Самые значимые открытия Эрнеста Резерфорда

Самые значимые открытия Эрнеста Резерфорда

19 октября 1937 умер выдающийся физик Эрнест Резерфорд. Все опыты, поставленные ученым, носили фундаментальный характер и отличались исключительной простотой и ясностью. Мы сделали подборку самых значимых открытий Резерфорда.

Одним из первых открытий Резерфорда стали компоненты радиоактивного излучения в 1898 году. Ученый назвал их альфа- и бета-лучами. Позже он продемонстрировал природу каждого компонента (они состоят из быстродвижущихся частиц), а также показал, что существует еще и третий компонент, который назвал гамма-лучами. До него супруги Кюри и множество других ученых считали энергию внешним источником. Однако Резерфорд выяснил, что мощная энергия исходит изнутри отдельных атомов урана! Этим своим открытием он положил начало важной концепции атомной энергии.

Став профессором университета Макгилла в Монреале (Канада), Резерфорд плодотворно сотрудничает с Фредериком Содди, в то время младшим лаборантом химического факультета. Их работа дала революционные плоды. В 1903 году Резерфорд и Содди выдвинули и доказали идею о преобразовании элементов в процессе радиоактивного распада. До этого ученые полагали, что отдельные атомы неделимы и неизменяемы. Однако Резерфорд с помощником смог показать, что когда атом испускает альфа- или бета-лучи, он преобразуется в атом иного сорта. Так, в ходе множества экспериментов он трансформировал уран в свинец. Кроме того, Резерфорд измерил скорость распада и сформулировал важную концепцию «полураспада». Это вскоре привело к технике радиоактивного исчисления, которая стала одним из важнейших научных инструментов и нашла широкое применение в геологии, археологии, астрономии и во многих других областях. Именно эта ошеломляющая череда открытий принесла ученому в 1908 году Нобелевскую премию.

Следующее открытие навсегда потрясло привычное видение мира. Началось все с того, что во время опытов Резерфорд заметил, что некоторые альфа-частицы, проходя сквозь золотую фольгу, отклоняются очень сильно. Фактически некоторые вообще отлетают назад. Ученый сразу понял, что за этим кроется нечто важное и продолжил изучать атомы. Он нашел единственный путь, объясняющий результаты экспериментов: атом золота состоял почти полностью из пустого пространства, а практически вся атомная масса была сконцентрирована в центре, в маленьком «ядре» атома. Отметим, что раньше атомы золота считали твердыми, непроницаемыми как «крошечные бильярдные шары». Открытие потрясло ученых. Оно является основой всех современных теорий строения атома. Кстати, на исследованиях Резерфорда основывался Нильс Бор, описывающий атом как миниатюрную солнечную систему, управляемую квантовой механикой. Он использовал для своей модели в качестве отправной точки ядерную теорию Резерфорда.

После открытия появилась новая ветвь науки: изучение атомного ядра. Кстати, в ней ученому тоже было суждено стать первопроходцем. В 1919 году он добился успеха при трансформировании ядер азота в ядра кислорода, обстреливая первые быстродвижущимися альфа-частицами. Именно об этом достижении мечтали ученые до Резерфорда. Стало ясно, что ядерные трансформации могут быть источником энергии Солнца. А трансформация атомных ядер является ключевым процессом в атомном оружии и на атомных электростанциях.