Ernest Rutherford — tuumafüüsika isa, aatomi struktuuri avastaja

Ernest Rutherford, 1. Nelsoni parun Rutherford, OM, PC, FRS (30. august 1871 - 19. oktoober 1937) oli Uus-Meremaal sündinud Briti teadlane, kes sai 1908. aastal Nobeli keemiaauhinna oma töö eest tuumafüüsika ja aatomi struktuuri teooria alal.

Rutherford oli üks esimesi tuumafüüsika uurijaid pärast seda, kui prantsuse füüsik Henri Becquerel avastas 1896. aastal kiirguse. Rutherford avastas radioaktiivse poolväärtusaja ja kolm kiirguse osa, mida ta nimetas alfa-, beeta- ja gammakiirguseks. Ta avastas ka, et alfa-osakesed on heeliumi tuumad. Rutherfordi Geiger-Marsdeni katse viis selleni, mida me tänapäeval teame aatomi struktuurist, kus aatom on tuum ja elektronid tiirlevad selle ümber.

1919. aastal tegi Rutherford maailma esimese kunstliku tuumareaktsiooni, kus ta pani alfaosakesed lämmastikugaasi ja tekitas hapniku isotoopide ja prootonite osakesi. See oli tuuma transmutatsioon, mis muutis lämmastikgaasi hapnikugaasiks.

Rutherford oli Cambridge'is asuva Cavendishi laboratooriumi juht. Ta tõestas tuuma olemasolu ja seda, et see koosneb prootonitest ja neutronitest. 1932. aastal tegi James Chadwick Cavendishi laboris katse, mis näitas, et Rutherfordil oli õigus.

Rutherfordi kolledž, kool Aucklandis, Uus-Meremaal, sai tema nime.

Varajane elu ja haridus

Rutherford sündis 1871. aastal Brightwateris, Nelsoni lähedal Uus-Meremaal. Ta õppis kohalikes koolides ja jätkas õpinguid ülikoolis, kus tema andekus ja huvi loodusteaduste vastu varakult ilmnesid. Hiljem töötas ja uuris ta mitmes juhtivas laboratooriumis Euroopas ja Põhja-Ameerikas, sealhulgas Cavendishi laboris Cambridge'is, McGilli ülikoolis Montrealis ja Manchesteri ülikooli juures.

Olulised teaduslikud panused

Radioaktiivsuse uurimine: Rutherford töötas välja meetodid radioaktiivsete ainete uurimiseks, määras välja poolväärtusajad ja klassifitseeris kiirguse liikideks: alfa-, beeta- ja gammakiirgus. Tema töö aitas selgitada, kuidas laengud ja osakesed kiirguse käigus muutuvad.

Aatomi tuuma avastamine: Geigeri ja Marsdeni tehtud kullalehe katse (tavaliselt nimetatakse seda Geiger–Marsdeni katseks) näitas, et enamik alfa-osakestest läbib aatomi peaaegu takistamatult, kuid mõned põrkavad tagasi. Selle põhjal pakkus Rutherford 1911. aastal välja aatomi tuuma mudeli: aatomi mass on koondunud väga väikesesse, positiivselt laetud tuuma ja elektronid liiguvad tuuma ümber.

Alfa-osakeste ja prootonite roll: Rutherford näitas, et alfa-osakesed on tegelikult heeliumi tuumad. Tema 1919. aastal tehtud eksperiment, kus lämmastikku tabasid alfa-osakesed, oli esimene teaduslik tuuma kunstlik transmutatsioon – see tekitas hapnikku ja vabastas prootoneid. See oli oluline samm tuumafüüsika arengus.

Karjäär ja õpilased

Rutherford juhtis tähelepanuväärseid laboratooriume ja oli mitmete tuntud füüsikute juhendaja. Ta töötas McGilli ülikoolis, seejärel Manchesteris, kust ta 1919. aastal asus Cavendishi laboratooriumi juhatajaks Cambridge'i. Tema juhendamisel ja töötubades kasvas välja uus põlvkond tuumafüüsikuid; näiteks avastas James Chadwick 1932. aastal Cavendishi laboris neutroni, mis kinnitas palju Rutherfordi ettepanekutest tuuma struktuuri kohta.

Tunnustused ja pärand

Rutherford sai 1908. aastal Nobeli keemiaauhinna oma töö eest radioaktiivsuse valdkonnas. Tema nime kannavad mitmed institutsioonid, koolid ja mälestised – näiteks Rutherfordi kolledž Aucklandis. Rutherfordi tööd muutsid põhjalikult meie arusaama aatomitest ja tuumadest ning lõid aluse nii tuumafüüsika teoreetilistele kui ka rakenduslikele suundadele.

Elu lõpp ja tähendus

Rutherford suri 1937. aastal Cambridge'is. Tema uurimused ja uued ideed jäävad 20. sajandi füüsika aluseks. Tänapäeval peetakse Ernst Rutherfordit sageli üheks tuumafüüsika isaks – tema töö aitas selgelt eristada aatomi sisemist kompositsiooni ja avas tee edasistele avastustele, sealhulgas tuumaenergia ja tuumdiagnostika valdkondade arengule.

Küsimused ja vastused

K: Kes oli Ernest Rutherford?

K: Millal ta sündis?

K: Mille eest ta sai Nobeli keemiapreemia?

K: Millise tiitli ta sai?

K: Kust ta algselt pärit oli?

K: Millal ta suri?

Otsing