Ko Rutherford atrada daļiņas? Rutherfordas pieredzes pieredze un shēma

Ernest Rutherford ir izcils zinātnieks, kurš izdarījisvairāki patiesi lieli atklājumi ķīmijā un fizikā. Kādu progresu fizika ir novedusi jaunā attīstības ceļā? Ko Rutherford atrada daļiņas? Sīkāka informācija par pētnieka biogrāfiju un zinātnisko darbību atrodama rakstā.

Dzīves ceļa sākums

Rutherfordas biogrāfija sākas ar mazuSpring Grove pilsēta Jaunzēlandē. Tur 1871. gadā kāda imigrantu ģimene piedzima nākamo fiziku un zinātnieku. Viņa tēvs, skotsmens pēc piedzimšanas, bija kokapstrādes meistars, un tam bija savs uzņēmums. No tā Rutherford ieguvis noderīgas dizaina iemaņas turpmākajam darbam.

Pirmie panākumi jau ir skolā, kurlielisku pētījumu viņš saņēma stipendiju koledžā. Pirmkārt, Ernest Rutherford studē Nelsona koledžā, pēc tam dodas uz Kenterberi. Ņemot brīnišķīgu atmiņu un izcilas zināšanas, viņš ievērojami atšķiras no citiem studentiem.

Rutherford saņem balvu matemātikā, rakstapirmais zinātniskais darbs fizikā "Dzelzs magnētika augstfrekvences izlādē." Saistībā ar darbu viņš izgudro vienu no saviem pirmajiem instrumentiem magnētisko viļņu atpazīšanai.

1895. gadā fiziķis Rutherfords strādā ar ķīmiķiMaklorenom par Pasaules izstādes nosaukuma stipendiju. Līdz ar to sacensību dalībnieks atsakās piešķirt balvu, un Rutherford tiek dota laimīga iespēja iekarot zinātnisko pasauli. Viņš dodas uz Angliju Cavendish laboratorijā un kļūst par zinātņu doktori Džozefa Tomsona vadībā.

Zinātniskie darbi un sasniegumi

Ierodoties Anglijā, studentam gandrīz nav pietiekami daudzstipendijas. Viņš sāk strādāt par pasniedzēju. Rutherforda zinātniskais vadītājs nekavējoties atzīmēja savu milzīgo potenciālu, un tas nav kļūdains. Thomson aicināja jauno fiziķi pētīt gāzes jonizāciju ar rentgena stariem. Kopā zinātnieki atklāja, ka rodas pašreizējās piesātinājuma parādība.

Pēc veiksmīga darba ar Thomson viņš padziļināspētot Becquerel starus, kurus Maria Sklodowska-Curie vēlāk sauksies par radioaktīvo vielu. Šajā laikā viņš veic savu pirmo svarīgo atklājumu, atklājot daļiņu nezināmību pirms tam, pētot urāna un torija īpašības.

Vēlāk viņš kļuva par universitātes profesoruMonreāla. Kopā ar Frederiku Soddi zinātnieks izvirza ideju pārveidot elementus sabrukšanas procesā. Tajā pašā laikā Rutherfords uzrakstīja zinātniskos darbus "Radioaktivitāte" un "Radioaktīvās transformācijas", kas viņam rada slavu. Viņš kļūst par Royal Society biedru, tam piešķirts cēls tituls.

Izpētei par radioaktīvo elementu sabrukšanu1908. gadā Ernestu Rutherfordu saņēma Nobela prēmija. Zinātniskā atklāja emanācija Torija mākslīgās elementu transmutāciju apstarojot slāpekli kodolu rakstveida trīs sējumos darbus. Viens no viņa svarīgākajiem sasniegumiem ir atomu kodola modeļa izveide.

Ko Rutherford atrada daļiņas?

Pētījumā par radioaktīvo starojumu Rutherford bijane pirmais. Pirms viņas šo teritoriju aktīvi apgūst fiziķis Bekerels un Curie pāris. Radioaktivitātes parādība tika atklāta tikai nesen, un enerģētika tika uzskatīta par ārēju avotu. Rutherforda rūpīgi pētot urāna sāļus un to īpašības, novērots, ka Becquerel atklātie stari ir neviendabīgi.

Rutherforda eksperiments ar foliju parādīja toRadioaktīvais stars ir sadalīts vairākās daļiņu plūsmas. Viena alumīnija folijas plūsma spēj absorbēt, otrs var iet cauri tai. Katrs no tiem ir nelielu elementu kopums, ko zinātnieks sauc par alfa un beta daļiņām vai stariem. Divus gadus vēlāk franču Vilars atvēra trešo staru tipu, kuru, kā to sauca Ruterfords, sauca par gamma stariem.

Kādas atklājās Rutherfordas daļiņas bijamilzīga ietekme uz kodolfizikas attīstību. Tika panākts izrāviens, un tika pierādīts, ka enerģija nāk no pašu urāna atomu. Alfa daļiņas definēja kā pozitīvi uzlādētu heliomu atomus, beta daļiņas bija elektroni. Vēlāk atklātie gamma daļiņas ir elektromagnētiskais starojums.

Radioaktīvo sabrukumu

Rutherforda atklāšana deva impulsu ne tikaifiziskā zinātne, bet arī pats. Viņš turpina pētīt radioaktivitāti Monreālas universitātē Kanādā. Kopā ar ķīmiķeti Soddy viņi veic virkni eksperimentu, ar kuriem viņi atzīmē, ka atoms mainās tā daļiņu emisijas laikā.

Tāpat kā viduslaiku alķīmiķi, zinātniekipārvērš urānu par svinu, padarot vēl vienu zinātnisku izrāvienu. Tādējādi tika atklāts radioaktīvais sabrukums. Likums, saskaņā ar kuru notiek sabrukšana, Rutherford un Soddy aprakstīts darbos "Radioaktīvā transformācija" un "Radiācijas un torija radioaktivitātes salīdzinošais pētījums".

Pētnieki definē atkarībusabrukšanas intensitāte no radioaktīvo atomu skaita paraugā, kā arī no pagātnes laika. Tika atzīmēts, ka ar laika gaitā samazināšanās aktivitāte samazinās ģeometriskā progresijā. Katrai vielai nepieciešams laiks. Ņemot vērā lūzuma ātrumu, Rutherfordam izdevās formulēt pussadalīšanās principu.

Atomu planētu modelis

XX gs. Sākumā daudzieksperimenti par atomu raksturu un radioaktivitāti. Rutherford un Villar atver alfa, beta un gamma starus, un Džozefs Thomsons savukārt atver elektronu. Viņš mēra elektronu uzlādes masas attiecību un pārbauda, ​​vai daļiņa ir daļa no atoma.

Pamatojoties uz viņa atklājumiem, Thomson rada modeliatoms. Zinātnieks uzskata, ka tai ir sfēriska forma, uz visas virsmas sadalot pozitīvi lādētas daļiņas. Bumbas iekšpusē ir negatīvi lādēti elektroni.

Dažus gadus vēlāk Rutherford noraidīja teorijuviņa skolotājs. Viņš apgalvo, ka atoms ir kodols, kas ir pozitīvi uzlādēts. Un ap viņu, tāpat kā planētas ap sauli, elektroni spin ar Coulomb spēku ietekmi.

Rutherforda eksperimenta shēma

Rutherfords bija izcils eksperiments. Tāpēc, apšaubot Thomson modeli, viņš nolēma to atspēkot ar pieredzi. Tomsona atoms izskatās kā sfērisks elektronu mākonis. Tad alfa daļiņām jābūt brīvām caur foliju.

Par eksperimentu Rutherford izstrādāja ierīciVadošā kaste ar nelielu caurumu, kurā bija radioaktīvs materiāls. Box absorbē alfa daļiņas visos virzienos, izņemot gadījumus, kad caurums ir. Tādējādi radīta virziena daļiņu plūsmu. Pirms bija vairāki svina ekrāniem ar atverēm, lai izsijāt daļiņas, kas atšķiras no iepriekš kursu.

Pilnībā novirzīts alfa staru izstarojumsvisi šķēršļi tika novirzīti uz ļoti plānu zelta folijas loksni. Aiz viņas bija fluorescējošs ekrāns. Katrs daļiņu kontakts ar to tika reģistrēts kā zibspuldze. Tātad bija iespējams novērtēt daļiņu novirzi pēc ietves pa foliju.

Pārsteidzoši pats Rutherfords, daudzas daļiņasnovirzījies lielos leņķos, daži pat pie 180 grādiem. Tas ļāva zinātniekam pieņemt, ka lielākā daļa atoma ir tā blīvā viela, ko vēlāk sauc par kodolu.

Rutherfordas pieredzes shēma:

Modelis kritika

Rutherford kodolmodelis tika vispirms pakļautskritika, jo tas bija pretrunā ar klasiskās elektrodinamikas likumiem. Rotējošas, elektroniem ir jāzaudē enerģija un izstaro elektromagnētiskos viļņus, bet tas nenotiek, kas nozīmē, ka viņi atpūšas. Šajā gadījumā elektroniem vajadzētu nokrist uz kodola, nevis vērpjot ap to.

Lai risinātu šo parādību, samazinājās Nils Bohr. Viņš konstatē, ka katram elektronam ir sava orbītā. Kamēr uz tā ir elektrons, tas neizdala enerģiju, bet tam ir paātrinājums. Zinātnieks iepazīstina ar kvantu jēdzienu - enerģijas daļas, kas atbrīvojas, kad elektroni pāriet uz citiem orbīta veidiem.

Tādējādi Niels Bohr kļuva par vienu nojaunas zinātnes nozares dibinātāji - kvantu fizika. Rutherforda modeļa pareizība ir pierādīta. Tā rezultātā jautājuma un tā kustības jēdziens ir pilnīgi mainījies. Un šo modeli dažreiz sauc par Bohra-Rutherforda atomu.

Interesanti fakti par zinātnieku

Nobela prēmija Ernest Rutherford saņēma agrāk, nekā izdarīja vissvarīgāko viņa dzīves sasniegumu - atklāja atomu kodolu un uzstādīja planētas modeli atomu.

Rutherforda izcilais atklājums noveda pie jauna nozares rašanās, kurā tiek pētīta atomu kodola struktūra. To sauca par kodolmateriālu vai kodolmateriālu fiziku.

Fizikam bija ne tikai pētījumi, bet arītalanta mācīšana. Divpadsmit viņa skolēni bija Nobela prēmijas laureāti fizikas un ķīmijas jomā. Starp tiem ir Frederiks Sodijs, Henrijs Moselejs, Otto Gans un citas slavenas personības.

Zinātniekam bieži vien tiek piedēvēts slāpekļa atklāšanair kļūdains. Galu galā tas ir vēl viens slavens Rutherfords. Gāzi atklāja botanists un ķīmiķis Daniels Ruterfords, kurš dzīvoja gadsimtu pirms izcilā fizika.

Secinājums

Britu zinātnieks Ernest Rutherford kļuva slavensstarp kolēģiem, kuri cenšas panākt eksperimentus. Visā savas dzīves laikā zinātnieks ir veicis daudzus eksperimentus, ar kuriem viņam izdevās atvērt alfa un beta daļiņas, formulēja likumu, kas saistīts ar sabrukšanu un pussabrukšanas periodu, izstrādātu atomu planētu modeli. Pirms tiek uzskatīts, ka enerģija ir ārējs avots. Bet pēc zinātniskās pasaules iemācījušies, ko daļiņas Rutherford bija atklāt, fiziķi mainīja viņu prātus. Zinātnieka sasniegumi palīdzēja radīt ievērojamus panākumus fizikas un ķīmijas attīstībā, kā arī veicināja tādas nozares kā kodolfizikas rašanos.