Биография Эрнеста Резерфорда

Детство и ранние годы

Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года в деревне Спринг-Гроув (также известной как Брайтуотер) недалеко от Нельсона, Новая Зеландия, в семье фермера Джеймса Резерфорда и его жены Марты Томсон (уроженки Хорнчерча, Эссекс, Англия).

При рождении Эрнеста ошибочно зарегистрировали под именем Эрнест (от английского Earnest — «серьезный»). В детстве Эрнест посещал школу в Хавлоке, после чего продолжил обучение в колледже в Нельсоне. Он усердно работает, чтобы поступить в Кентерберийский колледж, который был частью Университета Новой Зеландии. В колледже Эрнест Резерфорд становится руководителем дискуссионного клуба и принимает активное участие в студенческой жизни.

В 1900 году он получил докторскую степень в Университете Новой Зеландии. С 1900 по 1903 год молодой исследователь Фредерик Содди присоединился к исследовательскому проекту Резерфорда по трансмутации элементов в Университете Макгилла.

Резерфорд открывает и точно описывает, что излучение является следствием самопроизвольного распада атомов. Исследователь подробно наблюдает, а затем описывает, что образцу радиоактивного материала требуется определенное время, чтобы снизить радиоактивность в 2 раза. Резерфорд называет это время «периодом полураспада». Это открытие впоследствии будет иметь практическое применение: приняв за единицу измерения равномерную скорость распада материи, будет определен возраст планеты Земля, который окажется значительно старше возраста, предполагаемого учёными того времени.

В 1903 году Резерфорд обнаружил, что излучение (уже открытое), испускаемое еще безымянным радием (открытым в 1900 году французским химиком Полем Вилларом), имеет отличительную особенность (от альфа- и бета-излучения), ранее не описанную. Он также замечает, что новый тип излучения обладает большой проникающей способностью, и, не теряя времени, дает ему собственное название «гамма-излучение». В 1907 году Резерфорд был назначен профессором физики Манчестерского университета. В Манчестере исследователь продолжает работать с альфа-излучением. Вместе с Хансом Гейгером он разрабатывает отражающий экран из сульфида цинка и ионизационную камеру, предназначенную для подсчета альфа-частиц.

В 1907 году Резерфорд вместе с Томасом Ройдсом провел химический эксперимент по прохождению альфа-лучей через узкое окно в вакуумную трубку. Лучи всегда порождают в трубке искровой разряд, в результате которого образуется спектр, меняющий свою природу так же, как и альфа-лучи, накапливающиеся в трубке. Эксперимент также показывает, как начинает формироваться чистый спектр газообразного гелия. Из этого следует, что альфа-лучи почти не ионизируют атомы, точнее, ядра атомов гелия.

В 1909 году он объединился с Гансом Гейгером и Эрнестом Марсденом и провел эксперимент Гейгера-Марсдена с целью открытия и визуальной демонстрации истинной ядерной природы атомов. Эксперимент был проведен для получения четко определенных результатов относительно свойств альфа-частиц. Резерфорд предполагает, что Гейгер и Марсден добиваются отклонения альфа-частиц на большие углы (заранее определенных результатов эксперимента не было, так как на момент его проведения не существовало ни малейшей теории на этот счет). Желаемые отклонения нашлись, но они были изолированными и имели плавную, четко организованную функцию угла отклонения. Интерпретация и результаты этого эксперимента в 1911 году привели к представлению модели атома Резерфорда. Согласно его теории, даже у небольшого положительно заряженного ядра есть электроны, вращающиеся вокруг него. В 1919 году Резерфорд отправился в Кавендишскую лабораторию, где выполнил (впервые в истории) эксперимент по трансмутации одного вещества в другое, превращая азот в кислород посредством ядерной реакции. Он провел этот эксперимент вместе с Нильсом Бором и выдвинул теорию существования нейтронов и их предполагаемой способности компенсировать отталкивающую природу положительно заряженных протонов, создавая ядерную силу притяжения, которая удерживает ядро ​​от распада.

В 1932 году эту теорию существования нейтронов доказал Джеймс Чедвик, получивший за это открытие Нобелевскую премию по физике в 1935 году.

Личная жизнь

В 1900 году Резерфорд женился на Марии Джорджине Ньютон. У них есть дочь Эйлин Мария.

Награды и почести

В 1908 году Резерфорд получил Нобелевскую премию за революционные открытия и успешные исследования процесса распада веществ и связанных с этим химических свойств радиоактивных веществ. В 1914 году Резерфорд был посвящен в рыцари. В 1916 году учёный был награжден медалью сэра Джеймса Гектора. В 1919 году Резерфорд вернулся в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета, где был назначен заведующим лабораторией. За это время он стал научным наставником ряда учёных — Джеймса Чедвика, Джона Дугласа Кокрофта, Эдварда Виктора Эпплтона и Томаса Синтона Уолтона, каждый из которых получил Нобелевскую премию за работы в области ядерных реакций, открытие нейтрона, наглядные демонстрации и химические эксперименты на элементарных частицах и ионосфере. В 1925 году Резерфорд был награжден орденом «За заслуги перед Великобританией». В 1931 году он получил почетный титул барона Резерфорда Нельсонского и Кембриджского в графстве Кембридж.

После его смерти Резерфорду выпала честь быть похороненным в Вестминстерском аббатстве вместе с Дж. Дж. Томсоном и сэром Исааком Ньютоном.

Смерть

Эрнест Резерфорд страдал пупочной грыжей, и в знак особой чести (кавалера Британского ордена за заслуги) оперировать его мог только титулованный хирург. Из-за долгих поисков подходящей кандидатуры время было упущено, и 19 октября 1937 года Резерфорд внезапно скончался в больнице.