Cad iad na cáithníní a d'oscail Rutherford? Taithí agus scéim thaithí Rutherford

Is eolaí iontach é Ernest Rutherford a rinne fionnachtana fírinneach mór i gceimic agus i bhfisic. Cén dul chun cinn atá ag fisic mar thoradh ar chosán forbartha nua? Cad iad na cáithníní a d'oscail Rutherford? Faigh amach sonraí sa bheathaisnéis agus ar ghníomhaíochtaí eolaíocha an taighdeora san alt.

Tús an chosáin saoil

Tosaíonn Beathaisnéis Rutherford le baile beag Garrán an Earraigh sa Nua-Shéalainn. Sa bhliain 1871, rugadh fisiceoir agus eolaí amach anseo i dteaghlach inimircigh. Bhí a athair, Scotsman by birth, ina mháistir adhmadóireachta agus bhí a fhiontar féin aige. As é, fuair Rutherford scileanna dearadh úsáideacha d'obair ina dhiaidh sin.

Tá na chéad rath ar siúl cheana féin ag an scoil, áit a bhfuair sé scoláireacht don choláiste i gcás staidéir den scoth. Gcéad dul síos, déanann Ernest Rutherford staidéar ar Choláiste Nelson, ansin téann sé go Canterbury. Ag cuimhne iontach agus eolas iontach, tá sé suntasach difriúil ó dhaltaí eile.

Faigheann Rutherford dámhachtain sa mhatamaitic, scríobhann an chéad obair eolaíochta ar fhisic "Maighnéadú iarainn i scaoileadh minicíocht ard." Maidir leis an obair, cruthaíonn sé ceann dá chéad ionstraimí chun dtonnta maighnéadacha a aithint.

Sa bhliain 1895, áitíonn an fisiceoir Rutherford leis an gceimiceoir McLaren as seilbh Chomhaltacht an Taispeántais Dhomhanda. Trí chomhtharlú, dhiúltóidh an rival an dámhachtain, agus tugtar deis mhaith do Rutherford an domhan eolaíochta a conquer. Téann sé go Sasana chuig an tSaotharlann Cavendish agus déantar sé mar dhochtúir eolaíochta faoi threoir Joseph Thomson.

Oibreacha eolaíochta agus éachtaí

Ag teacht i Sasana, níl go leor scoláireachtaí ag an mac léinn. Tosaíonn sé ag obair mar theagascóir. Thug ceannaire eolaíoch Rutherford faoi deara láithreach a chumas ollmhór, agus ní raibh sé cearr. Thug Thomson cuireadh don fhisiceoir óg staidéar a dhéanamh ar ionionú an gháis ag ghathanna X. Le chéile, fuair eolaithe amach go dtagann an feiniméan ar an saturation reatha sa chás seo.

Tar éis obair go rathúil le Thomson, delves sé go dtí an staidéar a dhéanamh ar roic Becquerel, a ina dhiaidh sin Marie Curie glaoch radaighníomhach. Ag an am seo, déanann sé a chéad fhionnachtain thábhachtach, ag nochtadh go bhfuil cáithníní anaithnid roimh, ag déanamh staidéir ar airíonna úráiniam agus tóiriam.

Níos déanaí tháinig sé ina ollamh in Ollscoil Montreal. In éineacht le Frederick Soddy, cuireann an t-eolaí an smaoineamh ar aghaidh ar eilimintí a athrú i bpróiseas an lobhadh. Ag an am céanna, scríobh Rutherford oibreacha eolaíocha "Raidríomhaíocht" agus "Trasfhoirmeacha Ríomhaighníomhacha", a thugann clú agus cáil air. Bronnadh teideal uasal air agus é mar bhall den Chumann Ríoga.

Chun staidéar a dhéanamh ar dhiúltú eilimintí radaighníomhacha i 1908, bronnadh Duais Nobel ar Ernest Rutherford. D'aimsigh an t-eolaí go dtarlaíonn tóiriam, an t-aistriú saorga de eilimintí ar ionradaíocht núicléach nítrigine, agus scríobh sé trí mhéid oibre. Ceann de na héachtaí is tábhachtaí ná cruthú samhail núicléas adamhach.

Cad iad na cáithníní a d'oscail Rutherford?

Sa staidéar ar radaíocht radaighníomhach, níor é Rutherford an chéad uair. Roimhe sin, bhí an cheist seo ag máistir an fhisice Becquerel agus an lánúin Curie. Ansin aimsíodh feiniméan na radaighníomhaíochta le déanaí, agus measadh fuinneamh mar fhoinse seachtrach. Trí staidéar cúramach a dhéanamh ar na salann úráiniam agus a n-airíonna, breathnaíodh Rutherford go bhfuil na ghathanna a d'aimsigh Becquerel neamhghlaonna.

Léirigh an turgnamh Rutherford le scragall go bhfuil an bhíoma radaighníomhach roinnte i roinnt sruthanna cáithníní. Is féidir sruth amháin de scragall alúmanaim a ionsú, is féidir leis an duine eile dul tríd. Is sraith d'eilimintí beaga iad gach ceann díobh a thugann an eolaí alfa agus cáithníní nó ghathanna béite orthu. Dhá bhliain ina dhiaidh sin, d'oscail an Villar Fraincise an tríú cineál ghathanna, ar a dtugtar ghathanna gamma, mar a thugtar ar Rutherford.

Bhí tionchar ollmhór ag na cáithníní a d'aimsigh Rutherford ar fhorbairt na fisice núicléach. Rinneadh cinn amach agus cruthaíodh go dtagann an fuinneamh as na n-adamh úráiniam iad féin. Sainmhíníodh cáithníní Alfa mar adamh héiliam dearbhaithe go dearfach, bhí leictreonacha béite cáithníní. Is iad na cáithníní gama a aimsítear radaíocht leictreamaighnéadach níos déanaí.

Lobhadh radaighníomhach

Thug fionnachtain Rutherford spreagadh ní hamháin don eolaíocht fhisiceach, ach dó féin. Leanann sé ag déanamh staidéir ar an radaighníomhaíocht in Ollscoil Montreal i gCeanada. In éineacht leis an gceimicí Soddy, déanann siad sraith turgnaimh, agus tugann siad faoi deara go n-athraíonn an adamh le linn a cháithníní a astaíocht.

Cosúil leis na hailceimiceoirí meánaoiseach, déanann eolaithe úráiniam a thionól i gceannas, ag déanamh cinn eolaíochta eile. Dá bhrí sin bhí sé amach an meath radaighníomhach. Is é an dlí a bhfuil an lobhadh ann dá réir, a thuairiscítear Rutherford agus Soddy sna "Oibreacha" trasfhoirmeach radaighníomhach "agus" Staidéar comparáideach ar radaighníomhaíocht radaíochta agus tóiriam ".

Socraíonn na taighdeoirí spleáchas an déine meath ar líon na n-adamh radaighníomhach sa sampla, chomh maith leis an am atá caite. Tugadh faoi deara go laghdaíonn an ghníomhaíocht lobhadh go geoiméadrach le himeacht ama. Maidir le gach substaint a thógann sé am. Ar bhonn ráta an lobhadh, d'éirigh le Rutherford prionsabal leath-lobhadh a fhoirmiú.

Múnla pláinéadach an adamh

Ag tús an 20ú haois, rinneadh go leor turgnaimh cheana féin chun staidéar a dhéanamh ar nádúr na n-adamh agus an radaighníomhaíocht. Rutherford agus Villars alfa oscailte, béite agus gáma ghathanna, agus Dzhozef Tomson, ar a seal, osclaíonn suas leictreon. Measann sé an cóimheas muirear-go-mais de leictreon agus fíoraíonn sé go bhfuil an cáithnín mar chuid den adamh.

Bunaithe ar a fhionnachtain, cruthaíonn Thomson samhail adamhach. Creideann an t-eolaí go bhfuil cruth sféarúil ag an dara ceann, ar an dromchla iomlán a dháileadh cáithníní dearfacha dá bharr. Taobh istigh den liathróid tá leictreonacha gearrtha go diúltach.

Cúpla bliain ina dhiaidh sin, athraíonn Rutherford teoiric a mhúinteora. Éilíonn sé go bhfuil núicléas ag an adamh atá cúisithe go dearfach. Agus timpeall air, cosúil le pláinéid ar fud na gréine, casann leictreoin faoi thionchar fórsaí Coulomb.

Scéim de thurgnamh Rutherford

Bhí Rutherford ina turgnóir den scoth. Dá bhrí sin, gan amhras a dhéanamh ar shamhail Thomson, chinn sé é a fhuascailt de réir taithí. Ceapadh go raibh adamh Thomson cosúil le scamall sféarúil leictreon. Ansin caithfidh na haithríní a bheith ag brath tríd an scragall.

Maidir leis an turgnamh, a tógadh Rutherford gléas bosca luaidhe le poll beag ina raibh ábhar radaighníomhach. Ghlac an bosca cáithníní alfa i ngach treo, ach amháin i gcás ina raibh an poll. Chruthaigh sé sreabhadh treorach cáithníní. Roimhe seo bhí roinnt scáileáin luaidhe le sliotáin chun cáithníní a chialllú a fhágann an cúrsa ar leith.

Dhírigh Is léir ray alfa a bhfuil aghaidh trí na constaicí, ceannteideal go dtí bileog an-tanaí de scragall óir. Bhí scáileán fluaraiseach taobh thiar di. Cláraíodh gach teagmháil de na cáithníní leis i bhfoirm flash. Mar sin, b'fhéidir breithniú a dhéanamh ar dhiall na gcáithníní tar éis dul tríd an scragall.

Ar ionadh é féin, Rutherford féin, dhiúltaigh go leor cáithníní ag uillinneacha móra, cuid acu fiú 180 céim. Thug sé seo deis don eolaí glacadh leis gurb é an chuid is mó den adamh substaint dhlúth taobh istigh de, ar a dtugtar an núicléas ina dhiaidh sin.

Scéim de thurgnamh Rutherford:

Critic ar an tsamhail

Rinneadh meastóireacht ar shamhail núicléach Rutherford ar dtús, toisc go raibh sé contrártha do dhlíthe leictreodinamics clasaiceach. Caithfidh leictreon a bheith ag rothlú, caillfidh sé fuinneamh agus astaíonn tonnta leictreamaighnéadacha, ach ní tharlaíonn sé seo, rud a chiallaíonn go bhfuil siad ag an gcuid eile. Sa chás seo, ba cheart go dtitfidh na leictreoin ar an gcroílár, seachas iad a sníomh timpeall air.

Thit Nils Bohr chun déileáil leis an bhfeiniméan seo. Deir sé go bhfuil a bhfithis féin ag gach leictreon. Cé go bhfuil an leictreon air, ní scaoileann sé fuinneamh, ach tá luasghéarú air. Tugann an t-eolaí coincheap quanta - cuid d'fhuinneamh, a scaoiltear nuair a bhogann leictreon chuig orbits eile.

Dá bhrí sin, tháinig Niels Bohr ar cheann de bhunaitheoirí brainse nua eolaíochta - fisice quantum. Cruthaíodh ceartas an tsamhail Rutherford. Mar thoradh air sin, tá coincheap an ábhair agus a ghluaiseacht athraithe go hiomlán. Agus is minic a dtugtar an t-atom Bohr-Rutherford ar an tsamhail.

Fíricí suimiúla faoin eolaí

Fuair Duais Nobel Ernest Rutherford an gnóthachtáil is tábhachtaí dá shaol roimhe seo - d'aimsigh sé an núicléas adamhach agus shuigh sé múnla pláinéadach den adamh.

Mar thoradh ar fhionnachtain iontach Rutherford tháinig tionscal nua chun cinn atá ag déanamh staidéir ar struchtúr an núicléas adamhach. Tugadh fisic núicléach nó núicléach air.

Ní raibh taighde ar an fisiceoir, ní hamháin taighde, ach freisin tallainne teagaisc. Ba é dhá mhic léinn déag dá scoláirí laureates Nobel i réimse na fisice agus na ceimice. Ina measc tá Frederic Soddy, Henry Moseley, Otto Gan agus pearsantachtaí cáiliúla eile.

Is minic a chuirtear creidmheas ar eolaí le fionnachtain nítrigin, atá mícheart. Tar éis an tsaoil, ba é seo Rutherford cáiliúil eile. D'aimsigh an luibheolaí agus an ceimiceoir Daniel Rutherford an gáis, a raibh cónaí air céad bliain roimh fisiceoir gan íoc.

Conclúid

Tá eolaí na Breataine Ernest Rutherford clúiteach i measc comhghleacaithe as a mhian le haghaidh turgnaimh. Le linn a shaoil, rinne an t-eolaí go leor turgnaimh, trína ndearna sé cáithníní alfa agus béite a oscailt, dlí an lobhadh agus an leathré a fhoirmiú, múnla pláinéadach den adamh a fhorbairt. Roimh a chreidtear gur foinse seachtrach é fuinneamh. Ach tar éis d'fhoghlaim an domhain eolaíoch cén cáithníní a d'aimsigh Rutherford, d'athraigh fisiceoirí a n-intinn. Chuidigh gnóthachtálacha an eolaí le céimeanna móra a ghlacadh i bhforbairt na fisice agus na ceimice, agus chuir sé le tionscnamh mar fhisic núicléach a bheith ag teacht chun cinn freisin.