Эрнест Резерфорд

Эрнест Резерфорд
Ernest Rutherford
Тыуған көнө	30 август 1871({{padleft:1871|4|0}}-{{padleft:8|2|0}}-{{padleft:30|2|0}})
Тыуған урыны	Спринг Грув, Яңы Зеландия
Вафат көнө	19 октябрь 1937({{padleft:1937|4|0}}-{{padleft:10|2|0}}-{{padleft:19|2|0}}) (66 йәш)
Вафат урыны	Кембридж, Англия
Ил	Яңы Зеландия Бөйөк Британия
Ғилми даирәһе	физика һәм химия
Эшләгән урыны	Макгилла университеты Манчестер университеты
Альма-матер	Кентербер университеты Кембридж университеты
Ғилми етәксеһе	Дж. Дж. Томсон
Уҡыусылары	П. Л. Капица Марк Олифант Патрик Блэкетт Ганс Гейгер Фредерик Содди Эрнест Уолтон Джеймс Чедвик Джон Кокрофт Эдуард Эплтон Отто Ган
Ниндәй өлкәлә танылған	Йәҙрә физика «атаһы»
Награда һәм премиялары	Химия Нобель премия (1908) Румфорда миҙал (1905) Эллиотт Крессон миҙал (1910) Маттеуччи миҙал (1913) Копли миҙал (1922) Франклин миҙал (1924) Орден Заслуг Рыцарь-бакалавр
Автограф
Викиөҙөмтәлә цитаталар

Эрне́ст Ре́зерфорд (ингл. Ernest Rutherford; 30 август 1871 йыл, Спринг Грув, Яңы Зеландия — 19 октябрь 1937 йыл, Кембридж) — Британия физигы, сығышы менән Яңы Зеландиянан. Химия буйынса Нобель премияһы лауреаты (1908).

1911 йылда үҙенең билдәле альфа-киҫәксәләрҙең таралыуы тәжрибәһе менән атомдарҙа ыңғай зарядлы ядро һәм уның тирәләй тиҫкәре зарядлы электрондар барлығын иҫбат итә. Тәжрибә һөҙөмтәләре нигеҙендә атомдың планетар моделен төҙөй.

Лондон король йәмғиәте ағзаһы (1903) һәм президенты (1925—1930), Париж фәндәр академияһының сит ил ағзаһы (1927; 1921 йылдан корреспонденты), Рәсәй фәндәр академияһының сит ил ағза-корреспонденты (1922) һәм почётлы ағзаһы (1925).

Биография

Эрнест Резерфорд гербы

Эрнест Резерфорд 1871 йылдың 30 авгусында Яңы Зеландияла Көньяҡ утрауҙа, Нельсон ҡалаһына яҡын урынлашҡан Спринг-Грув (ингл. Spring Grove) ҡасабаһында, етен үҫтереүсе фермер ғаиләһендә тыуған. Атайы — Джеймс Резерфорд, Перт (Шотландия) ҡалаһынан күсеп килә. Әсәйе — Марта Томпсон, Хорнчёрч ҡалаһынан (Эссекс графлығы, Англия). Ул ваҡытта башҡа шотландтар Квебеккә күсә (Канада), ләкин Резерфордтың ғаиләһенә уңыш йылмаймай, һәм пароходҡа түләүһеҙ билетте хөкүмәт Канадаға тиклем түгел, ә Яңы Зеландияға тиклем бирә.

Эрнест ғаиләлә ун ике баланан дүртенсе булып тыуа. Иҫ китерлек хәтергә, баһадирҙарса һаулыҡҡа һәм көскә эйә була. Башланғыс мәктәпте, мөмкин булған 600 балдан 580 балл йыйып, бик яҡшы тамамлай һәм Нельсон колледжында уҡыуын дауам итер өсөн 50 фунт стерлинг премия ала. Сираттағы стипендия уға Крайстчерчта Кентербери-колледжында уҡыуын дауам итергә мөмкинлек бирә . Ул ваҡыттарҙа Кентербери-колледжы 150 студенты һәм барлығы 7 профессоры булған бәләкәй университет була. Резерфорд фән менән мауыға һәм беренсе көндән үк тикшеренеү эштәре башлай.

Уның 1892 йылда яҙылған магистрлыҡ хеҙмәте «Магнетизация железа при высокочастотных разрядах» тип атала. Хеҙмәте юғары йышлыҡтағы радио тулҡындарын асыуға арнала, уларҙың барлығын 1888 йылда немец физигы Генрих Герц иҫбат итә. Резерфорд магнитлы детектор тип аталған приборҙы, беренсе электромагнит тулҡындарҙы ҡабул иткестәрҙең береһен уйлап таба һәм эшләй.

1894 йылда университетты тамамлағандан һуң, Резерфорд бер йыл дауамында урта мәктәптә уҡытыусы булып эшләй. Британияның колонияларҙа йәшәгән талантлы йәш подданныйҙарына ике йылға бер тапҡыр 1851 йылғы Бөтә Донъя күргәҙмәһе исемендәге айырым Стипендия — 150 фунт йылына бирелә, был уға фәндә артабан үрләр өсөн Англияға килергә мөмкинлек бирә. 1895 йылда Резерфорд был стипендияны, башта был стипендия тәғәйенләнгән кеше — Маккларен, унан баш тартҡанға күрә, ала. Шул уҡ йылдың көҙөндә, Бөйөк Британияға тиклем параходҡа билеткә аҡса бурысҡа алып, Резерфорд Англияға Кембридж университетының Кавендиш лабораторияһына килә һәм уның директоры Джозеф Джон Томсондың беренсе докторанты булып китә. 1895 йыл башҡа университетты тамамлаған студенттар (Дж. Дж. Томсондың инициативаһы буйынса) Кембридж лабораторияларында фәнни эшен дауам итә алған тәүге йыл була. Резерфорд менән бергә был мөмкинлек менән, Кавендиш лабораторияһына яҙылып, Джон Мак-Леннан, Джон Таунсенд һәм Поль Ланжевен файҙаланалар. Ланжевен менән Резерфорд бер бүлмәлә эшләй һәм уның менән дуҫлаша, был дуҫлыҡ уларҙың ғүмеренең ахырына тиклем дауам итә.

Шул уҡ 1895 йылда Мэри Джорджина Ньютон (1876—1945) — Резерфорд үҙе йәшәгән пансион хужабикәһе ҡыҙы менән йәрәшә. Туй 1900 йылда Крайстчерч англикан сиркәүендә була, ә 1901 йылдың 30 мартында уларҙың ҡыҙы — Эйлин Мэри (1901—1930) тыуа, аҙаҡ ул астрофизик Ральф Фаулерҙың ҡатыны булып китә.

Резерфорд радиотулҡындар йәки Герц тулҡындары детекторы менән шөғөлләнергә, физика буйынса имтихан тапшырырға һәм магистр дәрәжәһе алырға планлаштыра. Ләкин алдағы йылда Бөйөк Британияның дәүләт почтаһы Маркониға ошо уҡ эшкә аҡса бүлгән булып сыға һәм Кавендиш лабораторияһын финанслауҙан баш тарта. Стипендияһы ашауға ла етмәгәнлектән, Резерфорд вынужден был начать Дж. Дж. Томсонда рентген нурҙары тәьҫирендә газдарҙың ионлашыу процесы темаһы буйынса репетитор һәм ассистент булып эшләй башларға мәжбүр була. Томсон менән бергә Резерфорд газ ионлашҡанда токтың туйыныу күренешен аса.

1898 йылда Резерфорд альфа- һәм бета-нурҙарҙы аса. Бер йылдан һуң Поль Вийяр гамма-нурланышты аса (бындай типтағы ионлаштырыусы нурланыштың исемен, тәүге икәүһенеке кеүек үк, Резерфорд тәҡдим итә).

1898 йылдың йәйенән ғалим яңы ғына асылған уран һәм торийҙың радиоактивлыҡ күренешен өйрәнә башлай. Көҙ Резерфорд Томсондың тәҡдиме буйынса, 5 кешелек конкурсты еңеп сығып, Монреалда (Канада) Макгилл университеты профессоры вазифаһын биләй, хеҙмәт хаҡы йылына 500 фунт стерлинг йәки 2500 Канада доллары тәшкил итә. Был университетта Резерфорд, ул ваҡытта химия факультетының кесе лаборанты, Фредерик Содди менән һөҙөмтәле хеҙмәттәшлек итә, аҙаҡ (Резерфорд кеүек үк) химия буйынса Нобель премияһы лауреаты була (1921). 1903 йылда Резерфорд һәм Содди радиоактив тарҡалыу процесында элементтарҙың әүерелеүе тураһында революцион идея тәҡдим итәләр һәм уны иҫбат итәләр. 1905 йылдың сентябрендә Монреалгә лабораторияға Германиянан Отто Ган, буласаҡ химия буйынса Нобель прамияһы лауреаты, Резерфордҡа бер йылға уҡырға килә.

Радиоактивлыҡ өлкәһендә үҙенең хеҙмәттәре арҡаһында киң билдәлелек алғас, Резерфорд һорау ҙур булған ғалим булып китә һәм донъяның төрлө илдәренең ғилми-тикшеренеү үҙәктәрендә эшләргә бик күп тәҡдимдәр ала. 1907 йылдың яҙында ул Канаданан китә һәм Манчестерҙа (Англия) Виктория университетында профессор эшмәкәрлеген башлай, бында уның эш хаҡы яҡынса 2,5 тапҡыр юғары була.

1908 йылда Резерфордҡа «радиоактив матдәләр химияһында элементтарҙың тарҡалыуы өлкәһендә үткәрелгән тикшеренеү эштәре өсөн» химия буйынса Нобель премияһы тапшырыла.

Ғалимды 1903 йылда Лондон король йәмғиәте ағзаһы итеп һайлау тормошонда мөһим һәм күңелле ваҡиға булып тора, ә 1925-1930 йылдарҙа ул йәмғиәттең президенты посын биләй. 1931—1933 йылдарҙа Резерфорд физика институты президенты була.

1914 йылда Резерфорд дворян титулына лайыҡ була. 12 февралдә Букингем һарайында король уны рыцарҙар сафына ала: ул һарай кешеһе мундиры кейгән һәм ҡылыс таҡҡан була.

1931 йылда раҫланған үҙенең геральдик гербын, Англия пэры барон Резерфорд Нельсон Яңы Зеландия символы — киви ҡошо менән ослап ҡуя. Герб һүрәте — экспонентаның һүрәте (графигы) — радиоактив атомдарҙың һанының ваҡыт үтеү менән кәмеү процесын характерлаусы кәре һыҙыҡ.

1931 йылда Резерфорд 1921 йылда Кавендиш лабораторияһына эшкә алған Петр Капица өсөн лабораторияның махсус бинаһын төҙөүгә 15 мең фунт стерлинг аҡса юллап ала. Капица Резерфордҡа «Крокодил» тип исем таға. «Был хайуан бер ҡасан да артҡа боролмай һәм шуға күрә Резерфордтың зирәклеген һәм уның алға ынтылышлы үрләүен символлаштыра», — тип асыҡлыҡ индерә Капица аҙағыраҡ. Ф. Кедров «Капица: жизнь и открытия» китабында икенсе фараз килтерә: «Эш шунда, Резерфордтың тауышы көслө була һәм ул уның менән идара итә белмәй. Коридорҙа кемделер осратҡан Резерфордтың көслө тауышы лабораторияларҙағы кешеләрҙе уның яҡынайыуы тураһында иҫкәрткән, һәм хеҙмәткәрҙәр „фекерҙәрен төйнәп“ өлгәргәндәр. Был Капицаға Резерфордты Крокодил тип атарға нигеҙ булған. Быны популяр булған балалар китабы геройы, будильник йотҡан Крокодил менән ассоциация тип аңлаталар. Уның текелдәүе балаларҙы ҡурҡыныс януар яҡынайыуы тураһында иҫкәртә». 1933 йылдың февралендә Кембриджда лаборатория тантаналы рәүештә асыла. 2 ҡатлы бинаның арҡыры стенаһында ташта бөтә стенаны тултырып крокодил соҡоп эшләнгән була. Уны Капицаның заказы буйынса ул ваҡыттағы билдәле скульптор Эрик Гилл эшләй. Резерфорд үҙе был мин үҙем тип аңлата. Инеү ишеген крокодил формаһындағы алтын ялатылған асҡыс менән асалар.

Эрнест Резерфорд 1937 йылдың 19 октябрендә, көтөлмәгән ауырыу — бүҫер ҡыҫылыуы — сәбәпле ҡапыл эшләнгән операциянан һуң дүрт көн үткәс 66 йәшендә вафат була. Ул Вестминстер аббатлығында, Ньютон, Дарвин һәм Фарадей ҡәберҙәре менән йәнәш ерләнә.

Радиоактивлыҡ күренешен өйрәнеү

Радиоактив нурланыштың ҡатмарлы составын өйрәнеү схемаһы. 1 — радиоактив препарат, 2 — ҡурғаш цилиндр, 3 — фотопластинка.

Радиоактив элементтар асылғас уларҙың физик үҙенсәлектәрен өйрәнеү башлана. Резерфорд радиоактив нурланыштың ҡатмарлы составын аса. Тәжрибә былай үткәрелә. Радиоактив препарат ҡурғаш цилиндрҙың тар ғына каналының төбөнә урынлаштырыла, ҡаршыһына фотопластинка ҡуйыла. Каналдан сыҡҡан нурланыш юлына магнит ҡыры тәьҫир итә. Бөтә ҡоролма вакуум эсенә урынлаштырыла. Магнит ҡырында нурланыш өс өлөшкә бүленә. Нурланыштың ике өлөшө магнит ҡырында айырыла, был уларҙың заряды булыуын күрһәтә. Өсөнсө өлөшө тураға тарала. Ыңғай зарядлы нурланыш альфа-нурҙар, тиҫкәре заядлы нурланыш — бета-нурҙар, нейтраль нурланыш — гамма-нурҙар исемен ала. Альфа-нурланыш үҙенсәлектәрен Резерфорд түбәндәге тәжрибә ярҙамында өйрәнә. Альфа-өлөшсәләр юлына, билдәле ваҡыт эсендә үткән зарядтарҙы һанай трған, Гегер счётчигын ҡуя. Альфа-өлөшсәләрҙең дөйөм зарядын һәм миҡдарын белеп, бер өлөшсәнң зарядын иҫәпләп сығара. Ул ике элементар зарядҡа тигеҙ була. Магнит ҡырында киҫәксәнең ситкә тайпылыуы буйынса заряд һәм массаның сағыштырмаһын билдәләй. Бер элементар зарядҡа бер атом масса берәмеге тура килә. Шулай итеп, ике элементар альфа-өлөшсәгә дүрт атом масса беләмеге тура килә. Тимәк, альфа-нурланыш — гелий ядролары ағымы. 1920 йылда Резерфорд протон массаһына тигеҙ заряды булмаған — нейтрон булыуы тураһын фаразлай. Эксперименталь рәүештә был киҫәксә булыуын билдәләп булмай. Уның барлығын эксперименталь рүештә 1923 йылда Джеймс Чедвик иҫбатлай.

Радиоактив үҙгәреш

Торийҙың радиоактив үҙенсәлеге нигеҙендә Резерфорд химик элементтарҙың радиоактив үҙгәреүен аса һәм аңлатып биә. Ғалим, ябыҡ ампулала торий активлығы даими ҡалыуын, әгәр препаратҡа әкрен генә һауа өргәндә уның активлыға кәмеүенә иғтибар итә. Альфо-өлөшсәләр менән торий радиоактив газ бүлеп сығары тигән фараз әйтелә. Резерфорда һәм уның коллегеһы Фредерика Содди хеҙмәттәре 1902—1903 йылдарҙа «Philosophical Magazine» мәҡәләләрендә нәшер ителә. Былмәҡәләләрҙә авторҙар алған мәғлүмәттәрҙе анализлап, химик элементтар бер элементтан икенсе элементҡа әүерелә тигән нитижәгә килә.

Атом әүерелеше нәтижәһендә, физик һәм химик үҙенсәлектре менән тулыһынса беренсе матдәнән айырылған, өр-яңы матдә барлыҡҡа килә

— Э. Резерфорд, Ф. Содди

Ул ваҡытта атомдың бүленмәҫ киҫәксә булыу тураһында мәғлимәт йәшәп килә. Был күренеште ғалимдар матдә составында яңы эдементтар булыуы менән аңлата. Тик ваҡыт был аңлатыуҙың яңлыш булыуын күрһәтә. Артабынғы физик һәм химиктарҙың тикшереүҙәре элементтарҙың бер-береһенә әүрелеү законын аса

Радиоактив тарҡалыу законы

Торий тултырылған һауыттан һауаны һурып алып Резерфорд торий эманацияһын (хәҙер торон, Родон-220 исеме менән билдәле газ, родон изапобы) ала. Был газдың ионлаштырыу һәләтен тикшерә. Был газдың активлығы минут һайын ике мәртәбә түбәнәйеүе билдәле була.

Радиоактив матдәләрҙең активлығын ваҡыт үҙгәрешендә өйрәнеп, ғалим радиоактив тарҡалыш законын аса.

Химик элементтарҙың ядроһы бик тотороҡло икәне билдәле була, уларҙы емереү өсөн өеүәтле энергия сарыф итергә кәрәк, тип тәҡдим итә Резерфорд. Азот атомы ядроһы — яһалма рәүештә беренсе үҙгәртелгән атом. Ҙур энергиялы Альфа-киҫәксәләр бомбаһына тотоп, водород атомы ядроһы — протондар барлыҡҡа килеүен аса ғалим Резерфорд.

ɑ-киҫәксәләрҙе таратыу тәжрибәһе схемаһы. 1 — радиоактив препарат, 2 — ҡурғаш цилиндр, 3 — фольгаға уралған тикшерелеүсе материал, 4 — Цинк сульфаты ZnS менән ялатырған ярам үтә күренмәле экран, 5 — микроскоп.

Ҡыҙыҡ мәғлүмәт

• Эрнест Резерфорд атом ядроһы асты һәм ядер энергетика турала негатив фекер әйте.

Хәтер

Эрнест Резерфордтың бала сағы скульптураһы. Яңы Зеландиялағы мемориал

Резерфорд донъяла иң хөрмәтле ғалимдарҙың береһе. 1914 йылда Георг V Резерфордҡа рыцарь-бакалавр сифатында рыцарь почётлы дворян титулы бирә,. 1925 йылда принял его Бөйөк Британияның Орден Заслуг йәмғиәте ағзаһы итеп ҡабул итә, ә 1931 йыолда Резерфордты барон итеп тәғәйенләй.

Эрнест Резерфорд хөрмәтенә аталғандар:

• химик элементтарҙың периодик системаһында 104-се номерлы химик элемент — Резерфордий, беренсе тапҡыр 1964 йылда синтезлана һәм был исемде 1997 йылда ала (быға тиклем «Курчатовий» исеме менән йөрөтөлә);
• Резерфорд — Эплтон лабораторияһы, Бөйөк Британияның милли лабораторияларының береһе, 1957 йылда асылған;
• астероид (1249) Резерфордия;
• Айҙың кире яғындағы кратер Резерфорд исемен йөрөтә;
• Бөйөк Британия физика институтының Резерфорд исемендәге миҙалы һәм премияһы;
• Канаданың Король йәмғиәтенең Резерфорд мемориаль миҙалы (Rutherford Memorial Medal);
• Яңы Зеландия Король йәмғиәтенең Резерфорд миҙалы Rutherford Medal (Royal Society of New Zealand).

Библиография

Ғалимдың рус телендәге хеҙмәттәре

• Резерфорд Э. Нуклеарное строение атома // Успехи физических наук. — 1921. — Т. 2. — № 2.
• Резерфорд Э. Биография альфа-частицы // Успехи физических наук. — 1924. — Т. 4. — № 2-3.
• Резерфорд Э. Естественное и искусственное разложение элементов // Успехи физических наук. — 1925. — Т. 5. — № 1-2.
• Резерфорд Э. Атомные ядра и их превращения // Успехи физических наук. — 1928. — Т. 8. — № 1.
• Резерфорд Э. Дискуссия о строении атомного ядра // Успехи физических наук. — 1929. — Т. 9. — № 5.
• Резерфорд Э., Чадвик Дж. и др. Дискуссия о структуре атомного ядра // Успехи физических наук. — 1932. — Т. 12. — № 5-6.
• Резерфорд Э. Современная алхимия // Успехи физических наук. — 1938. — Т. 19. — № 1.
• Резерфорд, Э. Радиоактивность. // Избранные научные труды / Отв. ред. Г.Н.Флеров. Сост. и ред. перевода Ю.М.Ципенюк.. — М.: Наука, 1971. — (Классики науки).
• Резерфорд, Э. Строение атома и искусственное превращение элементов. // Избранные научные труды / Отв. ред. Г.Н.Флеров. Сост. и ред. перевода Ю.М.Ципенюк.. — М.: Наука, 1972. — (Классики науки).

Уның тураһында

• Капица П.Л. Воспоминания о проф. Э. Резерфорде // Успехи физических наук. — 1938. — Т. 19. — № 1.
• Резерфорд — учёный и учитель. К 100-летию со дня рождения / Под редакцией Пётра Леонидовича Капицы. — М.: Наука, 1973.
• Данин Даниил Семёнович. Резерфорд. — М.: Молодая гвардия, 1966.

Һылтанмалар

• Д. Данин «Резерфорд», 1967, 1968. (ЖЗЛ)
• Капица П. Л. Мои воспоминания о Резерфорде 2010 йыл 6 декабрь архивланған. (Речь, произнесенная в Лондонском Королевском обществе 17 мая 1966 года)
• Капица П. Л. Роль выдающегося ученого в развитии науки 2012 йыл 7 ғинуар архивланған. (Доклад на открытии Международного коллоквиума, посвященного 100-летию со дня рождения Э. Резерфорда. 20 августа 1971)
• Резерфорд (Rutherford), Эрнест. Биография на сайте электронной библиотеки «Наука и техника» 2013 йыл 16 ғинуар архивланған.
• Опыт Резерфорда (кинофрагмент)
• Труды