Које честице је открио Рутхерфорд? Искуство и шема Рутхерфордовог експеримента

Ернест Рутхерфорд - бриљантни научник који је починионеколико заиста сјајних открића у хемији и физици. Какав напредак је довела физика на нови начин развоја? Које честице је открио Рутхерфорд? Детаљније о биографији и научним активностима истраживача сазнајте у чланку.

Почетак животног пута

Биографија Рутхерфорда почиње са малимград Спринг Грове на Новом Зеланду. Ту је 1871. године будућни физичар и научник рођен у породици имиграната. Његов отац, Шкотски по рођењу, био је мајстор за обраду дрвета и имао своје сопствено предузеће. Од тога, Ратерфорд је стекао корисне дизајнерске вештине за следећи рад.

Први успеси су већ у школиОдлична студија добио је стипендију за колеџ. Прво, Ернест Рутхерфорд студира на Нелсоновој коледћи, потом одлази у Цантербури. Имајући сјајно памћење и сјајно знање, он се приметно разликује од других ученика.

Ратерфорд добија награду у математици, пишепрви научни рад на физици "Магнетизација гвожђа у високофреквенцијским пражњењима". У вези са радом, изумио је један од својих првих инструмената за препознавање магнетних таласа.

Године 1895. физичар Ратерфорд се расправља са хемичараМаклореном за поседовање стипендије за име Светске изложбе. Случајно, ривал одбија награду, а Ратерфорду добија срећна шанса да освоји научни свет. Он одлази у Енглеску у лабораторију Цавендисх и постаје доктор науке под руководством Јосепха Тхомсона.

Научни радови и достигнућа

Студенти једва да имају прилику да стигну у Енглескустипендије. Почиње да ради као ментор. Научни лидер Рутхерфорд-а је одмах запазио свој огроман потенцијал и није погрешио. Тхомсон је позвао младог физичара да проучава јонизацију гаса помоћу рентгенских зрака. Заједно, научници су открили да појављује феномен тренутне засићености.

После успешног рада са Тхомсоном, он се продубљујеу проучавању зрака Бецкуерела, који ће касније назвати Мариа Склодовска-Цурие радиоактивна. У то време он направи своје прво важно откриће, откривајући постојање честица непознатих пре тога, проучавајући својства урана и торија.

Касније је постао универзитетски професорМонтреал. Заједно са Фредериком Соддиом, научник даје идеју о трансформацији елемената у процес распадања. Истовремено, Рутхерфорд је написао научне радове "Радиоактивност" и "Радиоактивне трансформације", који га доводе до славе. Постаје члан Краљевског друштва, добио је племениту титулу.

За студије распадања радиоактивних елемената уГодине 1908. Ернест Рутхерфорд је добио Нобелову награду. Научник је открио еманацију торијума, вештачку трансмутацију елемената након зрачења језгра азота и написао три дела радова. Једно од његових најважнијих достигнућа је стварање модела атомског језгра.

Које честице је открио Рутхерфорд?

У студији радиоактивног зрачења, Рутхерфорд је бионе први. Пред њим, овај простор је активно савладао физичар Бецкуерел и Цурие пар. Феномен радиоактивности је откривен тек недавно, а енергија се сматра спољним изворима. Пажљивим проучавањем соли урана и њихових својстава, Ратерфорд је приметио да су зраци које је открио Бецкуерел нехомогени.

Експеримент Ратерфорда са фолијом показао је тоРадиоактивни зрак је подељен на неколико токова честица. Један ток алуминијске фолије је способан да апсорбује, други може проћи кроз њега. Сваки од њих је скуп малих елемената који су звали научници алфа и бета честице или зраци. Две године касније, Француз Вилар отворио је трећу врсту зрака, који је, како се назвао Рутхерфорд, назвали гама зраци.

Оно чије су честице открили Ратерфордогроман утицај на развој нуклеарне физике. Направљен је пробој и доказано је да енергија долази од самих атома уранијума. Алфа честице су дефинисане као позитивно напуњени атоми хелијума, бета честице су електрона. Откриване гама честице су електромагнетна зрачења.

Радиоактивно распадање

Отварање Ратерфорда није дало само подстицајфизичке науке, али и самог себе. Он наставља студирати радиоактивност на Универзитету у Монтреалу у Канади. Заједно са хемиком, Содди, спроводе низ експеримената, при чему напомињу да се атом мења током емитовања њених честица.

Као средњовековни алхемичари, научницитрансформише уранијум у олово, чинећи још један научни пробој. Тако је откривено радиоактивно распадање. Закон, по којем се распад одвија, Рутхерфор и Содди описани су у радовима "Радиоактивна трансформација" и "Упоредна студија радиоактивности радија и торијума"

Истраживачи одређују зависностинтензитет распадања од броја радиоактивних атома у узорку, као и од протеклог времена. Примјећено је да се с временом активност експозиције смањује експоненцијално. За сваку супстанцу траје време. На основу брзине распадања, Рутхерфорд је био у стању да формулише полу-животни принцип.

Планетарни модел атома

На почетку КСКС века многиексперименти о природи атома и радиоактивности. Рутхерфорд и Вилларс откривају алфа, бета и гама зраке, а Јосепх Тхомсон, заузврат, отвара електрон. Она мери однос пуњења на масу електрона и осигурава да је честица део атома.

На основу његовог открића, Тхомсон креира моделатом. Научник сматра да ова друга има сферни облик, преко целе површине која се дистрибуира позитивно наелектрисаним честицама. Унутар лопте су негативно наелектрисани електрони.

Неколико година касније, Рутерфорд одбија теоријутвој учитељ. Он тврди да атом има језгро које је позитивно напуњено. А око њега, попут планета око Сунца, електрони се ротирају под утицајем кулонских сила.

Рутхерфордова експериментална шема

Ратерфорд је био изванредан експериментатор. Због тога, сумњајући у модел Тхомсона, одлучио је да га оповргне искуством. Атом Тхомсона би требао изгледати као сферни облак електрона. Тада алфа честице морају слободно пролазити кроз фолију.

За експеримент, Рутхерфорд је дизајнирао уређајиз оловне кутије са малом рупом у којој је био радиоактивни материјал. Кутија апсорбовала алфа честице у свим правцима, осим тамо где је била рупа. Стога је креиран усмерени ток честица. Пред собом било је неколико оловних сита са слотовима како би се одвојиле честице које одступају од жељеног курса.

Јасно фокусирана алфа зрака пролази крозсве препреке, кренуле ка врло танком слоју златне фолије. Иза ње је био флуоресцентни екран. Сваки контакт честица са њим снимљен је у облику блица. Тако је било могуће проценити одступање честица након проласка кроз фолију.

Изненађујуће за самог Ратерфорда, много честицаодступали су под високим углом, чак чак и 180 степени. То је омогућило научнику да претпостави да је највећи део атома густа супстанца унутар ње, која је касније названа језгро.

Рутхерфорд искуства Графикон:

Критика модела

Ратерфордов атомски модел је први пут био подвргнуткритикована, јер је била супротна законима класичне електродинамике. Ротирани електрони морају изгубити енергију и емитовати електромагнетне таласе, али то се не дешава, што значи да су у миру. У овом случају, електрони требају пасти на језгро, а не окретати око ње.

Договор са овом појавом пао је Ниелс Бохр. Утврђује да сваки електрон има своју орбиту. Док је електрон на њему, он не зрачи енергијом, већ има убрзање. Научник уводи концепт квантних дијелова енергије, који се ослобађа када се електрони преносе на друге орбите.

Тако је Ниелс Бохр постао један одоснивачи нове вежбе науке - квантна физика. Тачност модела Рутхерфорда је доказана. Као резултат, концепт материје и његов покрет су се потпуно променили. А модел се понекад назива и Бохр-Рутхерфордов атом.

Занимљиве чињенице о научнику

Ернест Рутхерфорд је добио Нобелову награду пре него што је направио најважније достигнуће свог живота - открио је атомско језгро и успоставио планетарни модел атома.

Значајно откриће Ратерфорда довело је до настанка нове границе која проучава структуру атомског језгра. Зове се нуклеарна или нуклеарна физика.

Физичар није имао само истраживања, већ инастави таленат. Дванаест његових студената били су добитници Нобелове награде за физику и хемију. Међу њима су Фредерик Содди, Хенри Мослеи, Отто Ган и друге познате личности.

Научници се често заснивају на откривању азота, што јеје погрешно. На крају крајева, ово је сасвим другачији Рутхерфорд. Гас је открио ботаничар и хемичар Даниел Рутхерфорд, који је живио век већ раније од изузетног физичара.

Закључак

Британски научник Ернест Рутхерфорд постао је познатмеђу колегама да експериментишу. Током читавог свог живота, научник је водио многе експерименте, захваљујући којима је успео да открије алфа и бета честице, формулише закон распада и полу-живот, развија планетарни модел атома. Пре њега се веровало да је енергија спољашњи извор. Али, након што је научни свет сазнао чиме су открили честице Рутхерфорд, физичари су се предомислили. Постигнућа научника помогла су да направе велике кораке у развоју физике и хемије, а такође су допринијеле настанку такве индустрије као што је нуклеарна физика.