อนุภาคอะไรที่ Rutherford ค้นพบ? ประสบการณ์และรูปแบบของประสบการณ์ของ Rutherford

Ernest Rutherford เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมการค้นพบที่ยอดเยี่ยมในด้านเคมีและฟิสิกส์ ความก้าวหน้าทางฟิสิกส์อะไรที่นำไปสู่แนวทางใหม่ในการพัฒนา? อนุภาคอะไรที่ Rutherford ค้นพบ? รายละเอียดของชีวประวัติและกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของนักวิจัยพบได้จากบทความ

จุดเริ่มต้นของเส้นทางชีวิต

ประวัติของ Rutherford เริ่มต้นด้วยขนาดเล็กเมือง Spring Grove ในนิวซีแลนด์ ในปีพ. ศ. 2414 นักฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์ในอนาคตเกิดมาในครอบครัวของผู้อพยพ พ่อของเขาเป็นลูกศิษย์ชาวสกอตโดยกำเนิดเป็นนายงานไม้และมีกิจการของตัวเอง จากนั้น Rutherford ได้รับทักษะการออกแบบที่เป็นประโยชน์สำหรับการทำงานในภายหลัง

ความสำเร็จครั้งแรกอยู่ในโรงเรียนที่แล้วการศึกษาที่ยอดเยี่ยมเขาได้รับทุนการศึกษาสำหรับวิทยาลัย ครั้งแรก Ernest Rutherford ศึกษาที่ Nelson's College จากนั้นไปที่ Canterbury มีความทรงจำที่ยอดเยี่ยมและความรู้ที่ยอดเยี่ยมเขาเห็นได้ชัดว่าแตกต่างจากนักเรียนคนอื่น ๆ

Rutherford ได้รับรางวัลในวิชาคณิตศาสตร์เขียนงานทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกี่ยวกับฟิสิกส์ "แม่เหล็กของเหล็กในการปล่อยความถี่สูง." ในการเชื่อมต่อกับงานนี้เขาเป็นหนึ่งในเครื่องมือแรกของเขาในการรับรู้คลื่นแม่เหล็ก

ในปี 1895 นักฟิสิกส์ Rutherford ได้โต้เถียงกับนักเคมีMaklorenom สำหรับการครอบครองทุนการศึกษาของชื่อของการจัดนิทรรศการโลก โดยเหตุบังเอิญคู่แข่งปฏิเสธรางวัลและ Rutherford ได้รับโอกาสในการพิชิตโลกวิทยาศาสตร์ เขาเดินทางไปประเทศอังกฤษเพื่อไปที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชและกลายเป็นหมอด้านวิทยาศาสตร์ภายใต้การดูแลของโจเซฟทอมสัน

ผลงานทางวิทยาศาสตร์และความสำเร็จ

การเดินทางมาถึงประเทศอังกฤษนักเรียนแทบจะไม่เพียงพอทุนการศึกษา เขาเริ่มทำงานเป็นครูสอนพิเศษ ผู้นำทางวิทยาศาสตร์ของรูเทอร์ฟอร์ดตั้งข้อสังเกตถึงศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของเขาและไม่เข้าใจผิด ทอมสันได้เชิญนักฟิสิกส์รุ่นเยาว์มาศึกษาเกี่ยวกับไอออไนซ์ของแก๊สด้วยรังสีเอกซ์ ร่วมกันนักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าปรากฏการณ์ของความอิ่มตัวในปัจจุบันเกิดขึ้น

หลังจากประสบความสำเร็จในการทำงานกับทอมสันเขาก็ยิ่งลึกขึ้นในการศึกษารังสีของ Becquerel ซึ่งภายหลัง Maria Sklodowska-Curie จะเรียกสารกัมมันตรังสี ในเวลานี้เขาทำการค้นพบที่สำคัญเป็นครั้งแรกโดยเปิดเผยการดำรงอยู่ของอนุภาคที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ศึกษาคุณสมบัติของยูเรเนียมและทอเรียม

หลังจากนั้นเขาก็กลายเป็นอาจารย์มหาวิทยาลัยในมอนทรีออ ร่วมกับเฟรดเดอริกโซดดี้นักวิทยาศาสตร์ทำให้ความคิดในการเปลี่ยนองค์ประกอบในกระบวนการสลายตัว ในเวลาเดียวกัน Rutherford เขียนงานทางวิทยาศาสตร์เรื่อง "Radioactivity" และ "Radioactive Transformations" ซึ่งทำให้เขามีชื่อเสียง เขากลายเป็นสมาชิกของ Royal Society ได้รับรางวัลอันทรงเกียรติ

สำหรับการศึกษาการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีในในปี 1908 Ernest Rutherford ได้รับรางวัลโนเบล นักวิทยาศาสตร์ค้นพบการกำเนิดทอเรียมการเปลี่ยนองค์ประกอบเทียมของธาตุเมื่อถูกฉายรังสีของไนโตรเจนนิวเคลียสและเขียนหนังสือสามเล่ม หนึ่งในความสำเร็จที่สำคัญที่สุดของเขาคือการสร้างแบบจำลองของนิวเคลียสอะตอม

อนุภาคอะไรที่ Rutherford ค้นพบ?

ในการศึกษารังสีนิวเคลียร์ Rutherford เป็นไม่ใช่คนแรก ก่อนหน้านี้พื้นที่นี้ได้รับการยอมรับอย่างแข็งขันจากนักฟิสิกส์ Becquerel และคู่ของ Curie ปรากฏการณ์ของกัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้และพลังงานถูกถือว่าเป็นแหล่งภายนอก จากการศึกษาเกลือของยูเรเนียมและสมบัติของพวกเขา Rutherford สังเกตเห็นว่ารังสีที่ Becquerel ค้นพบนั้นไม่มีออกซิเจน

การทดลองของ Rutherford กับฟอยล์แสดงให้เห็นว่ารังสีกัมมันตภาพรังสีถูกแบ่งออกเป็นหลาย ๆ อนุภาค อลูมิเนียมฟอยล์หนึ่งสายสามารถดูดซับได้ แต่ละชุดเป็นองค์ประกอบเล็ก ๆ ที่เรียกโดยนักวิทยาศาสตร์อัลฟาและเบต้าอนุภาคหรือรังสี อีกสองปีต่อมา Villar ฝรั่งเศสเปิดรังสีชนิดที่สามซึ่งเป็นชื่อ Rutherford เรียกว่ารังสีแกมมา

สิ่งที่อนุภาครูเทอร์ฟอร์ดค้นพบได้มีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาฟิสิกส์นิวเคลียร์ ความก้าวหน้าได้เกิดขึ้นและได้รับการพิสูจน์ว่าพลังงานมาจากอะตอมของยูเรเนียม อนุภาคแอลฟาถูกกำหนดให้เป็นอะตอมฮีเลียมที่มีประจุบวกเบต้าเป็นอนุภาคอิเล็กตรอน อนุภาคแกมมาถูกค้นพบในภายหลังคือรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

การสลายกัมมันตภาพรังสี

การเปิดรูเทอร์ฟอร์ดทำให้แรงผลักดันไม่เพียง แต่วิทยาศาสตร์กายภาพ แต่ยังกับตัวเอง เขายังคงศึกษากัมมันตภาพรังสีที่มหาวิทยาลัยมอนทรีออลในแคนาดา ร่วมกับนักเคมี Soddy พวกเขาดำเนินการชุดของการทดลองโดยที่พวกเขาทราบว่าอะตอมเปลี่ยนแปลงระหว่างการปล่อยอนุภาคของมัน

เหมือนนักเล่นแร่แปรธาตุยุคกลางนักวิทยาศาสตร์เปลี่ยนยูเรเนียมเป็นตะกั่วทำให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อีก ดังนั้นจึงได้มีการค้นพบการสลายกัมมันตภาพรังสี Rutherford และ Soddy ได้กล่าวถึงผลงานเรื่อง "Radioactive transformation" และ "การศึกษาเปรียบเทียบของกัมมันตภาพรังสีของเรเดียมและทอเรียม"

นักวิจัยกำหนดการพึ่งพาอาศัยกันความรุนแรงของการเน่าเปื่อยจากจำนวนอะตอมกัมมันตภาพรังสีในตัวอย่างและจากอดีตกาล สังเกตได้ว่าเมื่อเวลาผ่านไปกิจกรรมการสลายตัวจะลดลงในความก้าวหน้าทางเรขาคณิต สำหรับสารแต่ละชนิดต้องใช้เวลา บนพื้นฐานของอัตราการสลายตัว Rutherford ประสบความสำเร็จในการกำหนดหลักการของการสลายตัวครึ่งหนึ่ง

แบบดาวเคราะห์ของอะตอม

ในตอนต้นของศตวรรษที่ XX หลายการทดลองเกี่ยวกับลักษณะของอะตอมและกัมมันตภาพรังสี Rutherford และ Villar เปิดรังสี alpha, beta และ gamma และ Joseph Thomson หันมาเปิดอิเล็กตรอน เขาวัดค่าอัตราส่วนระหว่างประจุไฟฟ้าของมวลอิเล็กตรอนและตรวจสอบว่าอนุภาคเป็นส่วนหนึ่งของอะตอม

บนพื้นฐานของการค้นพบของเขา Thomson สร้างแบบจำลองอะตอม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหลังมีรูปทรงกลมบนผิวของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกกระจายอยู่ ภายในลูกมีประจุไฟฟ้าลบ

ไม่กี่ปีต่อมารัทเธอร์ฟอร์ดไม่เห็นด้วยกับทฤษฎีครูของเขา เขาอ้างว่าอะตอมมีนิวเคลียสที่ประจุบวก และรอบ ๆ ตัวเขาเช่นเดียวกับดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์อิเล็กตรอนจะหมุนภายใต้อิทธิพลของแรงประจุไฟฟ้า

โครงการทดลองของ Rutherford

Rutherford เป็นนักทดลองที่โดดเด่น ดังนั้นจึงสงสัยในแบบของทอมสันเขาจึงตัดสินใจที่จะลบล้างโดยประสบการณ์ อะตอมของทอมสันควรเป็นเหมือนอิเล็กตรอนทรงกลม อนุภาคแอลฟาต้องผ่านอย่างอิสระผ่านฟอยล์

สำหรับการทดลอง Rutherford ได้ออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าวจากกล่องนำที่มีรูเล็ก ๆ ซึ่งเป็นวัสดุกัมมันตภาพรังสี กล่องดูดซับอนุภาคแอลฟาในทุกทิศทางยกเว้นบริเวณที่เป็นหลุม นี้สร้างการไหลทิศทางของอนุภาค ข้างหน้ามีหน้าจอนำหลายช่องเพื่อขจัดอนุภาคที่เบี่ยงเบนไปจากที่กำหนด

รังสีอัลฟาที่เน้นกระจ่างใสอย่างชัดเจนอุปสรรคทั้งหมดถูกนำไปแผ่นบาง ๆ ของฟอยล์ทอง ด้านหลังเธอเป็นหน้าจอเรืองแสง การสัมผัสของอนุภาคกับมันถูกลงทะเบียนในรูปแบบของแฟลช ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะตัดสินการเบี่ยงเบนของอนุภาคหลังจากผ่านฟอยล์

น่าแปลกใจ Rutherford ตัวเองอนุภาคจำนวนมากเบี่ยงเบนไปในมุมที่ดีบางแห่งถึง 180 องศา อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าอะตอมเป็นสารที่มีความหนาแน่นสูงอยู่ภายในซึ่งเรียกว่านิวเคลียส

โครงการของ Rutherford ของประสบการณ์:

คำติชมของแบบจำลอง

แบบจำลองนิวเคลียร์ของ Rutherford เป็นเรื่องแรกวิจารณ์เพราะมันเป็นตรงกันข้ามกับกฎของคลาสสิกพลศาสตร์ การหมุนอิเล็กตรอนจะต้องสูญเสียพลังงานและแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นซึ่งหมายความว่าพวกเขาอยู่ในช่วงพัก ในกรณีนี้อิเล็กตรอนควรตกอยู่ที่แกนมากกว่าหมุนรอบ ๆ

เพื่อจัดการกับปรากฏการณ์นี้ Nils Bohr ลดลง เขากำหนดว่าแต่ละอิเล็กตรอนมีวงโคจรของตัวเอง ในขณะที่อิเล็กตรอนอยู่ในนั้นจะไม่ปล่อยพลังงาน แต่มีการเร่งความเร็ว นักวิทยาศาสตร์แนะนำแนวคิดเกี่ยวกับควอนตั้มบางส่วนของพลังงานซึ่งปล่อยออกมาเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังวงโคจรอื่น ๆ

ดังนั้นนีลส์บอร์กลายเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งสาขาวิทยาศาสตร์ใหม่ - ฟิสิกส์ควอนตัม ความถูกต้องของรูปแบบ Rutherford ได้รับการพิสูจน์แล้ว เป็นผลให้แนวคิดเรื่องและการเคลื่อนไหวของมันมีการเปลี่ยนแปลงอย่างสมบูรณ์ และแบบจำลองบางครั้งเรียกว่าอะตอมของ Bohr-Rutherford

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์

รางวัลโนเบลเออร์เนสรัทเธอร์ฟอร์ดได้รับผลสำเร็จที่สำคัญที่สุดในชีวิตของเขา - ค้นพบนิวเคลียสของอะตอมและติดตั้งดาวเคราะห์อะตอม

การค้นพบที่โดดเด่นของ Rutherford นำไปสู่การเกิดขึ้นของอุตสาหกรรมใหม่ที่กำลังศึกษาโครงสร้างของนิวเคลียสอะตอม เรียกว่าฟิสิกส์นิวเคลียร์หรือนิวเคลียร์

นักฟิสิกส์มีการค้นคว้าเพียงอย่างเดียว แต่ยังการสอนพรสวรรค์ สิบสองของนักเรียนของเขาได้รับรางวัลโนเบลในด้านฟิสิกส์และเคมี Frederic Soddy, Henry Moseley, Otto Gan และบุคคลที่มีชื่อเสียงอื่น ๆ

นักวิทยาศาสตร์มักให้เครดิตกับการค้นพบไนโตรเจนที่ผิดพลาด หลังจากที่ทั้งหมดนี้เป็นอีกหนึ่งที่มีชื่อเสียง Rutherford ก๊าซมีการค้นพบโดยนักพฤกษศาสตร์และนักเคมี Daniel Rutherford ผู้ซึ่งอาศัยอยู่ในศตวรรษก่อนนักฟิสิกส์ยอดเยี่ยม

ข้อสรุป

นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเออร์เนสรัทเธอร์ฟอร์ดกลายเป็นที่รู้จักในหมู่เพื่อนร่วมงานอยากสำหรับการทดลอง ตลอดช่วงชีวิตของเขานักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองหลายครั้งซึ่งเขาสามารถเปิดอนุภาคแอลฟาและเบต้าสร้างกฎการสลายตัวและอายุการใช้งานที่สั้นลงพัฒนาแบบจำลองของอะตอมของดาวเคราะห์ ก่อนที่จะเชื่อว่าพลังงานเป็นแหล่งภายนอก แต่หลังจากที่โลกวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้สิ่งที่อนุภาครูเทอร์ฟอร์ดได้ค้นพบฟิสิกส์เปลี่ยนความคิดของพวกเขา ความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ช่วยให้ก้าวหน้ามากในการพัฒนาฟิสิกส์และเคมีและยังมีส่วนร่วมในการเกิดขึ้นของอุตสาหกรรมเช่นฟิสิกส์นิวเคลียร์