すべての科学は物理学かスタンプ収集のいずれかである。
Ernest Rutherfordはニュージーランド生まれのイギリス人物理学者で、核物理学の父として知られるようになりました。Encyclopædia Britannicaは彼をMichael Faraday以来の最大の実験者と考えています。
初期の研究では、Rutherfordは放射性半減期の概念、放射性元素ラドン、およびアルファ線とベータ線の区別と命名を発見しました。この仕事はカナダのケベック州モントリオールのMcGill Universityで行われました。これは1908年に彼が「元素の分解および放射性物質の化学についての研究」で受賞したノーベル化学賞の基礎であり、カナダとオセアニアで最初のノーベル賞受賞者でした。
Rutherfordは1907年に今日のUniversity of ManchesterであるVictoria University of Manchesterに移り、ここでThomas Roydsとともにアルファ線がヘリウム原子核であることを証明しました。Rutherfordはノーベル賞受賞者になった後、最も有名な仕事を行いました。1911年、彼は正か負かを証明することはできませんでしたが、原子が非常に小さい原子核に電荷が集中していると理論化し、Hans Geiger およびErnest Marsdenの金箔実験によるRutherford散乱の発見と解釈を通じて、原子のRutherfordモデルを開拓しました。彼は1917年に窒素原子核をアルファ粒子で爆撃する実験で最初の人工的に誘発された核反応を行いました。その結果、彼は亜原子粒子の放出を発見しました。1919年に彼は「水素原子」と呼びましたが、1920年により正確に陽子と名付けました。
Rutherfordは1919年にCambridge大学のCavendish Laboratoryの所長になりました。彼の指導下で1932年にJames Chadwickによって中性子が発見され、同じ年に完全に制御された方法で核分裂の最初の実験が彼の指導下で働く学生John CockinoftとErnest Waltonによって実行されました。1937年の彼の死後、彼はSir Isaac Newtonの近くのWestminster Abbeyに埋葬されました。化学元素rutherfordium元素104は1997年に彼にちなんで名付けられました。
伝記
初期の生活と教育
Ernest RutherfordはイングランドのEssexのHornchurchからもともと出身した農夫James Rutherfordと彼の妻Martha Thompsonの息子でした。JamesはスコットランドのPerthからニュージーランドに移民し、「少しの亜麻と多くの子供を育てるために」来ました。Ernestはニュージーランドのネルソン近くのBrightwaterで生まれました。彼の最初の名前は彼の出生が登録されたときに誤ってEarnestと綴られました。RutherfordのみMarta Thompsonは学校の先生でした。
彼はHavelock SchoolとそれからNelson Collegeで学び、ニュージーランド大学のCanterbury Collegeで学ぶための奨学金を獲得しました。そこで彼は討論会に参加し、ラグビーをしました。BA、MA、BScを取得し、新しい形のラジオ受信機を発明した2年間の研究を行った後、1895年にRutherfordは1851年の王立委員会からの1851年研究フェローシップを授与され、Cambridge大学のCavendish Laboratoryでの大学院研究のためにイギリスに旅行しました。彼はJ. J. Thomsonの指導下で大学で研究することが許可されたCambridge学位を持たない「外国人」の最初の1人でした。これはCavendish fraternityのより保守的なメンバーから嫉妬を引き起こしました。Thomsonの励ましで、彼は半マイルでラジオ波を検出することができ、電磁波が検出できる距離の世界記録を短期間保有しました。ただし、1896年のBritish Association会議で彼が彼の結果を提示したとき、彼はまた講義していたGuglielmo Marconiによって打ち負かされたことを発見しました。
1898年にThomsonはRutherfordをカナダのモントリオールのMcGill Universityでの職に推奨しました。彼はCambridgeに来ていた物理学のMacdonald教授の椅子を保有していたHugh Longbourne Callendar を交代することになっていました。Rutherfordは受け入れられました。これは1900年に彼がニュージーランドを離れる前に婚約していたMary Georgina Newton 1876–1954と結婚することができたことを意味しました。彼らはChristchurchのSt Paul's Anglican Church、Papanuiで結婚しました。彼らは1人の娘、Eileen Mary 1901–1930を持ち、物理学者Ralph Fowlerと結婚しました。1901年にRutherfordはニュージーランド大学からDScを取得しました。1907年に、彼はVictoria University of Manchesterの物理学教授の椅子を取るためにBritainに戻りました。
後年と栄誉
Rutherfordは1914年にナイトの称号を受けました。第一次世界大戦中、彼はソナーによる潜水艦検出の実際的な問題を解決するための極秘プロジェクトで働きました。1916年にはHector Memorial Medalを受賞しました。1919年にJ. J. Thomsonとしてのカナダの後任者としてCavendishに戻り、Director。彼の下で、1932年に中性子を発見したJames Chadwick、粒子加速器を使用して原子を分割することとして知られる実験を行ったJohn CockinoftとErnest Walton、および電離層の存在を実証したEdward Appletonにノーベル賞が授与されました。1925年にRutherfordはニュージーランド政府に教育と研究をサポートするよう呼び掛けを推し進め、翌年にDSIR科学産業研究部門の形成につながりました。1925年から1930年の間に、彼は王立協会の会長を務め、後にドイツからほぼ1,000人の大学難民を支援した学術援助評議会の会長を務めました。1925年の正月の栄誉で功績勲章に任命され、1931年にノーベル賞の男爵Rutherfordとして貴族に昇格しました。キャンブリッジ郡のCambridge。1937年の彼の予期しない死。1933年にRutherfordはニュージーランド王立協会によって傑出した科学研究の賞として確立されたT. K. Sidey Medal の2人の就任受取人の1人でした。
死ぬまでしばらくの間、Rutherfordは小さなヘルニアを持っていました。彼はそれを固定してもらうのを怠っていました。そして、それは絞扼され、彼を暴力的に病気にさせました。ロンドンでの緊急手術にもかかわらず、彼は医師が「腸の麻痺」と呼んだものの4日後にCambridgeで死亡しました。Golders Green Crematoriumでの火葬の後、彼はWestminster Abbey、Isaac NewtonおよびBritain の他の著名な科学者の近くに埋葬されるという高い栄誉が与えられました。
科学研究
Cambridgeで、Rutherfordはガスに対するX線の導電効果についてJ. J. Thomsonと協力を開始しました。この仕事はThomsonが1897年に世界に提示した電子の発見につながりました。Becquerelのウランに関する経験を聞いて、Rutherfordはその放射能を探索し始め、X線の貫通力とは異なる2つのタイプを発見しました。カナダでの研究を継続して、彼は1899年にアルファ線とベータ線という用語を造成して、2つの異なる放射線タイプを説明しました。その後、彼はトリウムがガスを放出し、それ自体が放射性である放出を生成し、他の物質をコートすることを発見しました。彼は、任意のサイズのこの放射性物質のサンプルが必ずサンプルの半分が崩壊する同じ量の時間を取ることを発見しました。その「半減期」この場合11½分。
1900年から1903年の間に、彼はMcGillで若い化学者Frederick Soddy ノーベル化学賞、1921年に参加しました。彼はトリウム放出を識別する問題を設定しました。彼が通常のすべての化学反応を排除した後、Soddyはそれが彼らがthoron と名付けた不活性ガスの1つでなければならないと提案しました。後にラドンの同位体であることが判明しました。彼らはまたThorium Xと呼ぶトリウムの別のタイプを見つけ、ヘリウムの痕跡を見つけ続けました。彼らはまたWilliam Crookesからの「Uranium X」のサンプルとMarie Curieからのラジウムで働きました。
1903年に、彼らは彼らの「放射性変化の法則」を発表して、彼らのすべての実験を説明しました。それまで、原子はすべての物質の破壊不可能な基礎であると想定されていました。CurieはMary Curieが放射能は原子現象であることを示唆していましたが、放射性物質の原子が分裂するという考えは根本的に新しいアイデアでした。RutherfordとSoddyは、放射能が原子の自発的な分裂を他の未確認の物質に関与させることを実証しました。ノーベル化学賞1908年は「元素の分解および放射性物質の化学についての研究」についてErnest Rutherfordに授与されました。
1903年にRutherfordは、フランスの化学者Paul Villardが1900年に発見したが名前が付けられていない放射線の種類をラジウムからの放出と見なし、この観察が彼自身のアルファ線とベータ線とは異なるもので、その非常に大きな貫通力のために表すに違いないことに気づきました。Rutherfordはこの第3の放射線タイプに、ガンマ線という名前を与えました。Rutherfordの3つの用語すべてが今日標準的に使用されています。放射性崩壊の他のタイプは発見されていますが、Rutherfordの3つのタイプが最も一般的です。
1904年にRutherfordは、放射能が地球上の遅い生物学的進化に必要な多くの百万年のために太陽の存在を説明するのに十分なエネルギーの源を提供すると示唆しました。Charles Darwinなどの生物学者によって提案されました。物理学者Lord Kelvinは以前に地球の若い年齢論を主張していました。William Thomson、第1男爵Kelvinの年齢も参照してください。地質学は既知のエネルギー源の不十分さに基づいていますが、Rutherfordは放射能がこの問題を解決できることをKelvinに出席した講演で指摘しました。
Manchesterで、彼はアルファ放射線で働き続けました。Hans Geigerと共に、彼は硫化亜鉛シンチレーション画面とアルファをカウントするための電離室を開発しました。彼らが生成した全電荷を数えた数で割ることにより、Rutherfordはアルファの電荷が2つであることを決定しました。1907年後半にErnest RutherfordとThomas Roydsはアルファが非常に薄いウィンドウを経由して排気管に浸透することを許可しました。彼らはチューブを放電に火をつけたとき、得られたスペクトルはアルファがチューブに蓄積したときに変わりました。最終的にヘリウムガスの明確なスペクトルが現れ、アルファが少なくともイオン化されたヘリウム原子であり、おそらくヘリウム原子核であることを証明しました。
昔からの長年の神話が、少なくとも1948年早く2017年に至るまで存在していました。Rutherfordは安定した元素を別の元素に人工的に変換したことを観察し報告した最初の科学者だったということ。窒素から酸素へ。多くの人々がそれはRutherfordの最大の業績の1つだと考えていました。ニュージーランド政府はRutherfordに窒素から酸素への発見が属すると信じて記念切手さえ発行しました。2017年以降、多くの科学機関がこの歴史のバージョンを修正して、反応発見クレジットがPatrick Blackettに属することを示しています。Rutherfordは1919年に放出された陽子を検出し、窒素原子核のより軽い原子核への分裂の証拠として解釈しました。1925年にBlackettは実際の製品が酸素であることを示し、真の反応を14N + α→17O + pとして特定しました。したがってRutherfordは「衝突の結果として核の質量が低下するのではなく増加する可能性があることを認識しました。その中で陽子が放出されます」。
金箔実験
Rutherfordは1908年にノーベル賞を受け取った後、最も有名な仕事を行いました。1909年にHans GeigenとErnest Marsdenと共に、彼は薄い金箔を通過するアルファ粒子を偏向させることによって原子の核性を実証したGeiger–Marsden実験を実行しました。Rutherfordは、この実験でGeigenとMarsdenに非常に高い偏向角でアルファ粒子を探すよう求めるよう鼓舞されました。当時の物質のいかなる理論からも予想される種類ではありません。そのような偏向はまれではありますが発見され、偏向角の滑らかだが高次の関数であることが判明しました。1911年にRutherfordモデルを定式化するように促したのはRutherfordのこのデータの解釈でした。非常に小さな帯電核。原子の質量の大部分を含むのは、低質量電子によって軌道運動しました。
1919年から1920年に、Rutherfordは窒素およびその他の軽い元素がαアルファ粒子で打たれたときに陽子を放出したことを発見しました。彼は「水素原子」と呼びました。この結果はRutherfordに水素原子核が窒素原子核の一部であり、推論により、おそらく他の原子核も同じであることを示しました。そのような構造は、水素のすべての数である原子重量の基礎に基づいて長年にわたって疑われていました。Proutの仮説を参照。水素は最も軽い元素として知られていました。そしてその原子核はおそらく最も軽い原子核です。現在、これらのすべての考慮のため、Rutherfordは水素核がおそらくすべての原子核の基本的な構成要素であり、また同様にまた新しい基本的な粒子である可能性があると決定しました。1898年にWilhelm Wienが発見した何も核から知られていなかったので、その他軽く。したがって、確認と拡張仕事
