Rutherford Ernest (vitet e jetës: 1871-30-08 - 1937-19-10) - fizikan anglez, krijuesi i modelit planetar të atomit, themeluesi i fizikës bërthamore. Ai ishte anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Londrës, dhe nga 1925 deri në 1930 - dhe president i saj. Ky njeri është fitues i çmimit Nobel në Kimi, të cilin e mori në vitin 1908.
Shkencëtari i ardhshëm lindi në familjen e James Rutherford, një karrocier dhe Martha Thompson, një mësuese. Përveç tij, familja kishte 5 vajza dhe 6 djem.
Trajnim dhe çmime të para
Përpara se familja të zhvendosej nga Ishulli Jugor i Zelandës së Re në ishullin e Veriut në 1889, Rutherford Ernest studioi në Christchurch, në Kolegjin Canterbury. Tashmë në këtë kohë, u zbuluan aftësitë e shkëlqyera të shkencëtarit të ardhshëm. Pas përfundimit të vitit të 4-të, Ernesti u vlerësua për veprën më të mirë në fushën e matematikës, si dhe zuri vendin e parë në provimet e masterit në fizikë dhe matematikë.
Shpikja e detektorit magnetik
Duke u bërë mjeshtër i arteve, Rutherford nuk e bërila kolegjin. Ai u zhyt në një punë të pavarur shkencore mbi magnetizimin e hekurit. Ai zhvilloi dhe prodhoi një pajisje të veçantë - një detektor magnetik, i cili u bë një nga marrësit e parë në botë të valëve elektromagnetike, si dhe "bileta e hyrjes" e Rutherford në shkencën e madhe. Një ndryshim i rëndësishëm ndodhi shpejt në jetën e tij.
Rutherford shkon në Angli
Të rinjtë më të talentuar të kurorës angleze nga Zelanda e Re u jepeshin atyre një bursë çdo dy vjet. Ekspozita Botërore e vitit 1851, e cila bëri të mundur shkuarjen në Angli për të studiuar shkencat. Në 1895, u vendos që dy Zelandazë të Re ishin të denjë për një nder të tillë - fizikani Rutherford dhe kimisti Maclaurin. Megjithatë, kishte vetëm një vend dhe shpresat e Ernestit u shuan. Për fat të mirë, Maclaurin u detyrua të braktisë këtë udhëtim për arsye familjare dhe Rutherford Ernest mbërriti në Angli në vjeshtën e 1895. Këtu ai filloi punën në Universitetin e Kembrixhit (në Laboratorin Cavendish) dhe u bë studenti i parë i doktoraturës i J. Thomson, drejtorit të tij (foto më poshtë).
Studimi i rrezeve Bekerel
Thomson në atë kohë ishte tashmë një shkencëtar i njohur, një nga anëtarët e Shoqërisë Mbretërore të Londrës, i respektuar nga të gjithë. Ai vlerësoi shpejt aftësitë e Rutherford dhe e përfshiu atë në punën për studimin e jonizimit të gazeve nën ndikimin e rrezeve X, të cilën ai e kreu. Sidoqoftë, tashmë në 1898, në verë, Ernest ndërmerr hapat e tij të parë në një fushë tjetër të kërkimit. Ai ishte i interesuar për "rrezet bekerel". Emetimi i kripës së uraniumit, i hapurBecquerel, një fizikan francez, më vonë u bë i njohur si radioaktiv. Shkencëtari francez, si dhe Curies, u angazhuan në mënyrë aktive në kërkimin e tij. Në 1898 Rutherford Ernest iu bashkua punës. Ky shkencëtar zbuloi se këto rreze përfshijnë rryma bërthamash heliumi, të ngarkuara pozitivisht (grimcat alfa), si dhe rryma elektronesh (grimcat beta).
Studim i mëtejshëm i rrezeve të uraniumit
Puna e Curies u prezantua në Akademinë e Shkencave të Parisit më 18 korrik 1898, gjë që ngjalli interes të madh te Rutherford. Në të, autorët theksuan se përveç uraniumit, ka edhe elementë të tjerë radioaktivë (ky term u përdor për herë të parë pikërisht atëherë). Rutherford më vonë prezantoi konceptin e gjysmë-jetës - një nga tiparet kryesore dalluese të këtyre elementeve.
Ernest në dhjetor 1897 zgjati bursën e ekspozitës. Shkencëtari mori mundësinë për të studiuar më tej rrezet e uraniumit. Megjithatë, në prill 1898, një post profesori në Universitetin lokal McGill u lirua në Montreal dhe Ernesti vendosi të shkonte në Kanada. Koha e mësimit ka kaluar. Ishte e qartë për të gjithë se Rutherford ishte gati të punonte vetë.
Lëvizja në Kanada dhe punë e re
Në vjeshtën e vitit 1898, ai u transferua në Kanada. Në fillim, mësimi i Radhërfordit nuk ishte shumë i suksesshëm: studentëve nuk u pëlqyen leksionet, të cilat profesori i ri, i cili ende nuk kishte mësuar ta ndjente plotësisht audiencën, i mbingopte me detaje. Kishte edhe disa vështirësi në punën shkencore për faktin se mbërritja e preparateve radioaktive të porositura nga Rutherford u vonua. Megjithatë, të gjithavrazhdësia u zbut shpejt dhe Ernesti filloi një varg fati dhe suksesi. Megjithatë, vështirë se është e përshtatshme të flasim për sukses: gjithçka u arrit me punë të palodhur, e cila përfshinte miqtë e tij të rinj dhe njerëzit me mendje të njëjtë.
Zbulimi i ligjit të transformimeve radioaktive
Rreth Rutherford tashmë formoi një atmosferë entuziazmi dhe pasioni krijues. Puna ishte e gëzueshme dhe intensive, çoi në sukses të madh. Rutherford zbuloi emanimin e toriumit në 1899. Së bashku me Soddy në 1902-1903, ai tashmë arriti në një ligj të përgjithshëm të zbatueshëm për të gjitha transformimet radioaktive. Duhet thënë pak më shumë për këtë ngjarje të rëndësishme shkencore.
Shkencëtarët në mbarë botën mësuan me vendosmëri në atë kohë se ishte e pamundur të shndërrohej një element kimik në një tjetër, kështu që ëndrrat e alkimistëve për të nxjerrë arin nga plumbi duhet të varroseshin përgjithmonë. Dhe më pas u shfaq një vepër në të cilën argumentohej se gjatë prishjeve radioaktive, transformimet e elementeve jo vetëm që ndodhin, por ato as nuk mund të ngadalësohen dhe as të ndalen. Për më tepër, ligjet e këtyre transformimeve u formuluan. Sot kuptojmë se është ngarkesa e bërthamës që përcakton vetitë kimike të elementit dhe pozicionin e tij në sistemin periodik të Mendelejevit. Kur ngarkesa e bërthamës zvogëlohet me dy njësi, gjë që ndodh gjatë kalbjes alfa, ajo "lëviz" 2 qeliza lart në tabelën periodike. Ai zhvendos një qelizë poshtë në zbërthimin elektronik beta dhe një qelizë lart në zbërthimin e pozitronit. Pavarësisht qartësisë së këtij ligji dhe thjeshtësisë së tij të dukshme, ky zbulim ishte një nga ngjarjet më të rëndësishme në shkencë në fillim të shekullit të 20-të.shekulli.
Martesa me Mary Georgina Newton, lindja e një vajze
Në të njëjtën kohë, një ngjarje e rëndësishme ndodhi në jetën personale të Ernestit. 5 vjet pas fejesës me Mary Georgina Newton, shkencëtari Ernest Rutherford u martua me të, biografia e të cilit deri në këtë kohë ishte shënuar tashmë me arritje të rëndësishme. Kjo vajzë ishte e bija e pronares së konviktit në Christchurch ku ai dikur jetonte. Në vitin 1901, më 30 mars, lindi vajza e vetme në familjen Rutherford. Kjo ngjarje pothuajse përkoi në kohë me lindjen e një kapitulli të ri në shkencën fizike - fizika bërthamore. Dhe pas 2 vitesh, Rutherford u bë anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Londrës.
Librat e Rutherford, eksperimente në fletë të tejdukshme me grimca alfa
Ernest krijoi 2 libra në të cilët ai përmblodhi rezultatet e kërkimeve dhe arritjeve të tij shkencore. E para u botua me titullin "Radioaktiviteti" në 1904. "Transformimet radioaktive" u shfaqën një vit më vonë. Autori i këtyre librave filloi kërkime të reja në këtë kohë. Ai e kuptoi se ishte nga atomet që rrezatimi radioaktiv buronte, por vendi i shfaqjes së tij mbeti absolutisht i paqartë. Ishte e nevojshme të studiohej pajisja e kernelit. Dhe më pas Ernest iu drejtua teknikës së transndriçimit me grimca alfa, me të cilën filloi punën e tij me Thomson. Eksperimentet studiuan se si rrjedha e këtyre grimcave kalon nëpër fletë të holla petë.
Modeli i parë i atomit i Thomson
Modeli i parë i atomit u propozua kur u bë e ditur se elektronet kanë një ngarkesë negative. Sidoqoftë, ato hyjnë në atome,janë përgjithësisht neutrale elektrike. Pra, duhet të ketë diçka në përbërjen e tij që mbart një ngarkesë pozitive. Për të zgjidhur këtë problem, Thomson propozoi modelin e mëposhtëm: një atom është diçka si një pikë, e ngarkuar pozitivisht, me një rreze prej njëqind e milionta e një centimetri. Brenda tij ka elektrone të vogla me një ngarkesë negative. Nën ndikimin e forcave të Kulonit, ata priren të zënë një pozicion në qendër të atomit, por nëse diçka i çekuilibron, ato lëkunden, të shoqëruar nga rrezatimi. Ky model shpjegoi ekzistencën e spektrave të emetimit, një fakt i njohur në atë kohë. Tashmë është bërë e qartë nga eksperimentet se në trupat e ngurtë distancat midis atomeve janë afërsisht të njëjta me madhësitë e tyre. Prandaj, dukej e qartë se grimcat alfa nuk mund të fluturonin nëpër një fletë metalike, ashtu si një gur nuk mund të fluturonte nëpër një pyll ku pemët rriteshin pothuajse afër njëra-tjetrës. Sidoqoftë, eksperimentet e para të bëra nga Rutherford bindën se kjo nuk ishte kështu. Shumica e grimcave alfa e shpuan fletën pothuajse pa devijime, dhe vetëm disa shfaqën devijime, ndonjëherë domethënëse. Ernest Rutherford ishte shumë i interesuar për këtë. Faktet interesante kërkonin studim të mëtejshëm.
Modeli planetar Rutherford
Dhe pastaj u shfaq përsëri intuita e Radhërfordit dhe aftësia e këtij shkencëtari për të kuptuar gjuhën e natyrës. Ernesti e hodhi poshtë me vendosmëri modelin e atomit të Tomsonit. Eksperimentet e Rutherford çuan në faktin se ai parashtroi të tijën, të quajtur planetare. Sipas saj, në qendëri një atomi është bërthama, në të cilën është e përqendruar e gjithë masa e një atomi të caktuar, pavarësisht nga madhësia e tij mjaft e vogël. Dhe rreth bërthamës, si planetët që rrotullohen rreth diellit, elektronet lëvizin. Masat e tyre janë thelbësisht më të vogla se ato të grimcave alfa, dhe kjo është arsyeja pse këto të fundit praktikisht nuk devijojnë kur depërtojnë në retë elektronike. Dhe vetëm kur një grimcë alfa fluturon afër një bërthame të ngarkuar pozitivisht, forca refuzuese e Kulombit mund të përkulë ashpër trajektoren e lëvizjes së saj. Kjo është teoria e Radhërfordit. Ishte padyshim një zbulim i madh.
Ligjet e elektrodinamikës dhe modeli planetar
Përvoja e Rutherford ishte e mjaftueshme për të bindur shumë shkencëtarë për ekzistencën e një modeli planetar. Sidoqoftë, doli se nuk është aq e paqartë. Formula e Rutherford, të cilën ai e nxori bazuar në këtë model, ishte në përputhje me të dhënat e marra gjatë eksperimentit. Megjithatë, ajo hodhi poshtë ligjet e elektrodinamikës!
Këto ligje, të cilat u krijuan kryesisht nga veprat e Maxwell dhe Faraday, thonë se një ngarkesë që lëviz me një shpejtësi të përshpejtuar rrezaton valë elektromagnetike dhe humbet energji për shkak të kësaj. Në atomin e Radhërfordit, elektroni lëviz në fushën e Kulombit të bërthamës me një shpejtësi të përshpejtuar dhe, sipas teorisë së Maxwell-it, ai duhet të humbasë të gjithë energjinë e tij në një të dhjetë milionë të sekondës dhe më pas të bjerë në bërthamë. Megjithatë, kjo nuk ndodhi. Rrjedhimisht, formula e Rutherford hodhi poshtë teorinë e Maxwell. Ernesti e dinte këtë kur ishte koha për t'u kthyer në Angli në 1907.
Lëvizni në Mançester dhe merrni çmimin Nobel
Puna e Ernestit në McGillUniversiteti kontribuoi në faktin se ai u bë shumë i famshëm. Rutherford filloi të konkurronte me ftesa në qendra shkencore në vende të ndryshme. Shkencëtari në pranverën e vitit 1907 vendosi të largohej nga Kanadaja dhe mbërriti në Mançester, në Universitetin e Viktorias, ku vazhdoi kërkimet e tij. Së bashku me H. Geiger, ai krijoi në vitin 1908 një numërues të grimcave alfa - një pajisje e re që luajti një rol të rëndësishëm për të zbuluar se grimcat alfa janë atome helium, të jonizuara dyfish. Rutherford Ernest, zbulimet e të cilit kishin një rëndësi të madhe, mori çmimin Nobel në 1908 (në kimi, jo në fizikë!).
Bashkëpunimi me Niels Bohr
Ndërkohë, modeli planetar e pushtoi mendjen gjithnjë e më shumë. Dhe në mars 1912, Rutherford filloi të bashkëpunonte dhe të ishte mik me Niels Bohr. Merita më e madhe e Bohr (fotoja e tij është paraqitur më poshtë) ishte se ai prezantoi tipare thelbësisht të reja në modelin planetar - idenë e kuanteve.
Ai parashtroi "postulate" që dukeshin nga brenda kontradiktore në shikim të parë. Sipas tij, atomi ka orbita. Një elektron, duke lëvizur përgjatë tyre, nuk rrezaton, në kundërshtim me ligjet e elektrodinamikës, megjithëse ka nxitim. Ky shkencëtar vuri në dukje një rregull me të cilin mund të gjenden këto orbita. Ai zbuloi se kuantet e rrezatimit shfaqen vetëm kur një elektron lëviz nga orbita në orbitë. Modeli i atomit Rutherford-Bohr zgjidhi shumë probleme, dhe gjithashtu u bë një zbulim në botën e ideve të reja. Zbulimi i saj çoi në një rishikim rrënjësor të ideve rreth materies, rreth lëvizjes së saj.
Aktivitete të mëtejshme të gjera
Në vitin 1919Rutherford u bë profesor në Universitetin e Kembrixhit dhe drejtor i Laboratorit Cavendish. Dhjetra shkencëtarë e konsideruan me të drejtë mësuesin e tyre, përfshirë ata që më vonë fituan çmimet Nobel. Këta janë J. Chadwick, G. Moseley, M. Oliphant, J. Cockcroft, O. Gan, V. Geytler, Yu. B. Khariton, P. L. Kapitsa, G. Gamov e të tjerë. Rrjedha e nderimeve dhe çmimeve bëhej gjithnjë e më e bollshme. Në 1914, Rutherford mori fisnikërinë. Ai u bë President i Shoqatës Britanike në 1923, dhe nga 1925 deri në 1930 ishte President i Shoqërisë Mbretërore. Ernesti merr titullin baron në 1931 dhe bëhet zot. Megjithatë, pavarësisht ngarkesave gjithnjë e më të larta të punës, dhe jo vetëm ato shkencore, ai vazhdon të sulmojë misteret e bërthamës dhe atomit.
Ne ju ofrojmë një fakt interesant në lidhje me aktivitetet shkencore të Rutherford. Dihet se Ernest Rutherford përdori kriterin e mëposhtëm kur zgjidhte punonjësit e tij: ai i jepte një detyrë personit që i vinte për herë të parë dhe nëse një punonjës i ri më pas pyeste se çfarë të bënte më pas, ai pushohej menjëherë.
Shkencëtari ka filluar tashmë eksperimentet, të cilat përfunduan me zbulimin e ndarjes artificiale të bërthamave atomike dhe transformimin artificial të elementeve kimike. Në vitin 1920, Rutherford parashikoi ekzistencën e deuteronit dhe neutronit dhe në vitin 1933 u bë iniciatori dhe pjesëmarrësi në një eksperiment për të testuar marrëdhëniet midis energjisë dhe masës në proceset bërthamore. Në 1932, në prill, ai mbështeti idenë e përdorimit të përshpejtuesve të protonit në studimin e reaksioneve bërthamore.
Vdekja e Rutherford
Punët e Ernest Rutherford dhe puna e studentëve të tij, që i përkasin disa brezave, patën një ndikim të madh në shkencë dhe teknologji, në jetën e miliona njerëzve. Shkencëtari i madh, natyrisht, nuk mund të mos mendonte nëse ky ndikim do të ishte pozitiv. Megjithatë, ai ishte një optimist, besonte në mënyrë të shenjtë në shkencë dhe te njerëzit. Ernest Rutherford, biografinë e shkurtër të të cilit kemi përshkruar, vdiq në 1937, më 19 tetor. Ai u varros në Westminster Abbey.
