Hans Geiger — saksa füüsik, Geiger-Mülleri toru ja kuldfooliumi katse

Hans Geiger — saksa füüsiku elulugu ja saavutused: Geiger-Mülleri toru, Geiger-Marsdeni (kuldfooliumi) katse ja aatomituuma avastuse lugu.

Johannes Wilhelm "Hans" Geiger (30. september 1882 – 24. september 1945) oli saksa füüsik, kelle töö aitas rajada kaasa tuuma- ja radioaktiivsusfüüsika aluste tekkele. Ta on laialdaselt tuntud kui Geigeri loenduri detektorikomponendi kaasautor ja ühe kuldse tähendusega eksperimendi osaline — Geiger-Marsdeni katse, mille tulemused aitasid tõestada aatomituuma olemasolu.

Haridus ja varane töö

Geiger sündis Saksamaal Neustadt an der Haardtis saksa-indoloog Wilhelm Ludwig Geigeri perekonnas; isa oli Erlangeni ülikooli professor. Ta õppis 1902. aastal Erlangeni ülikoolis füüsikat ja matemaatikat ning kaitses doktorikraadi 1906. aastal. 1907. aastal asus ta tööle koos Ernest Rutherfordiga Manchesteri ülikoolis, kus algasid tema tähtsad koostööd ja katsed alfa-osakeste uurimiseks.

Geiger-Marsdeni katse ja aatomimudeli kujunemine

1909. aastal viis Geiger koos Ernest Marsdeniga läbi nüüd tuntud kuldfooliumi eksperimendi. Katse käigus suunati õhukesele kuldfooliumile alfa-osakesi ja märgati, et osa osakestest tagurdas või hajus ootamatult suure nurga all. Tulemusi tõlgendas Rutherford ja need viisid Rutherfordi aatomimudelini — ideeni, et aatomis on väike ja tihe positiivne tuum, mille ümber tiirlevad elektronid. Selle avastuse tähtsus oli suur: see muutis arusaamist aatomi sisemisest ehitusest.

Geigeri teadustöö ja leiutised

1911. aastal avastasid Geiger ja John Mitchell Nuttall tuntud Geiger–Nuttalli seaduse (või reegli), mis annab välja arvatud seose alfa‑lagunemiste pool‑eluea ja väljuva alfa‑osakese energia vahel. See oli oluline samm radioaktiivsete protsesside kvantitatiivseks mõistmiseks.

1928. aastal töötas Geiger koos oma õpilase Walther Mülleriga välja oluliselt täiustatud ionisatsioonidetektori — nüüd tuntud Geiger-Mülleri toru. Geiger–Mülleri toru on gaasitäidetud detektor, kus kiirguse poolt tekkinud ionisatsioon käivitab elektrilise impulsi (laengulaviini), mida loendatakse. Geigeri toru võimaldas senisest lihtsamalt ja usaldusväärsemalt loendada kiirguse osakesi ja oli aluseks laialdasele radiatsioonimonitooringule. Oluline on teada, et Geigeri loendur annab peamiselt impulside arvu — see ei anna täpset infot üksikute osakeste energia kohta.

Ametikohad ja koostööd

Geiger töötas mitmes tuntud teadusasutuses ja tegi koostööd paljude silmapaistvate füüsikutega, sealhulgas James Chadwickiga. Tema karjääris on mainimist väärt ametikohad: alates 1912. aastast ta juhtis Berliini Füüsikalis‑tehnilist Reichsanstalti, 1925. aastal sai professoriks Kielis, 1929. aastal töötas Tübingenis ning alates 1936. aastast oli ta taas Berliinis. Tema töö ja õpetamine mõjutasid järgmisi põlvkondi tuumafüüsikuid ja detektoritehnika arendamist.

Isiklik elu ja poliitiline kontekst

Geiger oli perekonnas neljas laps ning tal oli kolm õde ja üks noorem vend. Tema vend Rudolf Geiger tegeles meteoroloogia ja klimatoloogiaga. Ajal, mil Saksamaa sattus 1930. aastatel ja Teise maailmasõja ajal raskesse poliitilisse olukorda, ei väljendanud Geiger end avalikult natsipoliitika kohta. On säilinud vastuolulisi teateid: leidub allikaid, mis väidavad, et ta abistas mõningaid juudi kolleege ja teisi, ning teisi allikaid, mis väidavad vastupidist. Dokumentide nappuse ja keerulise ajalooperspektiivi tõttu on tema tegevuse moraalne hinnang teadus- ja inimtingimustes mitmetähenduslik.

Surm ja pärand

Hans Geiger suri 24. septembril 1945 Saksamaal Potsdamis, vaid mõned kuud pärast Teise maailmasõja lõppu Euroopas. Tema panus jäi püsivaks: Geigeri nimeline loendur ja Geiger–Mülleri toru on olnud keskse tähtsusega instrumendid radioaktiivsuse uurimisel, kiirguskaitsel ja meditsiinilistes rakendustes ning tema töö aitas kindlaks teha aatomi sisemise struktuuri.

Teaduslik mõju lühidalt

• Geiger–Marsdeni katse aitas tõestada aatomi tuuma olemasolu ja viia Rutherfordi aatomimudeli kujunemiseni.
• Geiger–Nuttalli seos andis kvantitatiivse kirjelduse alfa‑lagunemiste ja osakeste energiate vahel.
• Geigeri ja Mülleri välja töötatud toru muutis radiatsioonidetektori praktiliseks ja laialdaselt kasutatavaks vahendiks teaduses ja tehnikas.

Hans Geigeri töö on seega üks nendest põhilistest sammudest, mis viisid 20. sajandi tuumafüüsika ja radiatsiooni mõistmise kiire arenguni.

Küsimused ja vastused

K: Kes oli Hans Geiger?

K: Kus ta sündis?

K: Mida ta ülikoolis õppis?

K: Kellega ta töötas koos?

K: Millise kuulsa eksperimendi tegid nad koos?

K: Millise seaduse avastasid nad koos?

K: Mitu õde-venda tal oli?

Otsing