Рутерфорд Эрнест (өмүр жылдары: 30.08.1871 - 19.10.1937) - англис физиги, атомдун планетардык моделин жаратуучу, ядролук физиканын негиздөөчүсү. Ал Лондон Королдук коомунун мүчөсү болгон, 1925-жылдан 1930-жылга чейин - жана анын президенти. Бул киши 1908-жылы химия боюнча Нобель сыйлыгынын лауреаты.
Келечек илимпоз дөңгөлөк куруучу Жеймс Рутерфорд менен мугалим Марта Томпсондун үй-бүлөсүндө төрөлгөн. Андан тышкары үй-бүлөдө 5 кыз жана 6 уул болгон.
Тренинг жана биринчи сыйлыктар
Үй-бүлө 1889-жылы Жаңы Зеландиянын Түштүк аралынан Түндүк аралына көчүп келгенге чейин, Рутерфорд Эрнест Крайстчерчте, Кентербери колледжинде окуган. Азыртадан эле бул убакта, келечектеги окумуштуунун жаркын жөндөмдөрү ачылган. Эрнест 4-курсту аяктагандан кийин математика тармагындагы эң мыкты эмгеги үчүн сыйланган, ошондой эле физика-математика боюнча магистратура сынактарында 1-орунду алган.
Магниттик детектордун ойлоп табуусу
Искусство чебери болуу Рутерфорд болгон эмесколледжден кетти. Ал темирди магниттештирүү боюнча өз алдынча илимий ишке киришкен. Ал атайын приборду - магниттик детекторду иштеп чыкты жана жасап чыгарды, ал электромагниттик толкундарды дуйнедегу биринчи кабыл алуучулардын бири болуп калды, ошондой эле Резерфорддун улуу илимге «кируу билети». Көп өтпөй анын жашоосунда маанилүү өзгөрүү болду.
Рутерфорд Англияга кетти
Жаңы Зеландиядан келген англис таажысынын эң таланттуу жаш субъекттерине эки жылда бир стипендия берилип турган. 1851-жылдагы Бүткүл дүйнөлүк көргөзмө, бул илимди изилдөө үчүн Англияга барууга мүмкүндүк берген. 1895-жылы эки жаңы зеландиялык - физик Рутерфорд жана химик Маклаурин татыктуу деген чечим кабыл алынган. Бирок, бир гана жери бар эле, Эрнесттин үмүтү таш капты. Бактыга жараша, Маклаурин үй-бүлөлүк себептерден улам бул сапардан баш тартууга аргасыз болгон жана Рутерфорд Эрнест Англияга 1895-жылдын күзүндө келген. Бул жерде ал Кембридж университетинде иштей баштаган (Кавендиш лабораториясында) жана анын директору Дж. Томсондун биринчи докторанты (төмөндөгү сүрөттө).
Беккерел нурларын изилдөө
Томсон ошол кезде эле белгилүү окумуштуу, Лондон Королдук коомунун мүчөлөрүнүн бири болгон, бардыгы урматтаган. Ал Рутерфорддун жөндөмдүүлүгүн тез баалап, аны рентген нурларынын таасири астында газдардын иондошуу процессин изилдөө боюнча иштөөгө кызыктырат. Бирок, буга чейин 1898-жылы жайында, Эрнест изилдөөнүн башка тармагында алгачкы кадамдарын жасайт. Ал «беккерель нурларына» кызыккан. Уран тузунун эмиссиясы, ачыкФранцуз физиги Беккерель кийин радиоактивдүү деп аталып калган. Француз окумуштуусу, ошондой эле Кюрилер анын изилдөөлөрү менен активдүү алектенишкен. 1898-жылы бул ишке Рутерфорд Эрнест кошулган. Бул илимпоз бул нурларга гелий ядролорунун агымдары, оң заряддуу (альфа бөлүкчөлөрү), ошондой эле электрондордун агымдары (бета бөлүкчөлөрү) кирерин аныктаган.
Уран нурларын андан ары изилдөө
Кюрилердин эмгеги 1898-жылы 18-июлда Париждин Илимдер академиясына сунушталып, Резерфорддун чоң кызыгуусун жараткан. Анда авторлор урандан башка дагы радиоактивдүү элементтер (бул термин дал ошол кезде биринчи жолу колдонулган) бар экенин белгилешкен. Кийинчерээк Рутерфорд жарым ажыроо түшүнүгүн киргизген - бул элементтердин негизги айырмалоочу белгилеринин бири.
Эрнест 1897-жылы декабрда көргөзмөнүн стипендиясын узарткан. Окумуштуу урандын нурларын андан ары изилдөөгө мүмкүнчүлүк алды. Бирок, 1898-жылдын апрелинде Монреалда жергиликтүү МакГилл университетинин профессору бош болуп, Эрнест Канадага барууну чечкен. Шакирттиктин убактысы өтүп кетти. Рутерфорд өз алдынча иштөөгө даяр экени баарына айкын болгон.
Канадага көчүү жана жаңы жумуш
1898-жылы күзүндө Канадага көчүп барган. Адегенде Рутерфорддун окутуусу анча ийгиликтүү болгон жок: студенттерге аудиторияны толук сезүүгө үйрөнө элек жаш профессор майда-чүйдөсүнө чейин толуп кеткен лекцияларды жактырышкан жок. Резерфорд буйруган радиоактивдүү препараттардын келиши кечигип келгендиктен илимий иште да бир аз кыйынчылыктар болгон. Бирок, бардыкоройлук бат эле жайылып, Эрнест ийгиликтин жана ийгиликтин сызыгын баштады. Бирок, ийгилик жөнүндө сөз кылуу туура эмес: бардыгына анын жаңы достору жана пикирлештери тартылган талыкпаган эмгек жетишти.
Радиактивдүү өзгөрүү мыйзамынын ачылышы
Рутерфорддун айланасында чыгармачылык энтузиазм жана кумарлануу атмосферасы түзүлгөн. Иш кубанычтуу жана курч болду, ал зор ийгиликтерге алып келди. Резерфорд торийдин чыгышын 1899-жылы ачкан. 1902-1903-жылдары Содди менен бирге ал бардык радиоактивдүү трансформацияларга колдонулуучу жалпы мыйзамга келген. Бул маанилүү илимий окуя тууралуу дагы бир аз айтып өтүш керек.
Бүткүл дүйнөлүк окумуштуулар ошол кезде бир химиялык элементти экинчисине айландыруу мүмкүн эместигин бекем түшүнүшкөн, ошондуктан алхимиктердин коргошундан алтын алуу кыялдары түбөлүккө көмүлүшү керек. Анан радиоактивдүү ажыроо учурунда элементтердин өзгөрүшү гана болуп тим болбостон, аларды басаңдатууга да, токтотууга да болбойт деген эмгек пайда болду. Мындан тышкары, бул кайра түзүүлөрдүн мыйзамдары иштелип чыккан. Элементтин химиялык касиеттерин жана анын Менделеевдин мезгилдик системасындагы ордун аныктоочу ядронун заряды экенин бүгүн биз түшүнөбүз. Альфа ажыроодо пайда болгон ядронун заряды эки бирдикке азайганда, мезгилдик системада 2 клетканы «жогорулатат». Ал электрондук бета ажыроосунда бир клетканы ылдый, ал эми позитрондук ажыроодо бир клетканы өйдө жылдырат. Бул мыйзамдын ачык-айкындыгына жана жөнөкөйлүгүнө карабастан, бул ачылыш 20-кылымдын башында илимдеги эң маанилүү окуялардын бири болгон.кылым.
Мэри Джорджина Ньютонго турмушка чыгуу, кыздын төрөлүшү
Ошол эле учурда Эрнесттин жеке жашоосунда маанилүү окуя болгон. Мэри Джорджина Ньютон менен болгон мамилесинен 5 жыл өткөндөн кийин, окумуштуу Эрнест Рутерфорд ага турмушка чыккан, анын өмүр баяны ушул убакка чейин олуттуу жетишкендиктер менен белгиленген. Бул кыз бир кезде ал жашаган Крайстчерчтеги пансионаттын кожоюнунун кызы болчу. 1901-жылы 30-мартта Рутерфорддордун үй-бүлөсүндө жалгыз кыз төрөлгөн. Бул окуя физика илиминде жаңы главанын – ядролук физиканын жаралышы менен дээрлик дал келди. Ал эми 2 жылдан кийин Рутерфорд Лондон королдук коомунун мүчөсү болуп калды.
Рутерфорддун китептери, альфа бөлүкчөлөрү менен тунук фольгадагы эксперименттер
Эрнест 2 китеп жараткан, анда илимий изденүүлөрүнүн жана жетишкендиктеринин жыйынтыгын чыгарган. Биринчиси «Радиоактивдүүлүк» деген ат менен 1904-жылы жарык көргөн. «Радиоактивдуу трансформациялар» бир жылдан кийин пайда болду. Бул китептердин автору ушул мезгилде жаңы изилдөөлөрдү баштаган. Ал радиоактивдүү нурлануу атомдордон чыкканын түшүндү, бирок анын пайда болгон жери такыр белгисиз бойдон калууда. Ядронун түзүлүшүн изилдөө керек болчу. Анан Эрнест альфа бөлүкчөлөрү менен трансиллюминациялоо техникасына кайрылып, Томсон менен ишин баштаган. Тажрыйбалар бул бөлүкчөлөрдүн агымы жука фольга барактарынан кантип өтөөрүн изилдеген.
Томсондун атомдун биринчи модели
Атомдун биринчи модели электрондор терс зарядга ээ экени белгилүү болгондон кийин сунушталган. Бирок алар атомдорго кирет,жалпысынан электрдик нейтралдуу болуп саналат. Демек, анын курамында оң зарядды алып жүргөн бир нерсе болушу керек. Бул маселени чечүү үчүн Томсон төмөнкүдөй моделди сунуш кылган: атом – бул тамчы сыяктуу, оң заряддуу, радиусу сантиметрдин жүз миллиондон бир бөлүгү. Анын ичинде терс заряддуу кичинекей электрондор бар. Кулондук күчтөрдүн таасири астында алар атомдун так борборунда бир позицияны ээлешет, бирок бир нерсе аларды тең салмаксыз кылса, алар радиациянын коштоосунда термелет. Бул модель эмиссия спектрлеринин бар экенин түшүндүрдү, ал ошол кезде белгилүү болгон. Катуу заттарда атомдордун ортосундагы аралыктар болжол менен алардын өлчөмдөрү менен бирдей экени эксперименттерден белгилүү болду. Демек, альфа бөлүкчөлөрүнүн фольга аркылуу уча албасы, дарактардын дээрлик бири-бирине жакын өскөн токойдун арасынан таш уча албагандай эле көрүнүп турду. Бирок, Рутерфорд жасаган биринчи эксперименттер андай эмес экенине ынандырды. Альфа бөлүкчөлөрүнүн көбү, дээрлик майышуусуз, фольгага кирип, айрымдары гана кыйшаюуларды көрсөтүшкөн, кээде олуттуу. Эрнест Рутерфорд буга абдан кызыккан. Кызыктуу фактылар кошумча изилдөөнү талап кылды.
Резерфорд планетардык модели
Андан кийин Рутерфорддун интуициясы жана бул илимпоздун табияттын тилин түшүнүү жөндөмү кайрадан пайда болгон. Эрнест Томсондун атом моделин чечкиндүү түрдө четке какты. Рутерфорддун эксперименттери ал өзүнүн планетардык деп аталганын алдыга койгонуна алып келди. Анын айтымында, борбордоатомдун ядросу, анын кичинекей өлчөмүнө карабастан, берилген атомдун бардык массасы топтолгон ядро. Ал эми ядронун айланасында, күндүн айланасында айланган планеталар сыяктуу, электрондор кыймылдашат. Алардын массалары альфа бөлүкчөлөрүнүн массасына караганда бир кыйла аз, ошондуктан акыркылары алар электрон булуттарына киргенде иш жүзүндө четтебейт. Ал эми альфа бөлүкчөсү оң заряддуу ядрого жакын учуп келгенде гана кулондук түртүүчү күч анын кыймылынын траекториясын кескин ийите алат. Бул Рутерфорддун теориясы. Бул, албетте, сонун ачылыш болду.
Электродинамика мыйзамдары жана планетардык модель
Рутерфорддун тажрыйбасы көптөгөн окумуштууларды планетардык моделдин бар экенине ынандыруу үчүн жетиштүү болгон. Бирок, анчалык деле ачык эмес экени белгилүү болду. Резерфорддун ушул моделдин негизинде чыгарган формуласы эксперименттин жүрүшүндө алынган маалыматтарга шайкеш келген. Бирок ал электродинамика мыйзамдарын жокко чыгарды!
Негизинен Максвелл менен Фарадейдин эмгектери менен түзүлгөн бул мыйзамдар, ылдамдатылган ылдамдыкта кыймылдаган заряддын электромагниттик толкундарды таратып, андан улам энергияны жоготоорун айтышат. Резерфорддун атомунда электрон ядронун кулон талаасында тездетилген ылдамдыкта кыймылдайт жана Максвеллдин теориясы боюнча секунданын он миллиондон бир бөлүгүндө бүт энергиясын жоготуп, андан соң ядрого түшүшү керек. Бирок, мындай болгон жок. Демек, Резерфорддун формуласы Максвеллдин теориясын жокко чыгарган. Эрнест муну 1907-жылы Англияга кайтып келүүгө убакыт келгенде билген.
Манчестерге көчүп, Нобель сыйлыгын алыңыз
Эрнесттин МакГиллдеги ишиАнын абдан атактуу болушуна университет салым кошкон. Рутерфорд ар кайсы өлкөлөрдөгү илимий борборлорго чакыруулар менен күрөшө баштаган. Окумуштуу 1907-жылдын жазында Канададан кетүүнү чечип, Манчестерге, Виктория университетине келип, изилдөөсүн уланткан. Х. Гейгер менен бирге 1908-жылы альфа бөлүкчөлөр эсептегичти – альфа бөлүкчөлөрү эки эсе иондоштурулган гелий атомдору экенин аныктоодо маанилүү роль ойногон жаңы түзүлүштү жараткан. Ачылыштары чоң мааниге ээ болгон Рутерфорд Эрнест 1908-жылы Нобель сыйлыгын алган (физика боюнча эмес, химия боюнча!).
Нилс Бор менен кызматташуу
Ошол эле учурда анын акыл-эсин планетанын үлгүсү көбүрөөк ээледи. Ал эми 1912-жылдын мартында Рутерфорд Нилс Бор менен кызматташып, дос боло баштаган. Бордун эң чоң эмгеги (анын сүрөтү төмөндө келтирилген) ал планетардык моделге принципиалдуу жаңы функцияларды - квант идеясын киргизгендиги болду.
Ал бир караганда ички карама-каршылыктуу көрүнгөн "постулатты" алдыга койду. Анын айтымында, атомдун орбиталары бар. Аларды бойлоп бара жаткан электрон, ылдамданууга ээ болсо да, электродинамика мыйзамдарына карама-каршы, нурланбайт. Бул илимпоз бул орбиталарды табууга боло турган эрежеге көңүл бурган. Ал радиациялык кванттар электрон орбитадан орбитага өткөндө гана пайда болоорун аныктаган. Атомдун Резерфорд-Бор модели көптөгөн маселелерди чечти, ошондой эле жаңы идеялардын дүйнөсүнө ачылыш болуп калды. Анын ачылышы материя, анын кыймылы жөнүндөгү идеяларды түп тамырынан бери карап чыгууга алып келди.
Кийинки кеңири иш-чаралар
1919-жылыРутерфорд Кембридж университетинин профессору жана Кавендиш лабораториясынын директору болуп калды. Ондогон илимпоздор аны өзүнүн устаты, анын ичинде кийин Нобель сыйлыгын алгандар да туура деп эсептешкен. Булар Дж. Чадвик, Г. Мозели, М. Олифант, Дж. Коккрофт, О. Ган, В. Гейтлер, Ю. Б. Харитон, П. Л. Капица, Г Гамов жана башкалар Ардак жана сыйлыктардын агымы уламдан-улам кебейду. 1914-жылы Рутерфорд дворяндыкты алган. Ал 1923-жылы Британ ассоциациясынын президенти, 1925-1930-жылдары Королдук коомунун президенти болгон. Эрнест 1931-жылы барон наамын алып, лорд болот. Бирок илимий гана эмес, барган сайын чоң жүктөмгө карабастан, ал ядро менен атомдун сырларына чабуулун улантууда.
Биз сизге Рутерфорддун илимий ишмердүүлүгүнө байланыштуу бир кызыктуу фактыны сунуштайбыз. Белгилүү болгондой, Эрнест Рутерфорд кызматкерлерин тандоодо төмөнкү критерийди колдонгон: ал биринчи жолу келген адамга тапшырма берип, анан жаңы кызматкер андан ары эмне кылыш керек деп сураса, ал дароо иштен алынган.
Окумуштуу буга чейин эле эксперименттерди баштаган, ал атомдук ядролордун жасалма бөлүнүшү жана химиялык элементтердин жасалма түрдө өзгөрүшү ачылышы менен аяктаган. 1920-жылы Резерфорд дейрон менен нейтрондун бар экенин алдын ала айткан жана 1933-жылы ядролук процесстерде энергия менен массанын ортосундагы байланышты текшерүү боюнча эксперименттин демилгечиси жана катышуучусу болгон. 1932-жылы, апрелде, ал ядролук реакцияларды изилдөөдө протондук тездеткичтерди колдонуу идеясын колдогон.
Рутерфорддун өлүмү
Эрнест Рутерфорддун эмгектери жана анын окуучуларынын бир нече муунга таандык эмгектери илим менен техникага, миллиондогон адамдардын жашоосуна зор таасирин тийгизген. Улуу окумуштуу, албетте, бул таасир оң болорун ойлонбой коё алган жок. Бирок, ал илимге жана адамдарга ыйык ишенген оптимист болгон. Биз кыскача өмүр баяны баяндалган Эрнест Рутерфорд 1937-жылы 19-октябрда каза болгон. Анын сөөгү Вестминстер аббаттыгына коюлган.
