानित किया गया, जिसने देश की सर्वश्रेष्ठ प्रयोगशालाओं में इंटर्नशिप का अवसर प्रदान किया। 1895 के पतन में, रदरफोर्ड इंग्लैंड के वैज्ञानिक केंद्र कैम्ब्रिज पहुंचे, और उत्कृष्ट अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जोसेफ जॉन थॉमसन (1856-1940) के मार्गदर्शन में कैवेंडिश प्रयोगशाला में काम करना शुरू किया।

अर्नेस्ट ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों के क्षेत्र में अपना शोध जारी रखा और 1896 में वह लगभग 3 किलोमीटर की दूरी पर रेडियो संचार स्थापित करने में सफल रहे। रेडियो संचार के व्यावहारिक पक्ष में उनकी रुचि कम थी, और इसलिए उन्होंने इस क्षेत्र में अपना काम बंद कर दिया, और ट्रांसमीटर को इतालवी इंजीनियर जी. मार्कोनी को दान कर दिया, जिन्होंने इसे अपने शोध में इस्तेमाल किया। इस समय, रदरफोर्ड ने जे. जे. थॉमसन के साथ मिलकर एक्स-रे सहित विभिन्न तरीकों का उपयोग करके गैसों और वायु के आयनीकरण का अध्ययन करने पर काम शुरू किया। लेकिन 1896 में बेकरेल की रेडियोधर्मिता की खोज के बाद, रदरफोर्ड ने रोएंटजेन और बेकरेल की किरणों की तुलना करना शुरू कर दिया।

1898 में, उन्हें मॉन्ट्रियल में मैकगिल विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर के रूप में एक पद प्राप्त हुआ और उसी वर्ष सितंबर में कनाडा पहुंचे। उन्होंने मैकगिल विश्वविद्यालय में 9 वर्षों तक - 1907 तक - काम किया और कई महत्वपूर्ण खोजें कीं। 1898 में, रदरफोर्ड ने यूरेनियम विकिरण पर शोध करना शुरू किया, जिसके परिणाम 1899 में "यूरेनियम का विकिरण और इसके द्वारा निर्मित विद्युत चालकता" लेख में प्रकाशित हुए थे। चुंबकीय क्षेत्र में यूरेनियम विकिरण का अध्ययन करके रदरफोर्ड ने पाया कि इसमें दो घटक होते हैं। उन्होंने पहले घटक को, जो एक दिशा में विचलित होता है और कागज की एक शीट द्वारा आसानी से अवशोषित किया जाता है, अल्फा किरणें कहा, और दूसरे को, जो विपरीत दिशा में विचलित होता है और जिसमें अधिक भेदन शक्ति होती है, बीटा किरणें कहा जाता है।

1900 में, विलार्ड ने यूरेनियम के विकिरण में एक और घटक की खोज की, जो चुंबकीय क्षेत्र में विचलित नहीं होता था और जिसकी भेदन शक्ति सबसे अधिक थी; इसे गामा किरणें कहा जाता था। 1900 में, थोरियम की रेडियोधर्मिता का अध्ययन करते समय, रदरफोर्ड ने एक नई गैस की खोज की, जिसे बाद में रेडॉन कहा गया। 1902-1903 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ फ्रेडरिक सोड्डी के साथ मिलकर उन्होंने रेडियोधर्मी क्षय का सिद्धांत विकसित किया और रेडियोधर्मी परिवर्तनों का नियम स्थापित किया। रदरफोर्ड ने ट्रांसयूरानिक तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। मॉन्ट्रियल में वैज्ञानिक के नौ साल के काम का परिणाम 50 से अधिक प्रकाशित वैज्ञानिक लेख और पुस्तक "रेडियोधर्मिता" है, जिसमें इस घटना के बारे में विज्ञान को ज्ञात सभी ज्ञान का सारांश दिया गया है।

रदरफोर्ड का नाम प्रसिद्ध हो गया, और उन्हें मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग में प्रोफेसर और भौतिकी प्रयोगशाला के निदेशक का पद लेने का निमंत्रण मिला। 24 मई, 1907 को, अर्नेस्ट रदरफोर्ड यूरोप लौट आए और अल्फा कणों की प्रकृति और पदार्थ के माध्यम से उनके मार्ग को जानने पर काम शुरू किया, जिसका अध्ययन उन्होंने कनाडा में शुरू किया। तत्वों के परिवर्तन और रेडियोधर्मी पदार्थों के रसायन विज्ञान पर उनके शोध के लिए उन्हें 1908 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

मैनचेस्टर में, रदरफोर्ड ने दुनिया भर के उत्कृष्ट शोधकर्ताओं की एक टीम बनाई, जिनमें जर्मन भौतिक विज्ञानी हंस गीगर (1882-1945), अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी हेनरी मोसले (1887-1915), न्यूजीलैंड के भौतिक विज्ञानी, जो उस समय अंतिम वर्ष के छात्र थे, शामिल थे। , अर्नेस्ट मार्सडेन (1889-1970) और अन्य वैज्ञानिक। सामूहिक वैज्ञानिक रचनात्मकता के माहौल में रदरफोर्ड की प्रमुख वैज्ञानिक खोजें हुईं। 1908 में, उन्होंने और गीगर ने व्यक्तिगत आवेशित कणों को रिकॉर्ड करने के लिए एक उपकरण डिज़ाइन किया, जिसे गीगर काउंटर कहा जाता है। 1909 में, उन्होंने अल्फा कणों की प्रकृति की खोज की: वे दोगुने आयनित हीलियम परमाणु हैं। 1911 में, अपने छात्रों मार्सडेन और गीगर द्वारा किए गए प्रयोगों के परिणामों के आधार पर, उन्होंने विभिन्न तत्वों के परमाणुओं द्वारा अल्फा कणों के बिखरने का नियम स्थापित किया, जिसके कारण मई 1911 में उन्हें परमाणु का एक नया मॉडल बनाना पड़ा - ग्रहीय. इस मॉडल के अनुसार, परमाणु सौर मंडल के समान है: केंद्र में लगभग 10 12 सेमी व्यास वाला एक विशाल सकारात्मक नाभिक होता है, जिसके चारों ओर नकारात्मक इलेक्ट्रॉन गोलाकार कक्षाओं में घूमते हैं। परमाणु नाभिक में निहित प्राथमिक सकारात्मक आवेशों की संख्या डी.आई. मेंडेलीव की तालिका में तत्व की क्रम संख्या के साथ मेल खाती है; इसके खोल में इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या होती है, क्योंकि संपूर्ण रूप से परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है।

इससे पहले कि रदरफोर्ड कह सके, "अब मुझे पता है कि एक परमाणु कैसा दिखता है!", मार्सडेन और गीगर को अल्फा कणों के 2 मिलियन से अधिक बमुश्किल दिखाई देने वाले जगमगाहट (फ्लेयर) का पता लगाना और गिनना था।

1912 में, उत्कृष्ट डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोह्र मैनचेस्टर आए। वह रदरफोर्ड द्वारा प्रस्तावित परमाणु के ग्रहीय मॉडल में विरोधाभासों को खत्म करने में कामयाब रहे। उनके काम के परिणामस्वरूप परमाणु का रदरफोर्ड-बोहर मॉडल तैयार हुआ, जिसने क्वांटम और परमाणु भौतिकी की नींव रखी।

1914 में रदरफोर्ड ने परमाणु नाभिक को कृत्रिम रूप से बदलने का विचार सामने रखा। लेकिन प्रथम विश्व युद्ध के फैलने से अनुसंधान बाधित हो गया और मैत्रीपूर्ण दल अलग-अलग देशों में एक-दूसरे के साथ युद्ध में बिखर गया। रदरफोर्ड स्वयं सैन्य अनुसंधान में शामिल थे और जर्मन पनडुब्बियों का मुकाबला करने के लिए ध्वनिक तरीके विकसित कर रहे थे। 1915 में, 28 साल की उम्र में, उनके सबसे अच्छे छात्रों में से एक, हेनरी मोसले, जिन्होंने एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी में एक प्रमुख खोज के साथ अपना नाम प्रसिद्ध किया था, की मौत हो गई। जेम्स चैडविक जर्मन कैद में था, मार्सडेन फ्रांस में लड़ रहा था, और नील्स बोहर कोपेनहेगन लौट आए। युद्ध के बाद ही रदरफोर्ड अपना शोध फिर से शुरू कर पाया।

1919 में वे कैंब्रिज चले गए, जहां उन्होंने कैंब्रिज विश्वविद्यालय में प्रोफेसर का पद संभाला और अपने शिक्षक जे. जे. थॉमसन के स्थान पर कैवेंडिश प्रयोगशाला के निदेशक बने। वैज्ञानिक अपने जीवन के अंत तक इस पद पर रहे। निरंतर अनुसंधान शानदार परिणाम लाता है: नाइट्रोजन को ऑक्सीजन में परिवर्तित करने वाली एक कृत्रिम परमाणु प्रतिक्रिया की गई, जिसने आधुनिक परमाणु भौतिकी की नींव रखी। 1920 में, रदरफोर्ड ने न्यूट्रॉन के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जो हाइड्रोजन नाभिक के द्रव्यमान के बराबर एक तटस्थ कण है। ऐसे कण की खोज 1932 में उनके छात्र और सहयोगी चैडविक ने की थी, जो इसके सिलसिले में नोबेल पुरस्कार विजेता बने। रदरफोर्ड के नेतृत्व में, कैवेंडिश प्रयोगशाला सभी देशों के भौतिकविदों के लिए एक वैज्ञानिक मक्का बन गई।

उन्होंने अपने छात्रों के साथ असाधारण देखभाल की, उन्हें प्यार से "लड़के" कहा, और उन्हें शाम छह बजे से अधिक प्रयोगशाला में काम करने की अनुमति नहीं दी, और सप्ताहांत पर उन्हें बिल्कुल भी काम करने की अनुमति नहीं दी। उन्होंने अपने छात्रों का नेतृत्व "परिवार के उदार पिता" की तरह किया और वे अपने शिक्षक को प्यार से "पिताजी" कहते थे। रदरफोर्ड हर दिन अपने कर्मचारियों को एक कप चाय के लिए इकट्ठा करते थे और न केवल वैज्ञानिक समस्याओं और प्रयोगों के परिणामों पर चर्चा करते थे, बल्कि राजनीति, कला और साहित्य के मुद्दों पर भी चर्चा करते थे। महान वैज्ञानिक किसी भी कठोरता, दंभ और अपने चारों ओर प्रशंसा का माहौल बनाने की इच्छा से पूरी तरह रहित थे।

सोवियत भौतिक विज्ञानी यू. बी. खारिटोन, ए. आई. लीपुंस्की, के. डी. सिनेलनिकोव, एल. डी. लैंडौ और अन्य ने भी उनके साथ अध्ययन किया। 1921 में, युवा सोवियत भौतिक विज्ञानी प्योत्र लियोनिदोविच कपित्सा (1894-1984) कैम्ब्रिज के रदरफोर्ड आए और 13 वर्षों तक वहां काम किया। वह रदरफोर्ड के सक्रिय सहयोगी और मित्र बन गए, उत्कृष्ट वैज्ञानिक परिणाम प्राप्त करते हुए, अपने शिक्षक की आशाओं को पूरा किया। 1971 में, पी. एल. कपित्सा की पहल पर, हमारे देश में वैज्ञानिक के जन्म की 100वीं वर्षगांठ के लिए, एक स्मारक रदरफोर्ड पदक जारी किया गया था और उनके कार्यों का एक संग्रह प्रकाशित किया गया था।

वह 1925 से दुनिया की सभी विज्ञान अकादमियों के सदस्य थे - सोवियत संघ की विज्ञान अकादमी के एक विदेशी सदस्य; 1903 से रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन के सदस्य और 1925 से 1930 तक - इसके अध्यक्ष। 1931 में उन्हें बैरन बनाया गया और वे लॉर्ड नेल्सन बन गये। महान प्रयोगकर्ता को उनकी वैज्ञानिक उपलब्धियों के लिए वैज्ञानिक जगत के सभी पुरस्कारों से सम्मानित किया गया।

अर्नेस्ट रदरफोर्ड का 19 अक्टूबर 1937 को 66 वर्ष की आयु में निधन हो गया। उनकी मृत्यु विज्ञान, असंख्य छात्रों और संपूर्ण मानवता के लिए एक बहुत बड़ी क्षति थी। महान भौतिक विज्ञानी को वेस्टमिंस्टर एब्बे में - सेंट पॉल कैथेड्रल में, आई. न्यूटन, एम. फैराडे, सी. डार्विन, डब्ल्यू. हर्शेल की कब्रों के बगल में, कैथेड्रल की एक गुफा में, जिसे "साइंस कॉर्नर" कहा जाता है, दफनाया गया है। ”।

अर्नेस्ट रदरफोर्ड को बीसवीं सदी का सबसे महान प्रायोगिक भौतिक विज्ञानी माना जाता है। वह रेडियोधर्मिता के बारे में हमारे ज्ञान में एक केंद्रीय व्यक्ति हैं और वह व्यक्ति हैं जिन्होंने परमाणु भौतिकी का नेतृत्व किया। उनके विशाल सैद्धांतिक महत्व के अलावा, उनकी खोजों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला थी, जिनमें शामिल हैं: परमाणु हथियार, परमाणु ऊर्जा संयंत्र, रेडियोधर्मी कैलकुलस और विकिरण अनुसंधान। दुनिया पर रदरफोर्ड के काम का प्रभाव बहुत बड़ा है। यह लगातार बढ़ रहा है और भविष्य में और भी बढ़ने की संभावना है।

रदरफोर्ड का जन्म और पालन-पोषण न्यूजीलैंड में हुआ। वहां उन्होंने कैंटरबरी कॉलेज में प्रवेश लिया और तेईस साल की उम्र तक तीन डिग्रियां (बैचलर ऑफ आर्ट्स, बैचलर ऑफ साइंस, मास्टर ऑफ आर्ट्स) प्राप्त कर लीं। अगले वर्ष उन्हें इंग्लैंड में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में अध्ययन करने के लिए जगह दी गई, जहां उन्होंने उस समय के अग्रणी वैज्ञानिकों में से एक, जे जे थॉमसन के अधीन एक शोध छात्र के रूप में तीन साल बिताए। सत्ताईस साल की उम्र में रदरफोर्ड कनाडा में मैकगिल विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर बन गए। उन्होंने वहां नौ साल तक काम किया और 1907 में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग का प्रमुख बनने के लिए इंग्लैंड लौट आये। 1919 में, रदरफोर्ड कैम्ब्रिज लौट आए, इस बार कैवेंडिश प्रयोगशाला के निदेशक के रूप में, इस पद पर वे जीवन भर बने रहे।

रेडियोधर्मिता की खोज 1896 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक एंटोनी हेनरी बेकरेल ने की थी जब उन्होंने यूरेनियम यौगिकों के साथ प्रयोग किया था। लेकिन बेकरेल ने जल्द ही इस विषय में रुचि खो दी, और रेडियोधर्मिता के बारे में हमारा अधिकांश बुनियादी ज्ञान रदरफोर्ड के व्यापक शोध से आता है। (मैरी और पियरे क्यूरी ने दो और रेडियोधर्मी तत्वों, पोलोनियम और रेडियम की खोज की, लेकिन मौलिक महत्व की खोज नहीं की।)

रदरफोर्ड की पहली खोजों में से एक यह थी कि यूरेनियम से रेडियोधर्मी विकिरण में दो अलग-अलग घटक होते हैं, जिन्हें वैज्ञानिक अल्फा और बीटा किरणें कहते हैं। बाद में उन्होंने प्रत्येक घटक की प्रकृति का प्रदर्शन किया (वे तेजी से बढ़ने वाले कणों से बने होते हैं) और दिखाया कि एक तीसरा घटक भी था, जिसे उन्होंने गामा किरणें कहा।

रेडियोधर्मिता की एक महत्वपूर्ण विशेषता इससे जुड़ी ऊर्जा है। बेकरेल, क्यूरीज़ और कई अन्य वैज्ञानिकों ने ऊर्जा को एक बाहरी स्रोत माना। लेकिन रदरफोर्ड ने साबित कर दिया कि यह ऊर्जा - जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं से निकलने वाली ऊर्जा से कहीं अधिक शक्तिशाली है - व्यक्तिगत यूरेनियम परमाणुओं के भीतर से आती है! इसके साथ ही उन्होंने परमाणु ऊर्जा की महत्वपूर्ण अवधारणा की नींव रखी।

वैज्ञानिकों ने हमेशा यह माना है कि व्यक्तिगत परमाणु अविभाज्य और अपरिवर्तनीय हैं। लेकिन रदरफोर्ड (एक बहुत ही प्रतिभाशाली युवा सहायक, फ्रेडरिक सोड्डी की मदद से) यह दिखाने में सक्षम था कि जब एक परमाणु अल्फा या बीटा किरणों का उत्सर्जन करता है, तो यह एक अलग प्रकार के परमाणु में बदल जाता है। पहले तो रसायनज्ञों को इस पर विश्वास ही नहीं हुआ। हालाँकि, रदरफोर्ड और सोड्डी ने रेडियोधर्मी क्षय के साथ प्रयोगों की एक पूरी श्रृंखला आयोजित की और यूरेनियम को सीसे में बदल दिया। रदरफोर्ड ने क्षय की दर को भी मापा और "अर्ध-जीवन" की महत्वपूर्ण अवधारणा तैयार की। इससे जल्द ही रेडियोधर्मी कैलकुलस की तकनीक सामने आई, जो सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक उपकरणों में से एक बन गई और भूविज्ञान, पुरातत्व, खगोल विज्ञान और कई अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग पाया गया।

खोजों की इस आश्चर्यजनक श्रृंखला ने रदरफोर्ड को 1908 में नोबेल पुरस्कार दिलाया (बाद में सोड्डी ने नोबेल पुरस्कार जीता), लेकिन उनकी सबसे बड़ी उपलब्धि अभी बाकी थी। उन्होंने देखा कि तेज़ गति से चलने वाले अल्फा कण पतली सोने की पन्नी से गुजरने में सक्षम थे (बिना कोई दृश्य निशान छोड़े!), लेकिन थोड़ा विक्षेपित हो गए थे। यह सुझाव दिया गया था कि सोने के परमाणु, कठोर, अभेद्य, "छोटे बिलियर्ड गेंदों" की तरह - जैसा कि वैज्ञानिकों ने पहले माना था - अंदर से नरम थे! ऐसा लग रहा था जैसे छोटे, कठोर अल्फा कण जेली के माध्यम से उच्च गति वाली गोली की तरह सोने के परमाणुओं से गुजर सकते हैं।

लेकिन रदरफोर्ड (गीगर और मार्सडेन, उनके दो युवा सहायकों के साथ काम करते हुए) ने पाया कि सोने की पन्नी से गुजरते समय कुछ अल्फा कण बहुत दृढ़ता से विक्षेपित हो गए थे। वास्तव में, कुछ तो उलटी दिशा में भी उड़ते हैं! यह महसूस करते हुए कि इसके पीछे कुछ महत्वपूर्ण बात है, वैज्ञानिक ने प्रत्येक दिशा में उड़ने वाले कणों की संख्या को ध्यान से गिना। फिर, एक जटिल लेकिन काफी ठोस गणितीय विश्लेषण के माध्यम से, उन्होंने एकमात्र तरीका दिखाया जिससे प्रयोगों के परिणामों को समझाया जा सकता था: सोने के परमाणु में लगभग पूरी तरह से खाली जगह थी, और लगभग सभी परमाणु द्रव्यमान केंद्र में केंद्रित थे, परमाणु के छोटे "नाभिक" में!

दिन का सबसे अच्छा पल

एक ही झटके में, रदरफोर्ड के काम ने दुनिया के बारे में हमारे पारंपरिक दृष्टिकोण को हमेशा के लिए हिला दिया। यदि धातु का एक टुकड़ा भी - जो सभी वस्तुओं में सबसे कठोर प्रतीत होता है - मूल रूप से खाली जगह थी, तो जो कुछ भी हमने सोचा था वह अचानक विशाल शून्य में इधर-उधर बहते हुए रेत के छोटे-छोटे कणों में बिखर गया!

रदरफोर्ड की परमाणु नाभिक की खोज परमाणु संरचना के सभी आधुनिक सिद्धांतों का आधार है। जब नील्स बोह्र ने दो साल बाद अपना प्रसिद्ध काम प्रकाशित किया, जिसमें परमाणु को क्वांटम यांत्रिकी द्वारा शासित एक लघु सौर मंडल के रूप में वर्णित किया गया, तो उन्होंने रदरफोर्ड के परमाणु सिद्धांत को अपने मॉडल के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में इस्तेमाल किया। हाइजेनबर्ग और श्रोडिंगर ने भी ऐसा ही किया जब उन्होंने शास्त्रीय और तरंग यांत्रिकी का उपयोग करके अधिक जटिल परमाणु मॉडल का निर्माण किया।

रदरफोर्ड की खोज से विज्ञान की एक नई शाखा का भी उदय हुआ: परमाणु नाभिक का अध्ययन। इस क्षेत्र में, रदरफोर्ड का भी अग्रणी बनना तय था। 1919 में, वह तेजी से बढ़ने वाले अल्फा कणों के साथ नाइट्रोजन नाभिक पर बमबारी करके नाइट्रोजन नाभिक को ऑक्सीजन नाभिक में बदलने में सफल रहे। यह एक ऐसी उपलब्धि थी जिसका सपना प्राचीन कीमियागरों ने देखा था।

यह जल्द ही स्पष्ट हो गया कि परमाणु परिवर्तन सूर्य से ऊर्जा का एक स्रोत हो सकता है। इसके अलावा, परमाणु हथियारों और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में परमाणु नाभिक का परिवर्तन एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। नतीजतन, रदरफोर्ड की खोज सिर्फ अकादमिक रुचि से कहीं अधिक है।

रदरफोर्ड का व्यक्तित्व उनसे मिलने वाले सभी लोगों को लगातार आश्चर्यचकित करता था। वह ऊंचे स्वर, असीमित ऊर्जा और विनम्रता की स्पष्ट कमी वाला एक विशाल व्यक्ति था। जब सहकर्मियों ने रदरफोर्ड की वैज्ञानिक अनुसंधान में हमेशा "लहर के शिखर पर" रहने की अदभुत क्षमता पर टिप्पणी की, तो उन्होंने तुरंत जवाब दिया: "क्यों नहीं? आख़िरकार, मैंने ही लहर पैदा की, है ना?" कुछ वैज्ञानिक इस दावे पर बहस करेंगे।