Рутерфорд Эрнест (амьдралын жил: 1871-08-30 - 1937-19-19) - Английн физикч, атомын гаригийн загварыг бүтээгч, цөмийн физикийг үндэслэгч. Тэрээр Лондонгийн Хатан хааны нийгэмлэгийн гишүүн, 1925-1930 онд түүний ерөнхийлөгч байсан. Энэ хүн 1908 онд авсан химийн салбарын Нобелийн шагналын эзэн юм.
Ирээдүйн эрдэмтэн дугуйчин Жеймс Рутерфорд, багш Марта Томпсон нарын гэр бүлд төржээ. Түүнээс гадна гэр бүл 5 охин, 6 хүүтэй байсан.
Сургалт ба анхны шагналууд
Гэр бүлээ 1889 онд Шинэ Зеландын Өмнөд арлаас Хойд арал руу нүүхээс өмнө Рутерфорд Эрнест Кристчерч хотод Кентербери коллежид суралцаж байжээ. Энэ үед ирээдүйн эрдэмтний гайхалтай чадварууд аль хэдийн илэрсэн. Эрнест 4-р курсээ төгсөөд математикийн чиглэлээр шилдэг бүтээлээр шагнагдсанаас гадна физик, математикийн магистрын шалгалтанд 1-р байр эзэлсэн.
Соронзон мэдрэгчийн шинэ бүтээл
Рутерфорд урлагийн мастер болж чадаагүйколлежоо орхисон. Тэрээр төмрийн соронзлолын талаархи бие даасан шинжлэх ухааны ажилд орсон. Тэрээр тусгай төхөөрөмж - соронзон мэдрэгчийг боловсруулж, үйлдвэрлэсэн нь дэлхийн анхны цахилгаан соронзон долгион хүлээн авагчдын нэг, мөн Рутерфордын агуу шинжлэх ухаанд "орох тасалбар" болсон юм. Удалгүй түүний амьдралд чухал өөрчлөлт гарсан.
Рутерфорд Англи руу явлаа
Шинэ Зеландын англи хэлний титмийн хамгийн авьяаслаг залуучуудад хоёр жил тутамд тэтгэлэг олгодог байв. 1851 оны Дэлхийн үзэсгэлэн нь Англид шинжлэх ухаанд суралцах боломжийг олгосон. 1895 онд физикч Рутерфорд, химич Маклаурин гэсэн хоёр Шинэ Зеландын ийм хүндлэлийг хүртэх ёстой гэж шийджээ. Гэсэн хэдий ч ганцхан газар байсан бөгөөд Эрнестийн итгэл найдвар тасарчээ. Аз болоход Маклаурин гэр бүлийн шалтгааны улмаас энэ аялалаа орхихоос өөр аргагүй болсон бөгөөд Рутерфорд Эрнест 1895 оны намар Англид иржээ. Энд тэрээр Кембрижийн их сургуульд (Кавендиш лабораторид) ажиллаж эхэлсэн бөгөөд түүний захирал Ж. Томсоны анхны докторант болсон (доорх зураг).
Беккерелийн цацрагийн судалгаа
Томсон тэр үед аль хэдийн нэрд гарсан эрдэмтэн, Лондонгийн Хатан хааны нийгэмлэгийн гишүүдийн нэг байсан, бүх хүнд хүндэтгэлтэй ханддаг байжээ. Тэрээр Рутерфордын чадварыг маш хурдан үнэлж, түүнийг рентген туяаны нөлөөн дор хий иончлох судалгаанд татан оролцуулжээ. Гэсэн хэдий ч 1898 онд аль хэдийн зун Эрнест судалгааны өөр чиглэлээр анхны алхмуудыг хийжээ. Тэрээр "беккерел туяа"-г сонирхож байв. Ураны давсны ялгаралт, илФранцын физикч Беккерел хожим цацраг идэвхт бодис гэж нэрлэгддэг болсон. Францын эрдэмтэн, түүнчлэн Кюри нар түүний судалгаанд идэвхтэй оролцож байв. 1898 онд Рутерфорд Эрнест энэ ажилд нэгдсэн. Энэхүү эрдэмтэн эдгээр цацрагт гелийн цөмийн урсгал, эерэг цэнэгтэй (альфа бөөмс), мөн электронуудын урсгал (бета бөөмс) багтдаг болохыг олж мэдсэн.
Уран цацрагийн нэмэлт судалгаа
Кюри нарын бүтээлийг 1898 оны 7-р сарын 18-нд Парисын Шинжлэх Ухааны Академид танилцуулсан нь Рутерфордын ихээхэн сонирхлыг төрүүлсэн юм. Үүнд уранаас гадна өөр цацраг идэвхт (энэ нэр томъёог яг тэр үед анх хэрэглэж байсан) элементүүд байдаг гэдгийг зохиогчид онцолсон. Рутерфорд хожим эдгээр элементүүдийн ялгарах гол шинж чанаруудын нэг болох хагас задралын тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн.
Эрнест 1897 оны 12-р сард үзэсгэлэнгийн тэтгэлэгээ сунгав. Эрдэмтэд ураны цацрагийг цаашид судлах боломж олдсон. Гэсэн хэдий ч 1898 оны 4-р сард орон нутгийн МакГиллийн их сургуулийн профессорын орон Монреальд суларч, Эрнест Канад руу явахаар шийджээ. Дагалдан суралцах хугацаа өнгөрсөн. Рутерфорд бие даан ажиллахад бэлэн байгаа нь хэнд ч ойлгомжтой байсан.
Канад руу нүүж, шинэ ажил
1898 оны намар тэрээр Канад руу нүүжээ. Эхэндээ Рутерфордын сургаал тийм ч амжилттай байгаагүй: сонсогчдыг бүрэн мэдэрч сураагүй залуу профессор нарийн ширийн зүйлээр дүүрэн лекцүүд оюутнуудад дургүй байв. Рутерфордын захиалсан цацраг идэвхит бэлдмэлүүд ирэх хугацаа хойшилсноос үүдэн шинжлэх ухааны ажилд ч зарим хүндрэл гарч байв. Гэсэн хэдий ч бүгдУдалгүй барзгар байдал арилж, Эрнест аз, амжилтын цувралыг эхлүүлэв. Гэсэн хэдий ч амжилтын талаар ярих нь зохисгүй юм: бүх зүйлд түүний шинэ найз нөхөд, сэтгэл нэгт хүмүүс оролцсон шаргуу хөдөлмөр бий болсон.
Цацраг идэвхт хувирлын хуулийн нээлт
Рутерфордын эргэн тойронд аль хэдийн бүтээлч урам зориг, хүсэл тэмүүллийн уур амьсгал бүрэлдэж байжээ. Ажил нь баяр баясгалантай, эрч хүчтэй байсан бөгөөд энэ нь маш их амжилтанд хүргэсэн. Рутерфорд 1899 онд торийн ялгаралтыг нээсэн. 1902-1903 онд Соддигийн хамт тэрээр бүх цацраг идэвхит өөрчлөлтөд хамаарах ерөнхий хуульд аль хэдийн хүрчээ. Энэхүү шинжлэх ухааны чухал үйл явдлын талаар бага зэрэг ярих хэрэгтэй.
Дэлхийн эрдэмтэд нэг химийн элементийг нөгөөд хувиргах боломжгүй гэдгийг тэр үед баттай мэдэж авсан тул хар тугалганаас алт гарган авах алхимичдын мөрөөдлийг үүрд булшлах ёстой. Дараа нь цацраг идэвхт задралын үед элементүүдийн хувирал зөвхөн тохиолддог төдийгүй тэдгээрийг удаашруулж, зогсоох боломжгүй гэж үзсэн ажил гарч ирэв. Түүнээс гадна эдгээр өөрчлөлтүүдийн хуулиудыг боловсруулсан болно. Цөмийн цэнэг нь элементийн химийн шинж чанар, Менделеевийн үечилсэн систем дэх байрлалыг тодорхойлдог гэдгийг өнөөдөр бид ойлгож байна. Альфа задралын үед үүсдэг цөмийн цэнэг хоёр нэгжээр буурахад үелэх системийн 2 эсийг "дээш хөдөлгөдөг". Энэ нь электрон бета задралд нэг эсийг доош, позитрон задралд нэг эсийг дээш шилжүүлдэг. Энэхүү хууль нь ойлгомжтой, энгийн мэт боловч энэхүү нээлт нь 20-иод оны эхэн үеийн шинжлэх ухааны хамгийн чухал үйл явдлуудын нэг байв.зуун.
Мэри Жоржина Ньютонтой гэрлэж, охин төрүүлэв
Үүний зэрэгцээ Эрнестийн хувийн амьдралд нэгэн чухал үйл явдал болсон. Мэри Жоржина Ньютонтой сүй тавьснаас хойш 5 жилийн дараа эрдэмтэн Эрнест Рутерфорд түүнтэй гэрлэсэн бөгөөд энэ үед намтар нь аль хэдийн чухал амжилтаар тэмдэглэгдсэн байв. Энэ охин нэгэн цагт түүний амьдарч байсан Крайстчерч дахь дотуур байрны эзэгтэйн охин байв. 1901 онд 3-р сарын 30-нд Рутерфордын гэр бүлийн цорын ганц охин мэндэлжээ. Энэ үйл явдал нь физикийн шинжлэх ухаанд цөмийн физикийн шинэ бүлэг гарч ирсэнтэй бараг давхцсан юм. Тэгээд 2 жилийн дараа Рутерфорд Лондонгийн хааны нийгэмлэгийн гишүүн болсон.
Рутерфордын номууд, альфа тоосонцор бүхий тунгалаг тугалган цаас дээрх туршилтууд
Эрнест шинжлэх ухааны эрэл хайгуул, ололт амжилтаа нэгтгэн дүгнэсэн 2 ном бүтээжээ. Эхнийх нь 1904 онд "Цацраг идэвхжил" нэрээр хэвлэгдсэн. Жилийн дараа "цацраг идэвхит өөрчлөлтүүд" гарч ирэв. Эдгээр номын зохиогч энэ үед шинэ судалгаа хийж эхэлсэн. Тэрээр цацраг идэвхт цацраг нь атомуудаас ялгардаг гэдгийг ойлгосон боловч түүний үүссэн газар бүрэн тодорхойгүй хэвээр байв. Цөмийн төхөөрөмжийг судлах шаардлагатай байсан. Дараа нь Эрнест Томсонтой хамтран ажиллаж эхэлсэн альфа тоосонцороор гэрэлтэх арга техник рүү шилжив. Туршилтаар эдгээр хэсгүүдийн урсгал нимгэн тугалган цаасаар хэрхэн дамждагийг судалсан.
Томсоны атомын анхны загвар
Электрон сөрөг цэнэгтэй болох нь тодорхой болсон үед атомын анхны загварыг санал болгосон. Гэсэн хэдий ч тэд атом руу ордог.ерөнхийдөө цахилгаан саармаг байдаг. Тиймээс түүний найрлагад эерэг цэнэг агуулсан ямар нэг зүйл байх ёстой. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд Томсон дараах загварыг санал болгосон: атом нь эерэг цэнэгтэй, нэг см-ийн 100 сая дахь радиустай дусал шиг зүйл юм. Дотор нь сөрөг цэнэгтэй жижиг электронууд байдаг. Кулоны хүчний нөлөөн дор тэд атомын яг төвд байр сууриа эзэлдэг боловч ямар нэгэн зүйл тэнцвэргүй болвол цацраг туяа дагалддаг. Энэ загвар нь тухайн үед мэдэгдэж байсан цацрагийн спектрийн оршин тогтнолыг тайлбарлав. Хатуу биетэд атомуудын хоорондох зай нь тэдгээрийн хэмжээтэй ойролцоо байдаг нь туршилтаас аль хэдийн тодорхой болсон. Иймээс альфа тоосонцор тугалган цаасаар нисч чадахгүй нь ойлгомжтой мэт санагдаж байв, яг л мод нь бие биентэйгээ ойрхон ургадаг ой дундуур чулуу нисч чаддаггүй. Гэсэн хэдий ч Рутерфордын хийсэн анхны туршилтууд нь тийм биш гэдгийг батлав. Альфа хэсгүүдийн ихэнх нь бараг хазайлтгүйгээр тугалган цаас руу нэвтэрч, цөөхөн хэд нь хазайлт, заримдаа мэдэгдэхүйц байв. Эрнест Рутерфорд үүнийг маш их сонирхож байсан. Сонирхолтой баримтуудыг цаашид судлах шаардлагатай.
Рутерфордын гаригийн загвар
Тэгээд Рутерфордын зөн совин, энэ эрдэмтний байгалийн хэлийг ойлгох чадвар дахин гарч ирэв. Эрнест Томсоны атомын загварыг эрс үгүйсгэв. Рутерфордын туршилтууд нь түүнийг өөрийн гэсэн гариг гэж нэрлэхэд хүргэсэн. Түүний хэлснээр төвдатом гэдэг нь жижиг хэмжээтэй хэдий ч тухайн атомын бүх масс төвлөрсөн цөм юм. Мөн нарны эргэн тойронд эргэдэг гаригууд шиг цөмийн эргэн тойронд электронууд хөдөлдөг. Тэдний масс нь альфа бөөмсийнхээс хамаагүй бага байдаг тул сүүлийнх нь электрон үүл рүү нэвтрэхдээ бараг хазайдаггүй. Альфа бөөмс эерэг цэнэгтэй цөмд ойрхон нисэх үед л Кулоны түлхэлтийн хүч нь түүний хөдөлгөөний траекторийг огцом нугалж чаддаг. Энэ бол Рутерфордын онол юм. Энэ үнэхээр гайхалтай нээлт байсан.
Электродинамикийн хуулиуд ба гаригийн загвар
Рутерфордын туршлага олон эрдэмтдэд гаригийн загвар байдаг гэдэгт итгүүлэхэд хангалттай байсан. Гэсэн хэдий ч энэ нь тийм ч хоёрдмол утгагүй зүйл биш юм. Энэхүү загварт үндэслэн гаргасан Рутерфордын томъёо нь туршилтын явцад олж авсан өгөгдөлтэй нийцэж байв. Гэсэн хэдий ч тэрээр электродинамикийн хуулиудыг үгүйсгэв!
Голчлон Максвелл, Фарадей нарын бүтээлээр тогтоогдсон эдгээр хуулиудад хурдатгалтай хөдөлж буй цэнэг цахилгаан соронзон долгион цацруулж, үүнээс болж энерги алддаг гэж заасан байдаг. Резерфордын атомд электрон цөмийн Кулоны талбарт түргэвчилсэн хурдтайгаар хөдөлдөг ба Максвеллийн онолын дагуу секундын арван саяны дотор бүх энергиэ алдаж, улмаар цөм рүү унах ёстой. Гэсэн хэдий ч ийм зүйл болсонгүй. Үүний үр дүнд Рутерфордын томъёо Максвеллийн онолыг үгүйсгэв. Эрнест 1907 онд Англи руу буцах цаг болоход үүнийг мэдсэн.
Манчестер руу нүүж, Нобелийн шагнал аваарай
Эрнестийн МакГилл дэх ажилТүүнийг маш их алдартай болоход их сургууль хувь нэмэр оруулсан. Рутерфорд өөр өөр улс орнуудын шинжлэх ухааны төвүүдэд урилгаар өрсөлдөж эхлэв. Эрдэмтэн 1907 оны хавар Канадыг орхихоор шийдэж, Манчестерт, Викториягийн их сургуульд ирж, судалгаагаа үргэлжлүүлэв. Х. Гейгертэй хамт 1908 онд альфа бөөмийн тоолуур буюу альфа бөөмс нь гелийн атом, давхар ионжсон болохыг олж тогтооход чухал үүрэг гүйцэтгэсэн шинэ төхөөрөмжийг бүтээжээ. Нээлтүүд нь асар их ач холбогдолтой байсан Рутерфорд Эрнест 1908 онд Нобелийн шагнал хүртсэн (физикийн чиглэлээр биш, химийн чиглэлээр!).
Нилс Бортой хамтран ажиллах
Энэ хооронд гаригийн хэв маяг түүний оюун ухааныг улам бүр эзэмдэж байв. Мөн 1912 оны 3-р сард Рутерфорд Нилс Бортой хамтран ажиллаж, найзалж эхлэв. Борын хамгийн том гавьяа (түүний зургийг доор үзүүлэв) тэрээр гаригийн загварт цоо шинэ шинж чанаруудыг нэвтрүүлсэн нь квант санаа юм.
Тэр анх харахад дотооддоо зөрчилтэй мэт санагдсан "постулатууд"-ыг дэвшүүлэв. Түүний хэлснээр атом нь тойрог замтай байдаг. Тэдгээрийн дагуу хөдөлж буй электрон нь хурдатгалтай боловч электродинамикийн хуулиудын эсрэг цацраг үүсгэдэггүй. Энэ эрдэмтэн эдгээр тойрог замыг олох дүрмийг зааж өгсөн. Цацрагийн квантууд нь электрон тойрог замаас тойрог замд шилжих үед л гарч ирдэг болохыг олж мэдсэн. Рутерфорд-Борын атомын загвар нь олон асуудлыг шийдэж, шинэ санааны ертөнцөд нээлт болсон. Түүний нээлт нь материйн тухай, түүний хөдөлгөөний талаархи санаа бодлыг эрс өөрчлөхөд хүргэсэн.
Цаашид өргөн хүрээтэй үйл ажиллагаа
1919 ондРутерфорд Кембрижийн их сургуулийн профессор, Кавендишийн лабораторийн захирал болжээ. Хожим нь Нобелийн шагнал хүртэж байсан олон арван эрдэмтэд түүнийг өөрийн багш гэж зүй ёсоор тооцдог байв. Эдгээр нь Ж. Чадвик, Г. Мозели, М. Олифант, Ж. Коккрофт, О. Ган, В. Гейтлер, Ю. Б. Харитон, П. Л. Капица, Г. Гамов вэ башгалары.. Шафаг вэ мукафа-тларын мэ’рузэси даЬа да чох олмушдур. 1914 онд Рутерфорд язгууртныг хүлээн авав. Тэрээр 1923 онд Британийн нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч болж, 1925-1930 онд Хатан хааны нийгэмлэгийн ерөнхийлөгчөөр ажиллаж байжээ. Эрнест 1931 онд барон цол хүртэж, ноён болжээ. Гэсэн хэдий ч тэрээр зөвхөн шинжлэх ухааны ач холбогдолгүй ажлын ачаалал ихэссэн ч цөмийн болон атомын нууцыг довтолсоор байна.
Бид танд Рутерфордын шинжлэх ухааны үйл ажиллагаатай холбоотой нэгэн сонирхолтой баримтыг санал болгож байна. Эрнест Рутерфорд ажилчдаа сонгохдоо дараах шалгуурыг ашигласан нь мэдэгдэж байна: тэрээр өөрт нь анх ирсэн хүнд даалгавар өгсөн бөгөөд хэрэв шинэ ажилтан дараа нь яах вэ гэж асуувал шууд халагдсан.
Эрдэмтэн хэдийнэ туршилтаа эхлүүлсэн бөгөөд энэ нь атомын цөмийг зохиомлоор задлах, химийн элементүүдийг зохиомлоор хувиргах аргыг нээсэн юм. 1920 онд Рутерфорд дейтерон ба нейтрон байдаг гэж таамаглаж, 1933 онд цөмийн үйл явц дахь энерги ба массын хамаарлыг шалгах туршилтын санаачлагч, оролцогч болжээ. 1932 оны 4-р сард тэрээр цөмийн урвалын судалгаанд протоны хурдасгуурыг ашиглах санааг дэмжсэн.
Рутерфордын үхэл
Эрнест Рутерфордын бүтээлүүд болон түүний шавь нарын хэд хэдэн үеийн бүтээлүүд шинжлэх ухаан, технологи, сая сая хүмүүсийн амьдралд асар их нөлөө үзүүлсэн. Агуу эрдэмтэн мэдээж энэ нөлөө эерэг байх болов уу гэж бодохгүй байж чадсангүй. Гэсэн хэдий ч тэрээр шинжлэх ухаан, хүмүүст ариун нандин итгэдэг өөдрөг үзэлтэн байв. Эрнест Рутерфорд 1937 онд 10-р сарын 19-нд нас баржээ. Түүнийг Вестминстерийн сүмд оршуулжээ.
