Koje su čestice otkrile Rutherford? Iskustvo i shema Rutherfordovog iskustva
Ernest Rutherford je briljantan znanstvenik koji je počinionekoliko uistinu velikih otkrića u kemiji i fizici. Kakav je napredak doveo do fizike na novi način razvoja? Koje su čestice otkrile Rutherford? Pojedinosti o biografiji i znanstvenim aktivnostima istraživača naći ćete u članku.
Početak životnog puta
Životopis Rutherforda započinje s malimgrad Spring Grove na Novom Zelandu. Tu je 1871. godine rođen fizičar i znanstvenik u obitelj imigranata. Njegov otac, rođak iz Škotske, bio je gospodar drveta i imao je svoje poduzeće. Od toga, Rutherford je stekao korisne vještine dizajna za naknadni rad.
Prvi uspjesi već su u školi, gdje jeizvrsno je studirao stipendiju za koledž. Prvo, Ernest Rutherford studira na Nelsonskom fakultetu, a potom odlazi u Canterbury. Imajući prekrasnu sjećanju i sjajno znanje, on je zamjetno drukčiji od ostalih učenika.
Rutherford dobiva nagradu u matematici, pišeprvi znanstveni rad na fizici "Magnetizacija željeza u visokofrekventnim ispuštanjima". U vezi s radom, inventa jedan od njegovih prvih instrumenata za prepoznavanje magnetskih valova.
Godine 1895. fizičar Rutherford raspravlja s kemoterapeutomMaklorenom za posjedovanje stipendije naziva Svjetske izložbe. Slučajno, suparnik odbije nagradu, a Rutherfordu dobiva sreću priliku da osvoji znanstveni svijet. Odlazi u Englesku u Laboratorij Cavendish i postaje doktor znanosti pod vodstvom Josepha Thomsona.
Znanstvena djela i postignuća
Dolazeći u Englesku, učenik jedva ima dovoljnostipendije. Počinje raditi kao učitelj. Znanstveni vođa Rutherforda odmah je zabilježio svoj ogroman potencijal i nije bio u zabludi. Thomson je pozvao mladog fizičara da proučava ionizaciju plina pomoću X-zraka. Zajedno, znanstvenici su otkrili da se pojavljuje pojava trenutne zasićenosti.
Nakon uspješnog rada s Thomsonom, on se produbljujeu proučavanju Becquerelova zračenja, koje će kasnije Maria Sklodovskaya-Curie nazvati radioaktivnim. U ovom trenutku, on čini svoje prvo otkriće, otkrivajući postojanje prethodno nepoznatih čestica, proučava svojstva urana i torija.
Kasnije postaje sveučilišni profesor u ZagrebuMontreal. Zajedno s Frederickom Soddyjem, znanstvenik postavlja ideju pretvaranja elemenata u proces raspada. Istovremeno, Rutherford piše znanstvene radove Radioaktivnost i radioaktivne transformacije, koje mu donose slavu. Postaje članom Kraljevske zajednice, dodjeljujući naslov plemstva.
Za studije propadanja radioaktivnih elemenata uGodine 1908. Ernest Rutherford dobio je Nobelovu nagradu. Znanstvenik je otkrio emanciju torija, umjetnu transmutaciju elemenata tijekom ozračivanja dušikovih jezgri, napisao tri sveska djela. Jedno od njegovih najvažnijih postignuća je stvaranje modela atomske jezgre.
Koje su čestice otkrile Rutherford?
U istraživanju radioaktivnog zračenja, Rutherford je bioa ne prvi. Prije njega područje fizike Becquerel i par Curie aktivno je savladalo ovo područje. Fenomen radioaktivnosti otkriven je tek nedavno, a energija se smatrala vanjskim izvorom. Pažljivo proučavajući soli urana i njihova svojstva, Rutherford je primijetio da su zrake koje je otkrio Becquerel heterogene.
Rutherfordov eksperiment s folijom to je pokazaoradioaktivna zraka je podijeljena na nekoliko tokova čestica. Jedan tok aluminijske folije može apsorbirati, a drugi može proći kroz njega. Svaki od njih je niz malih elemenata, zvanih znanstvenika alfa i beta čestica ili zraka. Dvije godine kasnije, francuski Villars je otkrio treću vrstu zraka, koji su, slijedeći primjer Rutherforda, zvali gama zrake.
Koje su čestice otkrile Rutherfordogroman utjecaj na razvoj nuklearne fizike. Proboj je napravljen i dokazano je da energija dolazi od atoma urana. Alfa čestice su definirane kao pozitivno nabijene helijeve atome, beta čestice su elektroni. Kasnije otkrivene gama čestice su elektromagnetsko zračenje.
Radioaktivni raspad
Otvaranje Rutherforda nije samo dala poticajfizikalne znanosti, ali i samome sebi. Studira radioaktivnost na Sveučilištu u Montrealu u Kanadi. Zajedno s kemičarom Soddyom, provode niz eksperimenata, uz pomoć kojih bilježe da se atom promijeni tijekom emisije čestica.
Poput srednjovjekovnih alkemičara, znanstvenikapretvoriti uranij u olovo, stvarajući još jedan znanstveni proboj. Tako je otkriveno radioaktivno raspadanje. Zakon, prema kojemu se raspada, Rutherfor i Soddy opisani su u radovima "Radioaktivna transformacija" i "Komparativna studija radioaktivnosti radija i torija".
Istraživači definiraju ovisnostintenzitet propadanja od broja radioaktivnih atoma u uzorku, kao i od proteklog vremena. Uočeno je da se tijekom vremena eksponencijalno smanjuje aktivnost propadanja. Za svaku tvar traje vrijeme. Na temelju brzine propadanja, Rutherford je mogao formulirati poluživot.
Planetarni model atoma
Početkom XX. Stoljeća, mnogieksperimenti o prirodi atoma i radioaktivnosti. Rutherford i Villars otkrivaju alfa, beta i gama zrake, a Joseph Thomson, zauzvrat, otvara elektron. Mjeri omjer napunjenosti elektronske mase i osigurava da je čestica dio atoma.
Na temelju njegovog otkrića, Thomson stvara modelatom. Znanstvenik vjeruje da ovaj potonji ima kuglasti oblik, preko čija je površina raspodijeljena pozitivno nabijena čestica. Unutar kugle su negativno napunjeni elektroni.
Nekoliko godina kasnije, Rutherford odbacuje teorijuvaš učitelj. On tvrdi da atom ima jezgru koja je pozitivno nabijena. I oko njega, poput planeta oko sunca, elektroni se okreću pod djelovanjem Coulombovih snaga.
Rutherford Experiment Scheme
Rutherford je bio izvanredan eksperimentator. Stoga je, sumnjajući u model Thomsona, odlučio pobijati ga iskustvom. Thomson atom bi trebao izgledati poput sfernog oblaka elektrona. Onda alfa čestice moraju slobodno proći kroz foliju.
Za eksperiment, Rutherford je dizajnirao uređajiz kutije s malom rupom u kojoj je radioaktivni materijal. Kutija apsorbira alfa čestice u svim smjerovima, osim gdje je bila rupa. Tako je stvoren usmjereni tok čestica. Ispred njih je bilo nekoliko vodilica s utorima kako bi se uklonile čestice koje odstupaju od željenog kolegija.
Jasno usmjerena alfa zraka prolazi krozsve prepreke, na čelu za vrlo tanki list zlatne folije. Iza nje je bio fluorescentni ekran. Svaki kontakt čestica s njim zabilježen je u obliku bljeska. Tako je moguće procijeniti odstupanje čestica nakon prolaska kroz foliju.
Iznenađujuće samome Rutherfordu, mnoge česticeodstupali su od visokih kutova, neki čak i 180 stupnjeva. To je omogućilo znanstveniku da pretpostavlja da je najveći dio atoma u njemu gusta supstanca, koja je kasnije nazvana jezgrom.
Grafikon iskustava Rutherforda:
Kritika modela
Rutherfordov nuklearni model prvi put je podvrgnutkritizirali, jer je bio suprotan zakonima klasične elektrodinamike. Rotirajući elektroni moraju izgubiti energiju i emitirati elektromagnetne valove, ali to se ne događa, što znači da su u mirovanju. U ovom slučaju, elektroni trebaju pasti na jezgru, a ne okretati se oko nje.
Suočiti se s tim fenomenom pao je Niels Bohr. On utvrđuje da svaki elektron ima svoju orbitu. Dok je elektron na njemu, ne zrači energijom, ali ima ubrzanje. Znanstvenik uvodi koncept kvantiteta energije, koji se oslobađa kada se elektroni prenose na druge orbite.
Tako je Niels Bohr postao jedan od njihosnivači nove grane znanosti - kvantna fizika. Ispituje se ispravnost modela Rutherforda. Kao rezultat toga, koncept materije i njegovo kretanje potpuno su promijenjeni. A model se ponekad naziva atomom Bohr-Rutherford.
Zanimljive činjenice o znanstveniku
Ernest Rutherford primio je Nobelovu nagradu prije nego što je napravio najvažnije postignuće u svom životu - otkrio atomsku jezgru i utvrdio planetarni model atoma.
Značajno otkriće Rutherforda dovelo je do pojave nove grane koja proučava strukturu atomske jezgre. Zove se nuklearna ili nuklearna fizika.
Fizičar nije imao samo istraživanje, već i toučitelj talenta. Dvanaest njegovih studenata bili su nobelovci u fizici i kemiji. Među njima su Frederick Soddy, Henry Mosley, Otto Gan i druge poznate ličnosti.
Znanstvenici se često pripisuju otkrivanju dušika, kojije pogrešan. Uostalom, ovo je potpuno drugačiji Rutherford. Plin je otkrio botaničar i kemičar Daniel Rutherford, koji je živio stoljeće prije nego što je bio izvanredan fizičar.
zaključak
Britanski znanstvenik Ernest Rutherford postao je poznatmeđu kolegama da eksperimentiraju. Tijekom cijelog svog života, znanstvenik je proveo mnoge eksperimente, zahvaljujući kojima je uspio otkriti alfa i beta čestice, formulirati zakon propadanja i poluživota, razviti planetarni model atoma. Prije njega, vjerovalo se da je energija vanjski izvor. Ali nakon što je znanstveni svijet znao što su otkrili Rutherford, fizičari su se promijenili. Dostignuća znanstvenika pomogla su u velikoj napretku u razvoju fizike i kemije, a također su doprinijeli nastanku takve industrije kao i nuklearna fizika.
