Резерфорд

Эрнест Резерфорд

Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года вблизи города Нелсон (Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотландии. Эрнест был четвертым из двенадцати детей. Мать его работала сельской учительницей. Отец будущего ученого организовал деревообрабатывающее предприятие. Под руководством отца мальчик получил хорошую подготовку для работы в мастерской, что впоследствии помогло ему при конструировании и постройке научной аппаратуры.

Окончив школу в Хавелоке, где в это время жила семья, он получил стипендию для продолжения образования в колледже провинции Нельсон, куда поступил в 1887 году. Через два года Эрнест сдал экзамен в Кентерберийский колледж — филиал Новозеландского университета в Крайчестере. В колледже на Резерфорда оказали большое влияние его учителя: преподававший физику и химию Э.У. Бикертон и математик Дж. Х. Х. Кук. После того как в 1892 году Резерфорду была присуждена степень бакалавра гуманитарных наук, он остался в Кентербери-колледже и продолжил свои занятия благодаря полученной стипендии по математике. На следующий год он стал магистром гуманитарных наук, лучше всех сдав экзамены по математике и физике. Его магистерская работа касалась обнаружения высокочастотных радиоволн, существование которых было доказано около десяти лет назад. Для того чтобы изучить это явление, он сконструировал беспроволочный радиоприемник (за несколько лет до того, как это сделал Маркони) и с его помощью получал сигналы, передаваемые коллегами с расстояния полумили.

В 1894 году в «Известиях философского института Новой Зеландии» появилась  его первая печатная работа «Намагничение железа высокочастотными разрядами». В 1895 году оказалась вакантной стипендия для получения научного образования, первый кандидат на эту стипендию отказался по семейным обстоятельствам, вторым кандидатом был Резерфорд. Приехав в Англию, Резерфорд получил приглашение Дж. Дж. Томсона работать в Кембридже в лаборатории Кавендиша. Так начался научный путь Резерфорда.

На Томсона произвело  глубокое впечатление проведенное  Резерфордом исследование радиоволн, и он в 1896 году предложил совместно  изучать воздействие рентгеновских  лучей на электрические разряды  в газах. В том же году появляется совместная работа Томсона и Резерфорда «О прохождении электричества через  газы, подвергнутые действию лучей  Рентгена». В следующем году выходит  в свет заключительная статья Резерфорда «Магнитный детектор электрических  волн и некоторые его применения». После этого он полностью сосредоточивает  свои силы на исследовании газового разряда. В 1897 году появляется и его новая  работа «Об электризации газов, подверженных действию рентгеновских лучей, и  о поглощении рентгеновского излучения  газами и парами».

Их сотрудничество увенчалось весомыми результатами, включая открытие Томсоном электрона — атомной  частицы, несущей отрицательный  электрический заряд. Опираясь на свои исследования, Томсон и Резерфорд  выдвинули предположение, что, когда  рентгеновские лучи проходят через  газ, они разрушают атомы этого  газа, высвобождая одинаковое число  положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти частицы они назвали  ионами. После этой работы Резерфорд  занялся изучением атомной структуры.

В 1898 году Резерфорд принял место профессора Макгиллского университета в Монреале, где начал серию важных экспериментов, касающихся радиоактивного излучения элемента урана. Резерфорда при проведении его весьма трудоемких экспериментов довольно часто одолевало удрученное настроение. Ведь при всех усилиях он не получал достаточных средств для постройки необходимых приборов. Много необходимой для опытов аппаратуры Резерфорд построил собственными руками. Он работал в Монреале довольно долго — семь лет. Исключение составил 1900 год, когда во время краткой поездки в Новую Зеландию, Резерфорд женился на Мэри Ньютон. Позднее у них родилась дочь.

В Канаде он сделал фундаментальные  открытия: им была открыта эманация тория и разгадана природа  так называемой «индуцированной  радиоактивности»; совместно с Содди  он открыл радиоактивный распад и  его закон. Здесь им была написана книга «Радиоактивность».

В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за  проведенные им исследования в области  распада элементов в химии  радиоактивных веществ

После получения Нобелевской  премии Резерфорд занялся изучением  явления, которое наблюдалось при  бомбардировке пластинки тонкой золотой фольги альфа-частицами, излучаемыми  таким радиоактивным элементом, как уранРазмышляя над этим явлением, Резерфорд в 1911 году предложил новую модель атома. Согласно его теории, которая сегодня стала общепринятой, положительно заряженные частицы сосредоточены в тяжелом центре атома, а отрицательно заряженные (электроны) находятся на орбите ядра, на довольно большом расстоянии от него. Эта модель, подобна крошечной модели Солнечной системы, подразумевает, что атомы состоят главным образом из пустого пространства.

Плодотворная работа резерфордовской группы в Манчестере была прервана Первой мировой войной

После войны он вернулся в  манчестерскую лабораторию и  в 1919 году сделал еще одно фундаментальное  открытие. Резерфорду удалось провести искусственным путем первую реакцию  превращения атомов. Бомбардируя  атомы азота к-частицами, Резерфорд открыл, что при этом образуются атомы кислорода. В 1919 году Резерфорд перешел в Кембриджский университет, став преемником Томсона в качестве профессора экспериментальной физики и директора Кавендишской лаборатории, а в 1921-ом занял должность профессора естественных наук в Королевском институте в Лондоне. В 1925 году ученый был награжден британским орденом «За заслуги». В 1930 году Резерфорд был назначен председателем правительственного консультативного совета Управления научных и промышленных исследований. В 1931 году он получил звание лорда и стал членом палаты лордов английского парламента.

Находясь на вершине своей  карьеры, ученый привлекал к работе в своей лаборатории в Кембридже  много талантливых молодых физиков, в том числе П.М. Блэкетта, Джона Кокрофта, Джеймса Чедвика и Эрнеста Уолтона. Побывал в этой лаборатории и советский ученый Капица.

Ученики и коллеги вспоминали об ученом как о милом, добром человеке. Они восхищались его необычайным  творческим способом мышления, вспоминали, как он с удовольствием говорил  перед началом каждого нового исследования: «Надеюсь, что это  важная тема, поскольку существует еще так много вещей, которых  мы не знаем».

Обеспокоенный политикой, проводимой нацистским правительством Адольфа  Гитлера, Резерфорд в 1933 году стал президентом  Академического совета помощи, который  был создан для оказания содействия тем, кто бежал из Германии.

Почти до конца жизни он отличался крепким здоровьем  и умер в Кембридже 20 октября 1937 года после непродолжительной болезни. В признание выдающихся заслуг в  развитии науки ученый был похоронен  в Вестминстерском аббатстве.