Хемија за сите

Ернест Радерфорд

„Tаткото на нуклеарната физика“ кој доби Нобелова награда за хемија

„Кога ќе откриеме како е изградено јадрото на атомот, ќе ја откриеме најголемата тајна од сите тајни, освен тајната на животот“. Ернест Радерфорд

Радерфорд се смета за еден од најголемите научници во историјата, добитник на Нобелова награда за хемија и „таткото на нуклеарната физика“ бидејќи неговото истражување ја разоткри нуклеарната структура на атомот и суштинската природа на радиоактивното распаѓање како нуклеарен процес.

Ако Редерфорд го претставиме во стилот на„Игра на престолите“ тоа би звучело вака: „Ернест Редерфорд, Прв од неговото име, Крал на нуклеарната физика, Рушител на атомските догми, Откривач на протонот, Првиот трансмутатор, Господар на радиоактивноста и Пионер на модерната наука.“

ernest raderford na tron

 

Ернест Радерфорд е роден на 30 август 1871 година во Брајтвотер, Нов Зеланд и бил меѓу првите странци на кои им било дозволено да истражува на универзитетот Кембриџ, а дополнително имал чест да студира на катедрата на познатиот J. J. Thomson.

Под негово менторство, Радерфорд детектирал радио бранови на 800 m и накратко го држел светскиот рекорд за растојание на кое може да се детектираат електромагнетни бранови, иако кога ги презентирал своите резултати на состанокот на Британската асоцијација во 1896 година, открил дека е надминат од Маркони, чии радио бранови испратиле порака на речиси 16 км.

Повторно под водство на Томсон, Радерфорд работел на спроводливите ефекти на Х-зраците врз гасовите, што довело до откривање на електронот, резултатите првпат претставени од Томсон во 1897 година. Од искуството на Бекерел со ураниумот,

Радерфорд започнал да ја истражува неговата радиоактивност, откривајќи два вида зраци кои се разликувале од Х-зраците во нивната продирачка моќ. Продолжувајќи со своето истражување во Канада, во 1899 година тој ги измислил термините „алфа зрак“ и „бета зрак“ за да ги опише овие два различни типа на зрачење.

Во 1898 година, Радерфорд бил примен на местото професор по физика на Универзитетот Мекгил во Монтреал, Канада, по препорака на Томсон. Од 1900 до 1903 година, нему му се придружил младиот хемичар Фредерик Соди (Нобелова награда за хемија, 1921 година) со кого го поставиле проблемот со идентификување на благородниот гас што го испушта радиоактивниот елемент ториум, супстанца која и самата била радиоактивна. Откако ги елиминирале сите нормални хемиски реакции, Соди предложил дека тоа мора да биде еден од инертните гасови, кои го нарекле торон. Подоцна било откриено дека оваа супстанца е 220Rn, изотоп на радонот. Тие, исто така, пронашле друга супстанца што ја нарекле Ториум Х, подоцна идентификувана како 224Rn.

Радерфорд и Соди го објавиле својот труд„Закон за радиоактивни промени“ за да ги објаснат сите нивни експерименти. Дотогаш, се претпоставуваше дека атомите се неуништлива основа на целата материја; и иако Кири сугерирала дека радиоактивноста е атомски феномен, идејата за распаѓање на атомите на радиоактивни материи била радикално нова идеја. Радерфорд и Соди покажаа дека радиоактивноста вклучува спонтано распаѓање на атомите во друга, сè уште неидентификувана материја.

Во 1903 година, Радерфорд испитувал еден вид зрачење, откриено (но не именувано) од францускиот хемичар Пол Вилард во 1900 година, како емисија од радиум и сфатил дека ова набљудување мора да претставува нешто различно од неговите алфа и бета зраци, поради неговите многу поголема продорна моќ. Затоа, Радерфорд на овој трет тип на зрачење му го дал името гама зраци.

raderford

 

Во 1904 година, Радерфорд сугерирал дека радиоактивноста може да обезбеди извор на енергија доволен да го објасни постоењето на Сонцето за многу милиони години потребни за бавната биолошка еволуција на Земјата предложена од биолозите како Чарлс Дарвин.

Во Манчестер, Радерфорд ја продолжил својата работа со алфа зрачењето. Со Ханс Гајгер, тој развил екран за сцинтилација со цинк сулфид и комори за јонизација за броење на алфа честички. Со делење на вкупниот полнеж акумулиран на екранот со изброениот број, Радерфорд утврдил дека полнежот на алфа-честичката е два. На крајот, се појавил чистиот спектар на гасот хелиум, што докажало дека алфа зраците биле јонизирани атоми на хелиум, а веројатно и јадра на хелиум. Во 1910 година, Радерфорд, со Гајгер и математичарот Хари Бејтман, го објавиле нивниот труд, опишувајќи ја првата анализа на распределбата во време на радиоактивна емисија, дистрибуција која сега се нарекува Поасонова дистрибуција. Ернест Радерфорд ја добил Нобеловата награда за хемија во 1908 година „за неговите истражувања за распаѓањето на елементите и хемијата на радиоактивните материи“.

raderford zraci

Во 1912 година, на Радерфорд му се придружил Нилс Бор (кој претпоставувал дека електроните се движат во специфични орбити околу компактното јадро). Бор ја адаптирал нуклеарната структура на Радерфорд за да биде конзистентна со квантната хипотеза на Макс Планк. Резултирачкиот модел Радерфорд-Бор е основа за квантно-механичката атомска физика на Хајзенберг, која останува валидна и денес.

Заедно со H.G. Moseley, Радерфорд го развил системот за атомско нумерирање во 1913 година. Експериментите на Радерфорд и Мозли користеле катодни зраци за бомбардирање на различни елементи со струи на електрони и забележале дека секој елемент реагира на конзистентен и различен начин. Нивното истражување било првото што потврди дека секој елемент може да се дефинира со својствата на неговите внатрешни структури - набљудување што подоцна доведе до откривање на атомското јадро. Ова истражување го навело Радерфорд да теоретизира дека водородниот атом (во тоа време најмалку масивниот ентитет за кој се знаело дека носи позитивен полнеж) бил еден вид „позитивен електрон“ – компонента на секој атомски елемент. Дури во 1919 година Радерфорд ја проширил својата теорија за „позитивниот електрон“ со серија експерименти кои започнале непосредно пред крајот на неговото време во Манчестер. Тој открил дека азотот и другите лесни елементи исфрлаат протон, кој тој го нарекол „атом на водород“, кога е погоден со α (алфа) честички. Особено, тој покажа дека честичките исфрлени од алфа честичките кои се судираат со водород имаат единечен полнеж и 1/4 од импулсот на алфа честичките.

Во 1919-1920 година, Радерфорд го продолжил своето истражување за „атомот на водород“ за да потврди дека алфа честичките ги разградуваат азотните јадра и да ја потврди природата на продуктите. Овој резултат му покажал на Радерфорд дека јадрата на водородот биле дел од јадрата на азот (и по заклучок, веројатно и други јадра). Познато е дека водородот е најлесниот елемент, а неговите јадра веројатно најлесните јадра. Тој сфатил дека јадрото на водородот е фундаментален градежен блок на сите јадра, а исто така можеби и нова фундаментална честичка, бидејќи ништо не се знаело дека е полесно од тоа јадро. Така, потврдувајќи ја и проширувајќи ја работата на Вилхелм Виен, кој во 1898 година го открил протонот во струи на јонизиран гас, во 1920 година Радерфорд го постулирал јадрото на водородот како нова честичка, која ја нарекол протон. Во 1921 година, додека работел со Нилс Бор, Радерфорд теоретизирал за постоењето на неутрони, што може некако да го компензира ефектот на одбивање на позитивните полнежи на протоните со предизвикување привлечна нуклеарна сила и со што не дозволуваат јадрата да се разлетаат, поради одбивањето помеѓу протоните. Единствената алтернатива на неутроните била постоење на „нуклеарни електрони“, кои би се спротивставиле на некои од протонските полнежи во јадрото, бидејќи дотогаш беше познато дека јадрата имаат околу двапати поголема маса од онаа што може да се смета доколку тие едноставно се соберат од водородни јадра (протони).

Тој покажал дека α-честичките кои се судираат со јадрата на азот ќе реагираат наместо едноставно да отскокнуваат. Еден продукт од реакцијата бил протонот; другиот продукт кислородот:

14N + α → 17O + р

ernest

 

Редерфорд починал на 66 годишна возраст, од компликации со хернија, па изгледа добил сепса оти му рекле дека има само уште ден-два живот. Тој само ги побарал старите тетратки, неговите рани трудови, ги прочитал и си рекол: „Дечко, па ти навистина си бил проклето паметен човек“.По кремирањето му била оддадена високата чест да биде погребан во Вестминстерската опатија, во близина на великани како Исак Њутн и Чарлс Дарвин.

Елементот Радерфордиум, Rf, со Z=104, е именуван во негова чест, во 1997 година.

Автор на статијата: Блаже Димески
09 септември 2024
Напалм

Од „грчки“ оган до современи формули

Јанус кристали

Хемичарите создадоа кристали за екстракција на влагата од воздухот со нула потрошена енергија

Карл Вилхелм Шеле наречен „баксузот“

Извонредно баксузен, скромен фармацевт кој откри осум елементи и не доби признание за ниту еден од нив

>> Прочитај повеќе слични содржини!   

донирај

Генерален спонзор

генерален спонзор

Пријатели на науката

спонзор
спонзор
спонзор

Презентации и поимници

Презентации за основно образование

e hemija

Презентации за средно образование

hemija .ppt

Контактни информации:

e-hemija logo

Здружение за унапредување и развој на образованието и науката
„Е-ХЕМИЈА“ – Прилеп

Испрати порака:
e-hemija контакт

Е-Хемија на Facebook:
e-hemija facebook

Е-Хемија на Twitter:
e-hemija facebook

Пријатели на науката:

Здружение за унапредување и развој на образованието и науката „Е-ХЕМИЈА“ – Прилеп
Copyright © 2025 ehemija.mk

WebDesign www.nainternet.mk

e-hemija