56. ERNEST RUTHERFORD (1871–1937) Si Ernest Rutherford ay itinuturing na pinakadakilang eksperimental na pisiko noong ikadalawampu siglo. Siya ay isang sentral na pigura sa ating kaalaman sa radioactivity at ang taong nagpasimuno sa nuclear physics. Bilang karagdagan sa kanyang

Paano inuri ni Ernest Rutherford ang agham? Para sa karamihan ng ika-20 siglo (mula 1910s hanggang 1960s), maraming physicist ang minamaliit ang kanilang mga siyentipikong katapat sa ibang larangan ng agham. Sabi nila kapag asawa ng isang Amerikano

RUTHERFORD (Rutherford, Ernest, 1871–1937), English physicist 52 Sciences ay nahahati sa physics at stamp collecting. Bilang "sikat na witticism" ni Rutherford ay ibinigay sa libro. Ernest Rutherford ni J.B. Burks sa Manchester (1962). ? Birks J. B. Rutherford sa Manchester. – London, 1962, p.

BEVIN, Ernest (Bevin, Ernest, 1881–1951), politiko ng British Labor, 1945–1951. Minister of Foreign Affairs29Kung bubuksan mo itong Pandora's box, walang masasabi kung anong uri ng Trojan horse ang lalabas.Tungkol sa Konseho ng Europe; ibinigay sa aklat. R. Barclay "Ernest Bevin at ang Foreign Office" (1975).

RENAN, Ernest (Renan, Ernest, 1823–1892), Pranses na mananalaysay23bHimala sa Griyego. // Miracle grec. "Prayer to the Acropolis" (1888) "Sa mahabang panahon ay hindi na ako naniniwala sa isang himala sa literal na kahulugan; at ang kakaibang kapalaran ng mga Hudyo, na humahantong kay Hesus at Kristiyanismo, tila sa akin ay isang bagay

Ang unang pahina ng artikulo ni E. Rutherford sa Philosophical Magazine, 6, 21 (1911), kung saan unang ipinakilala ang konsepto ng "atomic nucleus".

Ang atomic nucleus, na natuklasan 100 taon na ang nakalilipas ni E. Rutherford, ay isang nakatali na sistema ng mga nag-uugnay na proton at neutron. Ang bawat atomic nucleus ay natatangi sa sarili nitong paraan. Upang ilarawan ang atomic nuclei, iba't ibang mga modelo ang binuo na naglalarawan ng mga indibidwal na partikular na katangian ng atomic nuclei. Ang pag-aaral ng mga katangian ng atomic nuclei ay nagbukas ng bagong mundo - ang subatomic quantum world, at humantong sa pagtatatag ng mga bagong batas ng konserbasyon at simetrya. Ang kaalaman na nakuha sa nuclear physics ay malawakang ginagamit sa mga natural na agham mula sa pag-aaral ng mga buhay na sistema hanggang sa astrophysics.

1. 1911 Natuklasan ni Rutherford ang atomic nucleus.

Sa Hunyo 1911 na isyu ng Philosophical Magazine, inilathala ang akda ni E. Rutherford na "Pagkakalat ng α- at β-particle sa pamamagitan ng materya at istraktura ng atom", kung saan ang konsepto ng "atomic nucleus".
Sinuri ni E. Rutherford ang mga resulta ng gawain nina G. Geiger at E. Marsden sa pagkakalat ng mga α-particle sa manipis na gintong foil, kung saan hindi inaasahang natuklasan na ang isang maliit na bilang ng mga α-particle ay pinalihis ng isang anggulo na mas malaki kaysa sa 90°. Ang resultang ito ay sumasalungat sa noo'y nangingibabaw na modelo ng atom ni J. J. Thomson, ayon sa kung saan ang atom ay binubuo ng mga negatibong sisingilin na mga electron at isang pantay na dami ng positibong kuryente na pantay na ipinamamahagi sa loob ng isang globo ng radius R ≈ 10 - 8 cm. Upang ipaliwanag ang mga resultang nakuha nina Geiger at Marsden, si Rutherford ay nakabuo ng isang modelo para sa pagkalat ng isang point electric charge ng isa pang point charge batay sa Coulomb's law at Newton's laws of motion at nakuha ang dependence ng probabilidad ng α-particle scattering sa isang anggulo θ sa energy E. ng insidente α-particle

Ang angular na pamamahagi ng mga particle ng α na sinusukat nina Geiger at Marsden ay maipaliwanag lamang kung ipagpalagay natin na ang atom ay may sentral na singil na ipinamamahagi sa isang rehiyon na kasing laki.<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.

Noong 1910, isang batang siyentipiko na nagngangalang Marsden ang dumating upang magtrabaho sa laboratoryo ni Rutherford. Hiniling niya kay Rutherford na bigyan siya ng napakasimpleng problema. Inutusan siya ni Rutherford na bilangin ang mga alpha particle na dumadaan sa materya at hanapin ang pagkalat ng mga ito. Kasabay nito, nabanggit ni Rutherford na, sa kanyang opinyon, si Marsden ay hindi makakahanap ng anumang kapansin-pansin. Ibinatay ni Rutherford ang kanyang mga pagsasaalang-alang sa modelong Thomson ng atom na tinanggap noong panahong iyon. Alinsunod sa modelong ito, ang atom ay kinakatawan ng isang globo na may sukat na 10 -8 cm na may pantay na ipinamahagi na positibong singil, kung saan ang mga electron ay interspersed. Ang maharmonya na vibrations ng huli ay tinutukoy ang emission spectra. Madaling ipakita na ang mga particle ng alpha ay dapat na madaling dumaan sa gayong globo, at hindi inaasahan ang espesyal na pagkalat. Ginugol ng mga alpha particle ang lahat ng enerhiya sa kanilang landas upang maglabas ng mga electron, na nag-ionize sa mga nakapaligid na atomo.
Si Marsden, sa ilalim ng patnubay ni Geiger, ay nagsimulang gumawa ng kanyang mga obserbasyon at sa lalong madaling panahon napansin na ang karamihan sa mga particle ng α ay dumadaan sa materya, ngunit mayroon pa ring kapansin-pansing pagkalat, at ang ilang mga particle ay tila nag-bounce pabalik. Nang malaman ito ni Rutherford, sinabi niya:
— Ito ay imposible. Ito ay kasing imposible gaya ng imposible para sa isang bala na tumalbog sa papel.
Ang pariralang ito ay nagpapakita kung gaano konkreto at matalinhagang nakita niya ang kababalaghan.
Inilathala nina Marsden at Geiger ang kanilang trabaho, at agad na nagpasya si Rutherford na ang umiiral na ideya ng atom ay hindi tama at kailangang baguhin nang radikal.
Sa pamamagitan ng pag-aaral ng batas ng pamamahagi ng mga sinasalamin na α-particle, sinubukan ni Rutherford na matukoy kung anong field distribution sa loob ng atom ang kinakailangan upang matukoy ang batas ng dispersion kung saan ang α-particle ay maaaring bumalik. Siya ay dumating sa konklusyon na ito ay posible kapag ang buong singil ay puro hindi sa buong dami ng atom, ngunit sa gitna. Ang sukat ng sentrong ito, na tinawag niyang nucleus, ay napakaliit: 10 -12 —10 -13 cm ang lapad. Ngunit saan natin dapat ilagay ang mga electron? Nagpasya si Rutherford na ang mga electron na may negatibong charge ay dapat ipamahagi sa isang bilog - maaari silang hawakan sa pamamagitan ng pag-ikot, ang puwersang sentripugal na nagbabalanse sa kaakit-akit na puwersa ng positibong singil ng nucleus. Dahil dito, ang modelo ng atom ay hindi hihigit sa isang tiyak na solar system, na binubuo ng isang core - ang araw at mga electron - ang mga planeta. Kaya nilikha niya ang kanyang modelo ng atom.
Ang modelong ito ay sumalubong sa ganap na pagkalito, dahil ito ay sumasalungat sa ilan sa mga noon, tila hindi matitinag, mga batayan ng pisika.

P.L. Kapitsa. "Mga alaala ni Propesor E. Rutherford"

1909-1911 Mga Eksperimento nina G. Geiger at E. Marsden

Nakita nina G. Geiger at E. Marsden na kapag dumaan sa isang manipis na gintong foil, karamihan sa mga particle ng α, tulad ng inaasahan, ay lumipad nang walang pagpapalihis, ngunit sa hindi inaasahang pagkakataon ay natuklasan na ang ilang mga particle ng α ay pinalihis sa napakalaking mga anggulo. Ang ilang mga particle ng alpha ay nakakalat pa sa kabaligtaran ng direksyon. Ang mga kalkulasyon ng lakas ng electric field ng mga atom sa mga modelong Thomson at Rutherford ay nagpapakita ng makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga modelong ito. Ang lakas ng field ng isang positibong singil na ipinamahagi sa ibabaw ng isang atom sa kaso ng modelong Thomson ay ~10 13 V/m. Sa modelo ni Rutherford, ang positibong singil na matatagpuan sa gitna ng atom sa rehiyon R< 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. Rutherford, 1911 “Kilalang-kilala na ‘yanα - Atβ -mga particle, kapag bumabangga sa mga atom ng isang substance, nakakaranas ng paglihis mula sa isang tuwid na landas. Ang pagkakalat na ito ay higit na kapansin-pansin saβ -mga particle kaysaα -mga particle, dahil mayroon silang makabuluhang mas mababang mga impulses at enerhiya. Kaya walang alinlangan na ang gayong mabilis na gumagalaw na mga particle ay tumagos sa mga atomo na kanilang nakatagpo at ang naobserbahang mga paglihis ay dahil sa malakas na electric field na tumatakbo sa loob ng atomic system. Ito ay karaniwang ipinapalagay na beam scatteringα - oβ -ang mga sinag na dumadaan sa isang manipis na plato ng bagay ay resulta ng maraming maliliit na pagkalat sa panahon ng pagpasa ng mga atomo ng sangkap. Gayunpaman, ang mga obserbasyon na ginawa nina Geiger at Marsden ay nagpakita na ang isang tiyak na halagaα -Ang mga particle sa isang banggaan ay nakakaranas ng pagpapalihis ng higit sa 90°. Ang isang simpleng kalkulasyon ay nagpapakita na ang isang malakas na electric field ay dapat na umiiral sa atom para sa isang malaking pagpapalihis na malikha sa panahon ng isang banggaan.

1911 E. Rutherford. Atomic nucleus

α + 197 Au → α + 197 Au

Ernest Rutherford (1891-1937)

Batay sa planetaryong modelo ng atom, nakuha ni Rutherford ang isang pormula na naglalarawan sa pagkalat ng mga particle ng α sa isang manipis na gintong foil, na naaayon sa mga resulta ng Geiger at Marsden. Ipinagpalagay ni Rutherford na ang mga particle ng α at ang atomic nuclei kung saan nakikipag-ugnayan ang mga ito ay maaaring ituring bilang mga point mass at mga singil at na ang mga electrostatic repulsive forces lamang ang kumikilos sa pagitan ng positively charged nuclei at α particle at na ang nucleus ay napakabigat kumpara sa α particle na ginagawa nito. hindi gumagalaw sa panahon ng pakikipag-ugnayan. Ang mga electron ay umiikot sa paligid ng atomic nucleus sa isang katangian na atomic scale na ~10-8 cm at, dahil sa kanilang mababang masa, ay hindi nakakaapekto sa pagkalat ng mga α-particle.

Una, nakuha ni Rutherford ang dependence ng scattering angle θ ng isang α-particle na may enerhiya E sa impact parameter b ng isang banggaan sa isang point massive nucleus. b - parameter ng epekto - ang pinakamababang distansya kung saan lalapit ang α-particle sa nucleus kung walang mga saway na pwersa sa pagitan nila, θ - scattering angle ng α-particle, Z 1 e - electric charge ng α-particle, Z 2 e - mga butil ng electric charge.
Pagkatapos ay kinakalkula ni Rutherford kung anong fraction ng isang sinag ng α particle na may enerhiya E ang nakakalat ng isang anggulo θ depende sa singil ng nucleus Z 2 e at ang singil ng α particle Z 1 e. Kaya, batay sa mga klasikal na batas ng Newton at Coulomb, nakuha ang sikat na Rutherford scattering formula. Ang pangunahing bagay sa pagkuha ng formula ay ang pagpapalagay na ang atom ay naglalaman ng isang napakalaking positibong sisingilin na sentro, ang mga sukat nito ay R< 10 -12 см.

E. Rutherford, 1911: "Ang pinakasimpleng palagay ay ang atom ay may sentral na singil na ipinamahagi sa isang napakaliit na volume, at ang malalaking solong paglihis ay dahil sa sentral na singil sa kabuuan, at hindi sa mga bahaging bumubuo nito. Kasabay nito, ang pang-eksperimentong data ay hindi sapat na tumpak upang tanggihan ang posibilidad ng pagkakaroon ng isang maliit na bahagi ng positibong singil sa anyo ng mga satellite na matatagpuan sa ilang distansya mula sa gitna... Dapat tandaan na ang nahanap na tinatayang ang halaga ng gitnang singil ng gintong atomo (100e) ay humigit-kumulang tumutugma sa halagang natagpuan na magkakaroon ng gintong atomo na binubuo ng 49 helium atoms bawat isa ay may singil na 2e. Marahil ito ay isang pagkakataon lamang, ngunit ito ay lubhang nakatutukso mula sa punto ng view ng paglabas ng helium atoms na nagdadala ng dalawang yunit ng singil sa pamamagitan ng isang radioactive substance.

J. J. Thomson at E. Rutherford

E. Rutherford, 1921:"Ang konsepto ng nukleyar na istraktura ng atom ay orihinal na lumitaw mula sa mga pagtatangka na ipaliwanag ang pagkalat ng mga particle ng α sa malalaking anggulo kapag dumadaan sa manipis na mga layer ng bagay. Dahil ang mga particle ng α ay may malaking masa at mataas na bilis, ang mga makabuluhang paglihis na ito ay lubhang kapansin-pansin; ipinahiwatig nila ang pagkakaroon ng mga napakalakas ng kuryente! o mga magnetic field sa loob ng mga atom. Upang ipaliwanag ang mga resultang ito, kinakailangang ipagpalagay na ang atom ay binubuo ng isang sisingilin na napakalaking nucleus, napakaliit sa laki kumpara sa karaniwang tinatanggap na halaga ng diameter ng atom. Ang positibong sisingilin na nucleus na ito ay naglalaman ng karamihan sa masa ng atom at napapalibutan sa ilang distansya ng mga negatibong electron na ipinamahagi sa isang tiyak na paraan; ang bilang nito ay katumbas ng kabuuang positibong singil ng nucleus. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, ang isang napakatindi na patlang ng kuryente ay dapat na umiral malapit sa nucleus at α-particle, kapag nakakatugon sa isang indibidwal na atom, na dumadaan malapit sa nucleus, ay pinalihis sa mga makabuluhang anggulo. Sa pag-aakalang ang mga puwersa ng kuryente ay nag-iiba-iba sa parisukat ng distansya sa rehiyon na katabi ng nucleus, ang may-akda ay nakakuha ng kaugnayan na nauugnay sa bilang ng mga α-particle na nakakalat sa isang tiyak na anggulo na may singil ng nucleus at ang enerhiya ng α - particle.
Ang tanong kung ang atomic number ng isang elemento ay isang wastong sukatan ng nuclear charge nito ay napakahalaga na ang bawat posibleng paraan ay dapat ilapat upang malutas ito. Kasalukuyang isinasagawa ang ilang pag-aaral sa Cavendish Laboratory upang subukan ang katumpakan ng relasyong ito. Ang dalawang pinakadirektang pamamaraan ay batay sa pag-aaral ng pagkalat ng mabilis na α- at β-ray. Ang unang paraan ay ginamit ni Chadwick, na gumagamit ng mga bagong pamamaraan; ang huli ay sa pamamagitan ng Crowthar. Ang mga resultang nakuha sa ngayon ng Chadwick ay ganap na nagpapatunay sa pagkakakilanlan ng atomic number na may nuclear charge sa loob ng mga limitasyon ng posibleng katumpakan ng eksperimento, na para sa Chadwick ay humigit-kumulang 1%.

Sa kabila ng katotohanan na ang kumbinasyon ng dalawang proton at dalawang neutron ay isang lubhang matatag na pagbuo, kasalukuyang pinaniniwalaan na ang mga particle ng α ay hindi kasama sa nucleus bilang isang independiyenteng pagbuo ng istruktura. Sa kaso ng α-radioactive elements, ang nagbubuklod na enerhiya ng α particle ay mas malaki kaysa sa enerhiya na kinakailangan upang magkahiwalay na alisin ang dalawang proton at dalawang neutron mula sa nucleus, kaya ang α particle ay maaaring ilabas mula sa nucleus kahit na wala ito sa ang nucleus bilang malayang edukasyon.
Ang pag-aakala ni Rutherford na ang atomic nucleus ay maaaring binubuo ng isang tiyak na bilang ng helium atoms o tungkol sa positively charged satellite ng nucleus ay isang ganap na natural na paliwanag para sa kanyang pagtuklas. α radioactivity. Ang ideya na ang mga particle ay maaaring malikha bilang isang resulta ng iba't ibang mga pakikipag-ugnayan ay hindi pa umiiral sa oras na iyon.
Ang pagtuklas ng atomic nucleus ni E. Rutherford noong 1911 at ang kasunod na pag-aaral ng nuclear phenomena ay radikal na nagbago sa ating pang-unawa sa mundo sa paligid natin. Pinayaman nito ang agham ng mga bagong konsepto at naging simula ng pag-aaral ng subatomic na istruktura ng bagay.

Ang English physicist na si Ernest Rutherford ay ipinanganak sa New Zealand, malapit sa Nelson. Isa siya sa 12 anak ng wheelwright at construction worker na si James Rutherford, isang Scot, at si Martha (Thompson) Rutherford, isang English schoolteacher. Si Rutherford ay unang nag-aral sa mga lokal na elementarya at sekondaryang paaralan, at pagkatapos ay naging iskolarsip na mag-aaral sa Nelson College, isang pribadong mas mataas na paaralan, kung saan pinatunayan niya ang kanyang sarili bilang isang mahuhusay na estudyante, lalo na sa matematika. Salamat sa kanyang tagumpay sa akademya, tumanggap si Rutherford ng isa pang iskolarship, na nagpapahintulot sa kanya na pumasok sa Canterbury College sa Christchurch, isa sa pinakamalaking lungsod sa New Zealand.

Sa kolehiyo, si Rutherford ay lubhang naimpluwensyahan ng kanyang mga guro: ang guro ng pisika at kimika na si E. W. Bickerton at ang matematiko na si J. H. H. Cook. Pagkatapos Rutherford ay iginawad ng isang Bachelor of Arts degree sa 1892, siya ay nanatili sa Canterbury College at ipinagpatuloy ang kanyang pag-aaral salamat sa isang scholarship sa matematika. Ang mga sumusunod na taon siya ay naging isang Master of Arts, pagkakaroon ng nakapasa sa mga pagsusulit sa matematika at physics pinakamahusay sa lahat. Ang tesis ng kanyang master ay may kinalaman sa pagtuklas ng mga high-frequency na radio wave, na ang pagkakaroon nito ay napatunayan mga sampung taon na ang nakalilipas. Upang pag-aralan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, nagtayo siya ng isang radio receiver (ilang taon bago ginawa ni Guglielmo Marconi) at sa tulong nito ay nakatanggap ng mga signal na ipinadala ng mga kasamahan mula sa layo na kalahating milya.

Noong 1894, si Rutherford ay iginawad sa degree ng Bachelor of Science. Tradisyon sa Canterbury College na ang sinumang mag-aaral na nakatapos ng Master of Arts degree at nanatili sa kolehiyo ay kinakailangang magsagawa ng karagdagang pag-aaral at makakuha ng Bachelor of Science degree. Pagkatapos ay nagturo si Rutherford sa isang maikling panahon sa isa sa mga paaralan ng mga lalaki sa Christchurch. Dahil sa kanyang pambihirang kakayahan sa agham, si Rutherford ay ginawaran ng iskolarship sa Unibersidad ng Cambridge sa Inglatera, kung saan siya nag-aral sa Cavendish Laboratory, isa sa mga nangungunang sentro ng siyentipikong pananaliksik sa mundo.

Sa Cambridge, nagtrabaho si Rutherford sa ilalim ng pangangasiwa ng Ingles na physicist na si J. J. Thomson. Lubos na humanga si Thomson sa pagsasaliksik ni Rutherford sa mga radio wave, at noong 1896 ay iminungkahi niyang magkasamang pag-aralan ang epekto ng X-ray (natuklasan noong nakaraang taon ni Wilhelm Roentgen) sa mga discharge ng kuryente sa mga gas. Ang kanilang pakikipagtulungan ay nagresulta sa makabuluhang mga resulta, kabilang ang pagtuklas ni Thomson ng electron, isang atomic particle na nagdadala ng negatibong singil sa kuryente. Batay sa kanilang pananaliksik, ipinalagay nina Thomson at Rutherford na kapag dumaan ang X-ray sa isang gas, sinisira nila ang mga atomo ng gas na iyon, na naglalabas ng pantay na bilang ng mga particle na positibo at negatibong sisingilin. Tinawag nila ang mga particle na ito na ions. Pagkatapos ng gawaing ito, sinimulan ni Rutherford ang pag-aaral ng atomic structure.

Noong 1898, tinanggap ni Rutherford ang pagiging propesor sa McGill University sa Montreal, Canada, kung saan sinimulan niya ang isang serye ng mahahalagang eksperimento tungkol sa radioactive emission ng elementong uranium. Sa lalong madaling panahon natuklasan niya ang dalawang uri ng radiation na ito: ang paglabas ng mga alpha ray, na tumagos lamang sa isang maikling distansya, at beta ray, na tumagos sa isang mas malaking distansya. Pagkatapos ay natuklasan ni Rutherford na ang radioactive thorium ay nagbigay ng gaseous radioactive na produkto, na tinawag niyang "emanation" (emission).

Ang karagdagang pananaliksik ay nagpakita na ang dalawa pang radioactive na elemento - radium at actinium - ay gumagawa din ng emanation. Batay sa mga ito at sa iba pang mga pagtuklas, dumating si Rutherford sa dalawang mahalagang konklusyon para sa pag-unawa sa likas na katangian ng radiation: lahat ng kilalang radioactive na elemento ay naglalabas ng alpha at beta rays, at, higit sa lahat, ang radioactivity ng anumang radioactive na elemento ay bumababa pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon. Ang mga natuklasang ito ay nagbigay ng dahilan upang ipagpalagay na ang lahat ng mga radioactive na elemento ay nabibilang sa parehong pamilya ng mga atomo at ang kanilang pag-uuri ay maaaring batay sa panahon ng pagbaba ng kanilang radioactivity.

Batay sa karagdagang pananaliksik na isinagawa sa McGill University noong 1901-1902, binalangkas ni Rutherford at ng kanyang kasamahan na si Frederick Soddy ang mga pangunahing prinsipyo ng teorya ng radioactivity na kanilang nilikha. Ayon sa teoryang ito, ang radyaktibidad ay nangyayari kapag ang isang atom ay nawalan ng isang partikulo ng sarili nito na nailalabas sa napakabilis na bilis, at ang pagkawalang ito ay nagbabago ng isang atom ng isang kemikal na elemento sa isang atom ng isa pa. Ang teorya na iniharap nina Rutherford at Soddy ay sumasalungat sa isang bilang ng mga dating umiiral na ideya, kabilang ang matagal nang tinatanggap na konsepto na ang mga atomo ay hindi mahahati at hindi nababago na mga particle. Si Rutherford ay nagsagawa ng karagdagang mga eksperimento upang makakuha ng mga resulta na nagpapatunay sa kanyang teorya. Noong 1903, pinatunayan niya na ang mga particle ng alpha ay may positibong singil. Dahil ang mga particle na ito ay may masusukat na masa, ang "pag-eject" sa kanila mula sa atom ay kritikal sa pag-convert ng isang radioactive na elemento sa isa pa. Ang resultang teorya ay pinahintulutan din ni Rutherford na mahulaan ang rate kung saan ang iba't ibang mga radioactive na elemento ay magiging tinatawag niyang materyal na anak. Ang siyentipiko ay kumbinsido na ang mga particle ng alpha ay hindi nakikilala mula sa nucleus ng isang helium atom. Ang kumpirmasyon nito ay dumating nang matuklasan ni Soddy, noon ay nagtatrabaho kasama ang English chemist na si William Ramsay, na ang radium emanations ay naglalaman ng helium, ang putative alpha particle.

Noong 1907, si Rutherford, na naghahangad na maging mas malapit sa sentro ng siyentipikong pananaliksik, ay kinuha ang posisyon ng propesor ng pisika sa Unibersidad ng Manchester (England). Sa tulong ni Hans Geiger, na kalaunan ay naging tanyag bilang imbentor ng Geiger counter, si Rutherford ay nagtatag ng isang paaralan para sa pag-aaral ng radyaktibidad sa Manchester.

Noong 1908, si Rutherford ay ginawaran ng Nobel Prize sa Chemistry "para sa kanyang pananaliksik sa pagkabulok ng mga elemento sa kimika ng mga radioactive substance." Sa kaniyang pambungad na talumpati sa ngalan ng Royal Swedish Academy of Sciences, itinuro ni C. B. Hasselberg ang kaugnayan ng gawaing isinagawa ni Rutherford at ng gawain nina J. J. Thomson, Henri Becquerel, Pierre at Marie Curie. "Ang mga pagtuklas ay humantong sa isang nakamamanghang konklusyon: isang kemikal na elemento... ay may kakayahang magbago sa ibang mga elemento," sabi ni Hasselberg. Sa kaniyang lektyur sa Nobel, sinabi ni Rutherford: “Mayroong lahat na dahilan upang maniwala na ang mga particle ng alpha na napakalayang nalalabas mula sa karamihan ng mga radioactive substance ay magkapareho sa masa at komposisyon at dapat na binubuo ng nuclei ng mga atomo ng helium. Kung gayon, hindi tayo makatutulong na magkaroon ng konklusyon na ang mga atomo ng mga pangunahing radioaktibong elemento, gaya ng uranium at thorium, ay dapat mabuo, kahit sa isang bahagi, mula sa mga atomo ng helium.

Matapos matanggap ang Nobel Prize, sinimulan ni Rutherford ang pag-aaral ng isang phenomenon na naobserbahan nang ang isang plato ng manipis na gintong foil ay binomba ng mga alpha particle na ibinubuga ng isang radioactive na elemento tulad ng uranium. Ito ay lumabas na gamit ang anggulo ng pagmuni-muni ng mga particle ng alpha posible na pag-aralan ang istraktura ng mga matatag na elemento na bumubuo sa plato. Ayon sa tinanggap noon na mga ideya, ang modelo ng atom ay parang raisin pudding: ang mga positibo at negatibong singil ay pantay na ipinamahagi sa loob ng atom at, samakatuwid, ay hindi maaaring makabuluhang baguhin ang direksyon ng paggalaw ng mga particle ng alpha. Gayunpaman, napansin ni Rutherford na ang ilang mga particle ng alpha ay lumihis mula sa inaasahang direksyon sa isang mas malaking lawak kaysa sa pinapayagan ng teorya. Sa pakikipagtulungan kay Ernest Marsden, isang mag-aaral sa Unibersidad ng Manchester, kinumpirma ng scientist na napakaraming bilang ng mga particle ng alpha ang nalihis nang higit pa kaysa sa inaasahan, ang ilan ay nasa anggulong higit sa 90 degrees.

Sa pagmumuni-muni sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, iminungkahi ni Rutherford ang isang bagong modelo ng atom noong 1911. Ayon sa kanyang teorya, na naging pangkalahatang tinatanggap ngayon, ang mga positibong sisingilin na mga particle ay puro sa mabigat na sentro ng atom, at ang mga negatibong sisingilin (mga electron) ay nasa orbit sa paligid ng nucleus, sa medyo malaking distansya mula dito. Ang modelong ito, tulad ng isang maliit na modelo ng solar system, ay ipinapalagay na ang mga atom ay halos binubuo ng walang laman na espasyo. Ang malawak na pagkilala sa mga teorya ni Rutherford ay nagsimula noong 1913, nang ang Danish physicist na si Niels Bohr ay sumali sa gawain ng siyentipiko sa Unibersidad ng Manchester. Ipinakita ni Bohr na sa mga tuntunin ng istraktura na iminungkahi ni Rutherford, ang mga kilalang pisikal na katangian ng hydrogen atom, pati na rin ang mga atomo ng ilang mas mabibigat na elemento, ay maaaring ipaliwanag.

Nang sumiklab ang Unang Digmaang Pandaigdig, hinirang si Rutherford sa komite ng sibilyan ng Opisina ng Pag-imbento at Pananaliksik ng British Admiralty at pinag-aralan ang problema sa paghahanap ng mga submarino gamit ang acoustics. Pagkatapos ng digmaan bumalik siya sa laboratoryo ng Manchester at noong 1919 ay gumawa ng isa pang pangunahing pagtuklas. Habang pinag-aaralan ang istruktura ng mga atomo ng hydrogen sa pamamagitan ng pagbobomba sa kanila ng mga high-velocity na alpha particle, napansin niya ang isang senyas sa kanyang detector na maaaring ipaliwanag bilang resulta ng nucleus ng isang hydrogen atom na ini-set sa paggalaw sa pamamagitan ng isang banggaan sa isang alpha particle. Gayunpaman, eksaktong parehong signal ang lumitaw nang pinalitan ng siyentipiko ang mga atomo ng hydrogen ng mga atomo ng nitrogen. Ipinaliwanag ni Rutherford ang dahilan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito sa pagsasabing ang pambobomba ay nagiging sanhi ng pagkabulok ng isang matatag na atom. Yung. Sa isang proseso na katulad ng natural na nabubulok na pagkabulok na dulot ng radiation, ang isang alpha particle ay nagpapatumba ng isang proton (ang nucleus ng isang hydrogen atom) mula sa normal na stable na nucleus ng isang nitrogen atom at nagbibigay ng napakalaking bilis dito. Ang karagdagang katibayan na pabor sa interpretasyong ito ng hindi pangkaraniwang bagay ay nakuha noong 1934, nang matuklasan nina Frédéric Joliot at Irène Joliot-Curie ang artipisyal na radyaktibidad.

Noong 1919, lumipat si Rutherford sa Unibersidad ng Cambridge, na humalili kay Thomson bilang propesor ng eksperimental na pisika at direktor ng Cavendish Laboratory, at noong 1921 kinuha niya ang posisyon ng propesor ng natural na agham sa Royal Institution sa London. Noong 1930, hinirang si Rutherford bilang chairman ng advisory council ng gobyerno ng Office of Scientific and Industrial Research. Ang pagiging nasa tuktok ng kanyang karera, ang siyentipiko ay umakit ng maraming mahuhusay na batang pisiko upang magtrabaho sa kanyang laboratoryo sa Cambridge, kasama. P. M. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick at Ernest Walton. Bagama't si Rutherford mismo ay may kaunting oras para sa aktibong pananaliksik, ang kanyang malalim na interes sa pananaliksik at malinaw na pamumuno ay nakatulong sa pagpapanatili ng mataas na antas ng gawaing isinasagawa sa kanyang laboratoryo. Naalala ng mga mag-aaral at kasamahan ang siyentipiko bilang isang matamis, mabait na tao. Kasama ang kaloob ng foresight na likas sa kanya bilang isang theorist, si Rutherford ay nagkaroon ng praktikal na guhit. Ito ay salamat sa kanya na siya ay palaging tumpak sa pagpapaliwanag ng mga naobserbahang phenomena, gaano man ito kakaiba sa unang tingin.

Nag-aalala tungkol sa mga patakaran ng Nazi na gobyerno ni Adolf Hitler, si Rutherford ay naging presidente ng Academic Relief Council noong 1933, na nilikha upang tulungan ang mga tumatakas sa Germany. Noong 1900, sa isang maikling paglalakbay sa New Zealand, pinakasalan ni Rutherford si Mary Newton, na nagsilang sa kanya ng isang anak na babae. Nasiyahan siya sa mabuting kalusugan halos hanggang sa katapusan ng kanyang buhay at namatay sa Cambridge noong 1937 pagkatapos ng isang maikling sakit. Si Rutherford ay inilibing sa Westminster Abbey malapit sa mga libingan nina Isaac Newton at Charles Darwin.

Kasama sa mga parangal ni Rutherford ang Rumford Medal (1904) at ang Copley Medal (1922) ng Royal Society of London, gayundin ang British Order of Merit (1925). Noong 1931, ang siyentipiko ay nabigyan ng peerage. Si Rutherford ay ginawaran ng honorary degree mula sa New Zealand, Cambridge, Wisconsin, Pennsylvania at McGill unibersidad. Siya ay isang kaukulang miyembro ng Royal Society of Göttingen, gayundin bilang isang miyembro ng New Zealand Philosophical Institute at ng American Philosophical Society. Ang Academy of Sciences of St. Louis, ang Royal Society of London at ang British Association for the Advancement of Science.

(1871-1937) English physicist, tagapagtatag ng nuclear physics

Si Ernest Rutherford ay ipinanganak sa Spring Grove (ngayon ay Brightwater) sa New Zealand, sa isang simpleng pamilyang Scottish. Ang kaniyang ama, si James Rutherford, ay isang wheelwright, at ang kaniyang ina, si Martha Thomson, ay isang guro. Si Ernest ang ikaapat na anak sa labindalawang anak. Mula pagkabata, siya ay isang napaka-observant at masipag na bata. Matapos makapagtapos sa elementarya bilang pinakamahusay na mag-aaral, nakatanggap si Ernest ng iskolarsip upang ipagpatuloy ang kanyang pag-aaral sa Nelson Provincial College, kung saan siya pumasok sa ikalimang baitang noong 1887. Narito na ang kanyang mga natatanging kakayahan para sa matematika ay nagpakita ng kanilang mga sarili; magaling din siya sa physics, chemistry, literature, Latin at French. Bilang isang bata, si Ernest ay mahilig sa pagdidisenyo ng iba't ibang mga mekanismo: gumawa siya ng mga modelo ng mga water mill, mga kotse, at gumawa pa ng isang camera.

Pagkatapos makapagtapos ng kolehiyo, nag-aral siya sa Canterbury College ng Unibersidad ng New Zealand sa Christchurch. Dito sinimulan ni Rutherford ang pag-aaral ng pisika at kimika nang mas seryoso, gumagana sa mga lupon ng mag-aaral at kahit na isa sa mga nagpasimula ng paglikha ng isang lipunang pang-agham na mag-aaral sa unibersidad.

Matapos basahin ang isang artikulo ng German physicist na si Heinrich Hertz tungkol sa pagtuklas ng mga electromagnetic wave, nagpasya si Rutherford na siyasatin ang kanilang mga katangian. Ngunit lumitaw ang isang problema sa pag-detect ng mga papasok na electromagnetic wave. Naitatag niya na ang kanilang presensya ay maaaring hatulan ng demagnetization ng bakal. Ito ang unang tunay na pagtuklas ng dalawampu't tatlong taong gulang na si Rutherford.

Noong 1894, nagtapos si Ernest sa kolehiyo na may mga karangalan at nakatanggap ng master's degree sa physics at mathematics. Siya ay naging guro ng pisika sa mataas na paaralan, ngunit hindi nagtagumpay sa larangang ito. Noong 1895, siya ay iginawad sa pinakamalaking iskolar - ang "1851 scholarship", na nagbigay ng pagkakataon para sa mga internship sa pinakamahusay na mga laboratoryo sa bansa. Noong taglagas ng 1895, dumating si Rutherford sa Cambridge, ang sentrong pang-agham ng Inglatera, at nagsimulang magtrabaho sa Cavendish Laboratory sa ilalim ng patnubay ng namumukod-tanging Ingles na pisiko na si Joseph John Thomson (1856-1940).

Ipinagpatuloy ni Ernest ang kanyang pananaliksik sa larangan ng mga electromagnetic wave, at noong 1896 pinamamahalaan niyang magtatag ng komunikasyon sa radyo sa layo na halos 3 kilometro. Ang praktikal na bahagi ng mga komunikasyon sa radyo ay hindi interesado sa kanya, at samakatuwid ay itinigil niya ang kanyang trabaho sa lugar na ito, at naibigay ang transmitter sa Italian engineer na si G. Marconi, na gumamit nito sa kanyang pananaliksik. Sa oras na ito, si Rutherford, kasama si J. J. Thomson, ay nagsimulang magtrabaho sa pag-aaral ng ionization ng mga gas at hangin gamit ang iba't ibang paraan, kabilang ang X-ray. Ngunit pagkatapos matuklasan ni Becquerel ang radyaktibidad noong 1896, sinimulan ni Rutherford na ihambing ang mga sinag ng Roentgen at Becquerel.

Noong 1898, nakatanggap siya ng posisyon bilang propesor ng physics sa McGill University sa Montreal at dumating sa Canada noong Setyembre ng parehong taon. Nagtrabaho siya sa McGill University sa loob ng 9 na taon - hanggang 1907 - at gumawa ng maraming mahahalagang pagtuklas. Noong 1898, sinimulan ni Rutherford ang pagsasaliksik ng uranium radiation, ang mga resulta nito ay inilathala noong 1899 sa artikulong “Radiation of Uranium and Electrical Conductivity Created by It.” Sa pamamagitan ng pag-aaral ng uranium radiation sa isang magnetic field, nalaman ni Rutherford na ito ay binubuo ng dalawang bahagi. Tinawag niya ang unang bahagi, na lumilihis sa isang direksyon at madaling hinihigop ng isang sheet ng papel, mga alpha ray, at ang pangalawa, na lumilihis sa kabaligtaran ng direksyon at may higit na lakas ng pagtagos, mga beta ray.

Noong 1900, natuklasan ni Villard ang isa pang sangkap sa radiation ng uranium, na hindi lumihis sa isang magnetic field at may pinakamalaking lakas ng pagtagos; tinawag itong gamma ray. Noong 1900, habang pinag-aaralan ang radyaktibidad ng thorium, natuklasan ni Rutherford ang isang bagong gas, na kalaunan ay tinawag na radon. Kasama ang English physicist at chemist na si Frederick Soddy, noong 1902-1903 binuo niya ang teorya ng radioactive decay at itinatag ang batas ng radioactive transformations. Inihula ni Rutherford ang pagkakaroon ng mga elementong transuranic. Ang resulta ng siyam na taong trabaho ng siyentipiko sa Montreal ay higit sa 50 na nai-publish na mga artikulong pang-agham at ang aklat na "Radioactivity," na nagbubuod ng lahat ng kaalaman na alam sa agham tungkol sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Naging tanyag ang pangalan ni Rutherford, at nakatanggap siya ng imbitasyon na kunin ang posisyon ng propesor sa departamento ng pisika sa Unibersidad ng Manchester at direktor ng laboratoryo ng pisika. Noong Mayo 24, 1907, si Ernest Rutherford ay bumalik sa Europa at nagsimulang magtrabaho sa pag-unraveling ng likas na katangian ng mga particle ng alpha at ang kanilang pagdaan sa bagay, ang pag-aaral kung saan siya nagsimula sa Canada. Para sa kanyang pananaliksik sa pagbabagong-anyo ng mga elemento at kimika ng mga radioactive substance, siya ay iginawad sa Nobel Prize sa Chemistry noong 1908.

Sa Manchester, lumikha si Rutherford ng isang pangkat ng mga mahuhusay na mananaliksik mula sa buong mundo, kung saan ay ang German physicist na si Hans Geiger (1882-1945), ang English physicist na si Henry Moseley (1887-1915), ang New Zealand physicist, noon ay isang final year student. , Ernest Marsden (1889- 1970) at iba pang mga siyentipiko. Sa isang kapaligiran ng kolektibong siyentipikong pagkamalikhain, ginawa ang mga pangunahing pagtuklas sa siyensya ni Rutherford. Noong 1908, siya at si Geiger ay nagdisenyo ng isang aparato para sa pagtatala ng mga indibidwal na sisingilin na mga particle, na tinatawag na Geiger counter. Noong 1909, natuklasan niya ang likas na katangian ng mga particle ng alpha: sila ay dobleng ionized na helium atoms. Noong 1911, batay sa mga resulta ng mga eksperimento na isinagawa ng kanyang mga mag-aaral na sina Marsden at Geiger, itinatag niya ang batas ng pagkalat ng mga particle ng alpha sa pamamagitan ng mga atomo ng iba't ibang elemento, na humantong sa kanya noong Mayo 1911 sa paglikha ng isang bagong modelo ng atom - planetaryo. Ayon sa modelong ito, ang atom ay katulad ng solar system: sa gitna mayroong isang napakalaking positibong nucleus na may diameter na mga 10 12 cm, sa paligid kung saan ang mga negatibong electron ay umiikot sa mga pabilog na orbit. Ang bilang ng mga elementarya na positibong singil na nakapaloob sa atomic nucleus ay tumutugma sa serial number ng elemento sa talahanayan ni D.I. Mendeleev; ang shell nito ay naglalaman ng parehong bilang ng mga electron, dahil ang atom sa kabuuan ay neutral sa kuryente.

Bago maibulalas ni Rutherford, "Ngayon alam ko na kung ano ang hitsura ng isang atom!", kinailangang tuklasin at bilangin nina Marsden at Geiger ang higit sa 2 milyong halos hindi nakikitang mga scintillation (flares) ng mga alpha particle.

Noong 1912, ang natitirang Danish physicist na si Niels Bohr ay dumating sa Manchester. Nagawa niyang alisin ang mga kontradiksyon sa planetaryong modelo ng atom na iminungkahi ni Rutherford. Ang kanyang trabaho ay nagresulta sa Rutherford-Bohr na modelo ng atom, na naglatag ng pundasyon para sa quantum at nuclear physics.

Noong 1914, iniharap ni Rutherford ang ideya ng artipisyal na pagbabago ng atomic nuclei. Ngunit ang pagsiklab ng Unang Digmaang Pandaigdig ay naantala ang pananaliksik at ikinalat ang mapagkaibigang pangkat sa iba't ibang bansa na nakikipagdigma sa isa't isa. Si Rutherford mismo ay kasangkot sa pananaliksik sa militar at bumubuo ng mga pamamaraan ng tunog upang labanan ang mga submarino ng Aleman. Sa harap noong 1915, sa edad na 28, si Henry Moseley, isa sa kanyang pinakamahusay na mga mag-aaral, na ginawang tanyag ang kanyang pangalan sa isang malaking pagtuklas sa X-ray spectroscopy, ay pinatay. Si James Chadwick ay nasa pagkabihag ng Aleman, si Marsden ay nakikipaglaban sa France, at si Niels Bohr ay bumalik sa Copenhagen. Pagkatapos lamang ng digmaan ay naipagpatuloy ni Rutherford ang kanyang pananaliksik.

Noong 1919 lumipat siya sa Cambridge, kung saan kinuha niya ang post ng propesor sa Cambridge University at humalili sa kanyang guro na si J. J. Thomson, naging direktor ng Cavendish Laboratory. Hinawakan ng siyentipiko ang post na ito hanggang sa katapusan ng kanyang buhay. Ang patuloy na pananaliksik ay nagdudulot ng makikinang na mga resulta: isang artipisyal na reaksyong nuklear ang isinagawa na nagko-convert ng nitrogen sa oxygen, na naglatag ng mga pundasyon ng modernong nuclear physics. Noong 1920, hinulaan ni Rutherford ang pagkakaroon ng neutron, isang neutral na particle na katumbas ng masa sa isang hydrogen nucleus. Ang nasabing butil ay natuklasan noong 1932 ng kanyang estudyante at katuwang na si Chadwick, na naging Nobel laureate kaugnay nito. Pinangunahan ni Rutherford, ang Cavendish Laboratory ay naging isang siyentipikong Mecca para sa mga physicist mula sa lahat ng mga bansa.

Pinakitunguhan niya ang kanyang mga mag-aaral nang may pambihirang pangangalaga, magiliw na tinawag silang "mga lalaki," at hindi pinahintulutan silang magtrabaho sa laboratoryo nang higit sa alas-sais ng gabi, at tuwing katapusan ng linggo ay hindi niya sila pinapayagang magtrabaho. Pinamunuan niya ang kanyang mga estudyante bilang isang “mabait na ama ng pamilya,” at buong pagmamahal nilang tinawag ang kanilang guro na “tatay.” Araw-araw, tinitipon ni Rutherford ang kanyang mga empleyado sa isang tasa ng tsaa upang talakayin hindi lamang ang mga problemang pang-agham at ang mga resulta ng mga eksperimento, kundi pati na rin ang mga isyu ng pulitika, sining at panitikan. Ang mahusay na siyentipiko ay ganap na wala ng anumang katigasan, snobbery at pagnanais na lumikha ng isang kapaligiran ng paghanga sa paligid ng kanyang sarili.

Ang mga pisikong Sobyet na sina Yu. B. Khariton, A. I. Leipunsky, K. D. Sinelnikov, L. D. Landau at iba pa ay nag-aral din sa kanya. Noong 1921, ang batang Sobyet na pisiko na si Pyotr Leonidovich Kapitsa (1894-1984) ay dumating sa Rutherford sa Cambridge at nagtrabaho doon sa loob ng 13 taon. Siya ay naging isang aktibong collaborator at kaibigan ni Rutherford, natupad ang mga pag-asa ng kanyang guro, na nakamit ang mga natitirang pang-agham na resulta. Noong 1971, sa inisyatiba ni P. L. Kapitsa, para sa ika-100 anibersaryo ng kapanganakan ng siyentipiko sa ating bansa, isang commemorative Rutherford medal ang inilabas at isang koleksyon ng kanyang mga gawa ang nai-publish.

Siya ay miyembro ng lahat ng akademya ng agham sa mundo, mula noong 1925 - isang dayuhang miyembro ng Academy of Sciences ng Unyong Sobyet; mula 1903 isang miyembro ng Royal Society of London, at mula 1925 hanggang 1930 - ang pangulo nito. Noong 1931 siya ay nilikhang baron at naging Panginoon Nelson. Ang mahusay na eksperimento ay iginawad sa lahat ng mga parangal ng mundong pang-agham para sa kanyang mga nagawang pang-agham.

Namatay si Ernest Rutherford noong Oktubre 19, 1937 sa edad na 66. Ang kanyang pagkamatay ay isang malaking kawalan para sa agham, maraming estudyante at lahat ng sangkatauhan. Ang dakilang physicist ay inilibing sa Westminster Abbey - sa St. Paul's Cathedral, sa tabi ng mga libingan ni I. Newton, M. Faraday, C. Darwin, W. Herschel, sa isa sa mga naves ng katedral, na tinatawag na "Science Corner ”.

Si Ernest Rutherford ay itinuturing na pinakadakilang eksperimental na pisiko noong ikadalawampu siglo. Siya ay isang sentral na pigura sa ating kaalaman sa radioactivity at ang taong nagpasimuno sa nuclear physics. Bilang karagdagan sa kanilang napakalaking teoretikal na kahalagahan, ang kanyang mga natuklasan ay may malawak na hanay ng mga aplikasyon, kabilang ang: mga sandatang nuklear, mga plantang nukleyar na kapangyarihan, radioactive calculus, at pananaliksik sa radiation. Ang impluwensya ng gawain ni Rutherford sa mundo ay napakalaki. Patuloy itong lumalaki at mukhang nakatakdang tumaas pa sa hinaharap.

Si Rutherford ay ipinanganak at lumaki sa New Zealand. Doon siya pumasok sa Canterbury College at sa edad na dalawampu't tatlo ay nakatanggap ng tatlong degree (Bachelor of Arts, Bachelor of Science, Master of Arts). Nang sumunod na taon siya ay ginawaran ng isang lugar upang mag-aral sa Unibersidad ng Cambridge sa Inglatera, kung saan siya ay gumugol ng tatlong taon bilang isang mag-aaral sa pananaliksik sa ilalim ni J. J. Thomson, isa sa mga nangungunang siyentipiko noong araw. Sa dalawampu't pito, si Rutherford ay naging propesor ng pisika sa McGill University sa Canada. Siya ay nagtrabaho doon sa loob ng siyam na taon at noong 1907 ay bumalik sa Inglatera upang mamuno sa departamento ng pisika sa Unibersidad ng Manchester. Noong 1919, bumalik si Rutherford sa Cambridge, sa pagkakataong ito bilang direktor ng Cavendish Laboratory, isang post na nanatili siya sa buong buhay niya.

Natuklasan ang radioactivity noong 1896 ng French scientist na si Antoine Henri Becquerel nang mag-eksperimento siya sa mga uranium compound. Ngunit sa lalong madaling panahon nawalan ng interes si Becquerel sa paksa, at karamihan sa aming pangunahing kaalaman sa radioactivity ay nagmula sa malawak na pananaliksik ni Rutherford. (Natuklasan nina Marie at Pierre Curie ang dalawa pang radioactive na elemento, polonium at radium, ngunit hindi nakagawa ng mga pagtuklas na may pangunahing kahalagahan.)

Isa sa mga unang natuklasan ni Rutherford ay ang radioactive radiation mula sa uranium ay binubuo ng dalawang magkaibang sangkap, na tinawag ng scientist na alpha at beta ray. Kalaunan ay ipinakita niya ang likas na katangian ng bawat bahagi (binubuo ang mga ito ng mabilis na paggalaw ng mga particle) at ipinakita na mayroon ding ikatlong bahagi, na tinawag niyang gamma ray.

Ang isang mahalagang katangian ng radyaktibidad ay ang enerhiya na nauugnay dito. Itinuring ni Becquerel, ang Curies at maraming iba pang mga siyentipiko ang enerhiya bilang isang panlabas na mapagkukunan. Ngunit pinatunayan ni Rutherford na ang enerhiyang ito - na mas malakas kaysa sa inilabas ng mga reaksiyong kemikal - ay nagmumula sa loob ng mga indibidwal na atomo ng uranium! Sa pamamagitan nito inilatag niya ang pundasyon para sa mahalagang konsepto ng atomic energy.

Ang mga siyentipiko ay palaging ipinapalagay na ang mga indibidwal na atomo ay hindi mahahati at hindi nababago. Ngunit naipakita ni Rutherford (sa tulong ng isang napakatalino na batang katulong, si Frederick Soddy) na kapag ang isang atom ay naglalabas ng alpha o beta ray, ito ay nababago sa ibang uri ng atom. Noong una, hindi makapaniwala ang mga chemist. Gayunpaman, nagsagawa sina Rutherford at Soddy ng isang buong serye ng mga eksperimento sa radioactive decay at binago ang uranium sa tingga. Sinukat din ni Rutherford ang rate ng pagkabulok at binuo ang mahalagang konsepto ng "half-life." Hindi nagtagal, humantong ito sa pamamaraan ng radioactive calculus, na naging isa sa pinakamahalagang kasangkapang pang-agham at natagpuan ang malawak na aplikasyon sa heolohiya, arkeolohiya, astronomiya at marami pang ibang larangan.

Ang nakamamanghang serye ng mga pagtuklas ay nakakuha kay Rutherford ng isang Nobel Prize noong 1908 (si Soddy ay mananalo ng Nobel Prize sa kalaunan), ngunit ang kanyang pinakamalaking tagumpay ay darating pa. Napansin niya na ang mabilis na gumagalaw na mga particle ng alpha ay nagawang dumaan sa manipis na gintong foil (nang hindi nag-iiwan ng mga nakikitang bakas!), ngunit bahagyang nalihis. Iminungkahi na ang mga gintong atomo, matigas, hindi malalampasan, tulad ng "maliliit na bola ng bilyar" - tulad ng dating pinaniniwalaan ng mga siyentipiko - ay malambot sa loob! Tila ang mga mas maliit, mas matitigas na mga particle ng alpha ay maaaring dumaan sa mga gintong atomo tulad ng isang high-speed na bala sa pamamagitan ng halaya.

Ngunit natuklasan ni Rutherford (na nagtatrabaho kasama sina Geiger at Marsden, ang kanyang dalawang batang katulong) na ang ilang mga particle ng alpha ay napakalakas na nalihis kapag dumadaan sa gintong foil. Sa katunayan, ang ilan ay lumilipad patalikod! Sa pakiramdam na may mahalagang bagay sa likod nito, maingat na binilang ng siyentipiko ang bilang ng mga particle na lumilipad sa bawat direksyon. Pagkatapos, sa pamamagitan ng isang kumplikado ngunit medyo nakakumbinsi na pagsusuri sa matematika, ipinakita niya ang tanging paraan kung saan maipaliwanag ang mga resulta ng mga eksperimento: ang gintong atom ay halos ganap na walang laman, at halos lahat ng atomic mass ay puro sa gitna, sa maliit na "nucleus" ng atom!

Pinakamaganda sa araw

Sa isang suntok, ang gawain ni Rutherford ay yumanig sa ating kumbensyonal na pananaw sa mundo. Kung kahit na ang isang piraso ng metal - tila ang pinakamahirap sa lahat ng bagay - ay karaniwang walang laman na espasyo, kung gayon ang lahat ng inaakala nating malaki ay biglang nahulog sa maliliit na butil ng buhangin na tumatakbo sa malawak na kawalan!

Ang pagtuklas ni Rutherford ng atomic nuclei ay ang batayan ng lahat ng modernong teorya ng atomic structure. Nang ilathala ni Niels Bohr ang kanyang tanyag na akda makalipas ang dalawang taon, na naglalarawan sa atom bilang isang miniature solar system na pinamamahalaan ng quantum mechanics, ginamit niya ang nuclear theory ni Rutherford bilang panimulang punto para sa kanyang modelo. Gayon din sina Heisenberg at Schrödinger nang gumawa sila ng mas kumplikadong mga modelo ng atomic gamit ang mga klasikal at wave mechanics.

Ang pagtuklas ni Rutherford ay humantong din sa paglitaw ng isang bagong sangay ng agham: ang pag-aaral ng atomic nucleus. Sa lugar na ito, nakatadhana rin si Rutherford na maging isang payunir. Noong 1919, nagtagumpay siya sa pagbabago ng nitrogen nuclei sa oxygen nuclei sa pamamagitan ng pambobomba sa dating na may mabilis na gumagalaw na mga particle ng alpha. Ito ay isang tagumpay na pinangarap ng mga sinaunang alchemist.

Sa lalong madaling panahon naging malinaw na ang mga pagbabagong nuklear ay maaaring isang mapagkukunan ng enerhiya mula sa Araw. Bukod dito, ang pagbabagong-anyo ng atomic nuclei ay isang mahalagang proseso sa mga sandatang atomiko at mga plantang nukleyar na kapangyarihan. Dahil dito, ang pagtuklas ni Rutherford ay higit pa sa akademikong interes.

Ang personalidad ni Rutherford ay patuloy na namangha sa lahat ng nakakilala sa kanya. Siya ay isang malaking tao na may malakas na boses, walang limitasyong enerhiya at isang kapansin-pansing kawalan ng kahinhinan. Nang sabihin ng mga kasamahan ang kakaibang kakayahan ni Rutherford na palaging "nasa tuktok ng isang alon" ng siyentipikong pananaliksik, agad siyang tumugon: "Bakit hindi? Pagkatapos ng lahat, ako ang naging sanhi ng alon, hindi ba?" Ilang mga siyentipiko ang makikipagtalo sa assertion na ito.