Какое прозвище физик Эрнест Резерфорд получил благодаря тому что ученики издалека узнавали его по шагам и по голосу? Эрнест по прозвищу «Крокодил

В чем Резерфорд превзошел Эйнштейна и в чем уступил Маркони, какие мегагранты были в Англии XIX века, какие потери великий ученый понес на Первой мировой войне и за что его называли Крокодилом и кроликом, сайт рассказывает в очередном выпуске рубрики «Как получить Нобелевку».

Памятник Резерфорду-ребенку в Новой Зеландии

Wikimedia Commons

Эрнест Резерфорд

Нобелевская премия по химии 1908 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ».

Когда пишешь статью о нобелевском лауреате, существует два особенно трудных случая. Первый вариант: о нашем герое известно очень мало, и приходится заниматься отдельным поиском, чтобы набрать материала на статью. Второй вариант: наш герой сверхзнаменит, имя его стало нарицательным, а воспоминания очевидцев часто противоречат друг другу. И тут возникает другой вопрос - вопрос выбора. Наш сегодняшний случай - именно такой. Очень мало лауреатов, которые настолько известны, как наш персонаж. Еще меньше - получивших Нобелевскую премию так, что сама номинация в его случае стала самым ярким случаем троллинга в истории науки. Хотя в том далеком 1908 году «троллингом» могли назвать разве что музыкальную сценку авторства Эдварда Грига. Но как еще можно назвать премию по химии, врученную физику до мозга костей, который сам неоднократно подчеркивал, что все науки «делятся на физику и коллекционирование марок»? С другой стороны, именем этого человека в разное время назывались целых три химических элемента. Вы уже догадались, кто наш герой? Разумеется, это он, первый новозеландский нобелевский лауреат, сэр Эрнест Резерфорд. Он же - с легкой руки будущего советского нобелевского лауреата и своего ученика Петра Капицы - Крокодил.

Юный Эрнест Резерфорд

Wikimedia Commons

Резерфорда можно считать счастливцем. Родившись дальше, чем в провинции, не в Девоншире каком-нибудь, не в Эдинбурге, не в Сиднее и даже не в Веллингтоне, а в новозеландской провинции, в фермерской семье, он сумел пробиться. Однако стипендию имени Всемирной выставки 1851 года для одаренных провинциалов наш герой получил лишь тогда, когда тот, кому ее присудили ранее, отказался.

Тем не менее Рубикон был перейден (так он писал своей невесте), деньги на пароход заняты, и с прототипом детектора радиоволн (примерно то же самое делали Маркони и Попов) Резерфорд отправился в Англию. Денег на то, чтобы разрабатывать детектор, ему не дали: все свои средства почта Британии поставила на Маркони, который получит Нобелевскую премию через год после Резерфорда. И новозеландец записался в Кавендишскую лабораторию при Кембридже.

Мало кто знает, что знаменитая Кавендишская лаборатория названа по имени не химика Генри Кавендиша (который был 2-м герцогом Девонширским), а его родственника, 7-го герцога Девонширского, Уильяма Кавендиша, канцлера Кембриджа, который пожертвовал денег на открытие лаборатории. Такой вот английский мегагрант. Между прочим, весьма успешный: на настоящий момент 29 сотрудников этого проекта получили Нобелевские премии (включая нашего Капицу).

Уильям Кавендиш, 7-й герцог Девонширский

Wikimedia Commons

Резерфорд стал докторантом у самого , первооткрывателя электрона (Томсон - лауреат «физического нобеля» 1906 года, но не за электрон, а за исследования прохождения токов в газах). И поучаствовал в нобелевских работах своего научного руководителя. А дальше можно просто перечислять лишь основные достижения Резефорда - великого экспериментатора и физика (доктор Эндрю Бальфур дал едкое определение-признание Резерфорду: «Мы заполучили дикого кролика из страны антиподов и он роет глубоко»).

Вместе с Томсоном он изучал ионизацию газов рентгеновским излучением. В 1898 году он выделил из радиоактивного излучения «альфа-лучи» и «бета-лучи». Сейчас мы знаем, что это ядра гелия и электроны. Кстати, химической природе альфа-лучей посвящена Нобелевская лекция Резерфорда.

Эккспериментальная установка по разделению радиоактивного излучения на альфа-, бета- и гамма-составляющие

Wikimedia Commons

В 1901-1903 годах вместе с будущим нобелиатом по химии 1921 года, Фредериком Содди, Резерфорд открыл естественные превращения элементов при радиоактивном распаде (за это наш герой и получил «Нобеля», так что все законно, ведь химия - это наука о превращении веществ друг в друга). При этом была открыта «эманация тория», газообразный радон-220, и сформулирован закон радиоактивного распада.

Фредерик Содди

Ганс Гейгер и Эрнест Резерфорд

Wikimedia Commons

Но самый известный свой эксперимент он (точнее, его ученики Гейгер и Мардсен) провел в 1909 году. Исследование прохождения альфа-частиц сквозь золотую фольгу абсолютно неожиданно для всех показало, что некоторые ядра гелия отбрасываются обратно. «Как если бы вы стреляли 15-дюймовым снарядом в кусок тонкой бумаги, а снаряд возвратился бы к вам и нанес удар», - писал Резерфорд. Так было открыто атомное ядро и появилась планетарная модель атома, в которой электроны вращаются вокруг ядра, а модель Томсона, которая называлась «пудинг с изюмом», была отброшена.

Как проходили бы альфа-частицы через атомы Томсона (ожидаемый результат эксперимента) и какие результаты наблюдались в реальности

Wikimedia Commons

Предложить такую модель было совершенным безумием. Потом выяснилось, что о планетарной модели атома задумывался, например, Эйнштейн, но не решился ее разрабатывать, ведь всем ясно, что рано или поздно электроны должны падать на ядро.

Во время Первой мировой войны Резерфорд работал над детектированием вражеских подлодок (он служил офицером связи). Война же нанесла нашему герою и страшный удар: на фронте погиб талантливейший его ученик - Генри Мозли.

Генри Мозли

Wikimedia Commons

В 1917 году Резерфорд начинает эксперименты по искусственному превращению элементов. Два года спустя эти эксперименты успешно завершились: в 1919 году в том же журнале Philosophical Magazine, где он с Содди рассказал о превращении элементов при естественном радиоактивном распаде, вышла статья «Аномальный эффект в азоте», в которой сообщалось о первом искусственном превращении элементов). В 1920 году Резерфорд предсказал существование нейтрона (его потом открыл ученик Резерфорда Чедвик).

Сэр Джеймс Чедвик

Wikimedia Commons

Во время войны Резерфорд стал и дворянином. Несмотря на то, что удар мечом Резерфорд получил от короля в 1914 году, бароном Резерфордом Нельсоном он официально стал только в 1931-м, с утверждением соответствующего герба. На гербе - птица киви, символ Новой Зеландии, и две экспоненциальные кривые, показывающие, как убывает со временем количество радиоактивных атомов при радиоактивном распаде. Он телеграфировал по подводному кабелю восьмидесятивосьмилетней матери: «Итак - лорд Резерфорд. Заслуга более твоя, чем моя. Люблю, Эрнест».

Резерфорд Эрнест (1871-1937)
Выдающийся учёный-физик с мировым именем, лауреат Нобелевской премии (1908 год), один из создателей атомной физики, сочетавший в себе гений экспериментатора с глубокими теоретическими знаниями.
Он родился в Новой Зеландии в семье мелкого фермера, где был четвёртым из 12 детей, поэтому к труду приобщился с раннего возраста. Работоспособность позволила ему закончить школу с великолепными результатами (580 баллов из 600 возможных) и получить стипендию для дальнейшего обучения в Англии. Интересно, что известие об этом он получил во время уборки на картофельной плантации и пророчески заметил: «Это, очевидно, последняя картошка, которую я выкапываю».
Картошка, действительно, была последней, но «копать» Резерфорду пришлось всю оставшуюся жизнь, только теперь в науке. Его научная деятельность началась в известной физикам всего мира Кавендишской лаборатории, из стен которой вышло 17 Нобелевских лауреатов. Под руководством крупнейшего учёного того времени Дж.Дж. Томсона Резерфорд «копал» так глубоко, что его молодые коллеги присвоили ему кличку «Кролик». Его интересовал широкий круг вопросов. Это и электромагнитные волны, и прохождение тока через газы, и радиоактивность. Именно исследование радиоактивных излучений принесло ему мировую известность и славу. С помощью магнитного поля радиоактивное излучение им было разделено на α и β- лучи, им открыт закон радиоактивного распада, им обоснована возможность превращений одних элементов в другие при радиоактивном распаде.
В 1908 году Эрнест Резерфорд становится Нобелевским лауреатом по... химии (тогда радиоактивность относилась не к физике, а к химии). По этому поводу сам Резерфорд сказал: «Я имел дело с многими разнообразными превращениями, ... но самое замечательное превращение заключалось в том, что я в один миг превратился из физика в химика».
Однако и в физике достижения и открытия Резерфорда столь значительны, что их хватило бы на несколько подобных премий. Напомним лишь некоторые из них:

1. Опыты по рассеянию α-частиц, приведшие к планетарной модели атома.
2. Первая в мире ядерная реакция, осуществлённая бомбардировкой α-частицами атомов азота, результатом которой явилось превращение азота в кислород (точнее в озон - изотоп кислорода). Кстати, Резерфордом было осуществлено 17 различных ядерных реакций.
3. Открытие протона, являющегося составной частью ядра любого атома (1919 год). Протон был открыт в ходе осуществления первой ядерной реакции.

7 N 14 + 2 α 4 = 8 O 17 + 1 р 1

Став маститым учёным, Резерфорд приобрёл новую кличку - «Крокодил». Крокодил - существо, не умеющее пятиться назад. Резерфорд всегда шёл только вперёд и, зная о своей кличке, не обижался на коллег.
Э. Резерфорд щедро делился своими идеями с учениками, которые приезжали к нему из разных стран. Это англичанин Д. Чедвиг, открывший в 1932 году нейтрон, предсказанный Резерфордом; это российский физик П.Л.Капица, лучший ученик Резерфорда; это немецкий физик Г.Гейгер, сконструировавший счётчик α и β-частиц; это датчанин Н.Бор, ставший в один ряд со своим учителем в развитии атомной физики и т. д. Кстати, все вышеперечисленные ученики Резерфорда являются Нобелевскими лауреатами.
Из воспоминаний Капицы о Резерфорде: «... к людям он относился исключительно заботливо, особенно к своим ученикам. ... Не позволял работать дольше 6 часов вечера в лаборатории, а по выходным дням не позволял работать совсем». Он утверждал, что «плохи те люди, которые слишком много работают и слишком мало думают». Своему заместителю он неоднократно напоминал: «Всякому, кто имеет собственные идеи, нужно помочь их осуществить, даже если они кажутся не особенно важными или вообще невыполнимыми, ибо ошибки учат не меньше, чем успехи. ... Не забывайте, что многие идеи ваших мальчиков могут быть лучше ваших собственных и никогда не следует завидовать успехам своих учеников. ... Ученики заставляют меня казаться молодым».
Чувствуя отеческую заботу, ученики платили ему взаимной любовью. П.Л. Капица отмечал, что к Резерфорду полностью применимо изречение: «Простота - вот самая большая мудрость». И, действительно, несмотря на мировую известность, Резерфорд всегда оставался всегда простым в общении, в работе и в жизни вообще.
Сейчас мало кому известно, что в 1932 году его возводят в сан лорда и называют лордом Нельсоном (подобно лорду Кельвину), но сам он практически этим именем не пользовался, оставаясь простым сыном фермера.
Педагогическая деятельность Резерфорда не была столь успешной. На занятиях он постоянно увлекался рассказами о новых научных идеях и перспективах, а в итоге учащиеся не успевали усваивать программный материал. Увлекательно излагая на лекциях физические аспекты изучаемого вопроса, он почти никогда не мог довести до конечного результата математические выводы, относящиеся к данному вопросу. Сделав ошибку в доказательстве, он смущённо клал мел и говорил: «Если сделать все выводы правильно, то получится так, как я сказал». Однажды Резерфорд демонстрировал распад радия. Экран то светился, то гас. Он комментировал опыт так: «Теперь вы видите, что ничего не видно, а почему ничего не видно, вы сейчас увидите». Скорее всего Резерфорд никогда не готовился к лекциям, считая ненужным тратить время на то, что можно прочитать в учебнике.
Интересно, что имя Резерфорда часто пересекается с именем Ньютона. Так, Резерфорд женился на девушке, которую звали Мэри Ньютон (однофамилица великого учёного); отмечен факт, что Резерфорду в саду упал на голову сук от яблони, подобно тому, как Ньютону упало яблоко; даже могила Резерфорда находится рядом с могилой Ньютона.
Что же касается смерти Резерфорда, то она для всех явилась полной неожиданностью. Осенью 1937 года у него случилось ущемление грыжи, и на четвертый день после операции он скончался. Резерфорд похоронен в Соборе Святого Павла, известном как Вестминстерское аббатство. Его саркофаг установлен в, так называемом, «уголке науки», где захоронены И.Ньютон, М.Фарадей, Ч.Дарвин. Простой памятник над прахом учёного подтверждает его скромность. Но немеркнущим памятником великому Резерфорду стала атомная физика, отцом которой он является и которая получила блестящее развитие в трудах его многочисленных учеников.

«Космические сыщики» — новая книга писателя, доктора физико-математических наук Николая Николаевича Горькавого. Её герои знакомы читателям по научно-фантастической трилогии «Астровитянка» и научным сказкам, опубликованным в журнале в 2010—2014 гг. и в №№ 1, 4—7, 2015 г.

Вечером перед сном Дзинтара, как всегда, открыла книгу и прочитала детям первую фразу новой сказки:

— История атомной физики сложилась бы иначе, не будь в Шотландии так мало пахотных земель.

— Ты уверена, что в этой фразе нет ошибки? — осторожно спросила Галатея. — Может, в ней случайно сошлись два предложения из разных историй?

— Сейчас увидим, — проговорила озадаченная Дзинтара и продолжила чтение.

— Из-за нехватки сельскохозяйственной земли в Шотландии британское правительство стало раздавать безземельным фермерам бесплатные билеты на пароходы, отправлявшие-ся в отдалённые и малонаселённые английские колонии, где бедняки могли получить собственный участок. Семейству Резерфордов достался билет не в Канаду, как многим другим, более удачливым фермерам, а гораздо дальше — в Новую Зеландию. Там глава семейства Джеймс стал заниматься выращиванием льна. У него было 12 детей. Четвёртого ребёнка звали Эрнест. Мальчик отличался прекрасной памятью, богатырской силой и здоровьем. Живя, можно сказать, на краю света, он увлёкся наукой и захотел переехать в Англию, где фермерам приходилось туго, а учёным было полное раздолье.

Сильное желание — главная составляющая успеха. Эрнест прекрасно закончил школу и получил стипендию для обучения в лучшем в Новой Зеландии Кентербери-колледже в Крайстчёрче. В те времена в нём насчитывалось всего 150 студентов и 7 профессоров. Сейчас это новозеландский университет.

В 21 год Эрнест закончил колледж, защитив магистерскую работу по радиоволнам, открытым несколькими годами ранее немецким физиком Генрихом Рудольфом Герцем. Для регистрации волн новозеландский магистр придумал радиоприёмник нового типа, основанный на намагничивании железа при высокочастотном разряде. Но мечта об Англии пока оставалась мечтой.

— Эрнест подал заявку на стипендию, которая позволяла учиться в Англии. Такую стипендию — одну на всю Новую Зеландию — давали раз в два года. Ожидая ответа, Резерфорд устроился на работу учителем в среднюю школу. К сожалению, стипендию дали другому. Но случилось неожиданное — тот отказался от стипендии и остался в Новой Зеландии. А в Англию поехал Резерфорд. Он прибыл в Кембриджский университет, поступил на работу в Кавендишскую лабораторию и стал аспирантом знаменитого физика Джозефа Джона Томсона.

— Чем же он знаменит? — поинтересовалась Галатея.

— Томсон был директором прославленной Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Он исследовал катодные лучи и доказал, что вне зависимости от материала катода они состоят из одинаковых частиц с одним и тем же отношением заряда к массе. Это отношение Томсон измерил по отклонению траекторий частиц в электрическом и магнитном полях. Таким образом, Томсон стал открывателем электронов — мелких заряженных частиц материи. В 1906 году он получил за это Нобелевскую премию. Другой известный физик, нобелевский лауреат 1905 года Филипп Эдуард Антон фон Ленард тоже исследовал катодные лучи и был близок к доказательству того, что они состоят из частиц, но упустил право называться открывателем электронов.

— Он и с рентгеновскими лучами опоздал! — напомнил Андрей.

— Да, Ленарду хронически не везло, все самые яркие открытия, связанные с катодными лучами, уплыли из его рук.

Томсон не только открыл электроны, но и предположил, что они входят в состав любого вещества, то есть являются частичками атома. До него учёные рассматривали атомы как нечто целое и неделимое, а Томсон первым сделал попытку создать более детальную модель атома, которая включала бы отдельные частицы — электроны. Но электроны, заряженные отрицательно, отталкиваются друг от друга. Значит, их взаимное отталкивание должно компенсироваться присутствием материи с положительным зарядом, чтобы атом в целом был нейтральным. Томсон выдвинул следующую гипотезу: атом — это массивное облако положительно заряженной материи, в котором, как изюм в пудинге, находятся лёгкие отрицательные электроны. Эту модель стали называть «пудинговая модель атома».

Таково было состояние дел в атомной физике, в частности в Англии, когда туда приехал крепкий новозеландский парень, сын фермера Эрнест Резерфорд. Одной из первых его работ было открытие лучей нового типа. В 1898 году, используя естественный источник радиоактивного излучения, Резерфорд доказал, что в этом излучении присутствуют сразу два вида частиц: положительно заряженные массивные альфа-частицы и отрицательно заряженные лёгкие бета-частицы. Они по-разному реагируют на магнитное поле, отклоняясь в разных направлениях.

— Что это за частицы? — спросила Галатея.

— Бета-частицы — те самые электроны, которые открыл Томсон; альфа-частицы — ядра гелия, они в тысячи раз тяжелее электронов. Через год французский физик Поль Вийяр показал, что есть ещё и нейтрально заряженные частицы, не отклоняющиеся в магнитном поле, — их назвали гамма-лучами. Это электромагнитное излучение, только ещё более коротковолновое, чем рентгеновские лучи.

Работа молодого Резерфорда была очень успешной, но попасть в круг английских профессоров ему не удалось. Осенью 1898 года он получил предложение занять место профессора в Монреальском университете в Канаде. Там он познакомился с младшим лаборантом Фредериком Содди. За пять лет совместной работы они создали теорию радиоактивного распада. Молодые исследователи опровергли мнение о том, что атомы неделимы и неизменны. Они заявили: «В результате атомного превращения образуется вещество совершенно нового вида, полностью отличное по своим физическим и химическим свойствам от первоначального вещества».

В 1910 году, через несколько лет после этих открытий, младший лаборант Содди стал академиком и членом Королевского общества, а позже, в 1921-м, — нобелевским лауреатом.

— Вот как помогла ему дружба с сыном новозеландского фермера! — засмеялась Галатея.

— Эрнест Резерфорд тоже приобрёл широкую известность. В 1903 году его выбрали в академики. После восьми с лишним лет работы он покинул Канаду и вернулся в Англию. Весной 1907 года Резерфорд получил должность профессора в Манчестерском университете с окладом в два с половиной раза больше, чем в Канаде. В следующем году ему присудили Нобелевскую премию «за проведённые им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ». Узнав о награждении, новоиспечённый лауреат произнёс ставшие крылатыми слова: «Вся наука — или физика, или коллекционирование марок».

В Манчестерском университете Резерфорд создал новую лабораторию, которая затмила результатами своей работы Кавендишскую. Ученик Резерфорда, физик из России Пётр Леонидович Капица дал Резерфорду прозвище Крокодил. «Это животное никогда не поворачивает назад, — объяснил он, — и потому может символизировать резерфордовскую проницательность и его стремительное продвижение вперёд».

Главное открытие Резерфорд сделал вскоре после присуждения ему Нобелевской премии. По его предложению в 1908 году физики Ханс Вильгельм Гейгер и Эрнест Марсден стали изучать процессы рассеяния альфа-частиц на тонкой золотой фольге. Они получили загадочный результат: примерно десять тысяч альфа-частиц пролетали сквозь фольгу, лишь слегка отклоняясь от своего пути, зато одна из этих десяти тысяч частиц отклонялась очень сильно, а иногда даже летела назад.

— И как это объяснить? — спросила Галатея.

— Как вы помните, согласно Томсону, атом представлял собой рыхлое положительно заряженное облако с вкраплениями электронов. Электроны весили в семь тысяч раз меньше, чем альфа-частицы, и никак не могли отклонить их назад. Эрнест Резерфорд писал про отражение назад альфа-частиц: «Это было почти столь же невероятно, как если бы вы стреляли 15-дюймовым снарядом в кусок тонкой бумаги, а снаряд возвратился бы к вам и нанёс удар». Томсон не был обескуражен этим результатом, — он полагал, что большое количество мелких отклонений может, суммируясь, развернуть некоторые альфа-частицы назад. Но он не подкрепил свою догадку расчётами, и это не удовлетворило дотошного и упрямого Резерфорда.

В 1904 году японский физик Хантаро Нагаока предложил планетарную модель атома, в центре которой находилось массивное положительное ядро, а вокруг — как кольца Сатурна — кружились электроны.

Резерфорд долго размышлял над результатами Гейгера и Марсдена и в 1911 году создал собственную планетарную модель атома, в которой крошечное положительное ядро было в десять тысяч раз меньше самого атома, но благодаря своей массе и сильному электрическому полю могло развернуть назад быстро летящие альфа-частицы.

— Это верно и для чёрных дыр, и для атомных ядер! — просиял Андрей. — Ведь чем меньше радиус, тем сильнее поле. Только поля у них разные: у чёрных дыр — гравитационные, а у атомных ядер — электрические.

— Молодец, Андрей! — в свою очередь обрадовалась Дзинтара. — Быстро соображаешь!

Галатея недовольно покосилась на брата.

— Не перебивай!

— Ничего, — успокоила её Дзинтара, — это же интересно — по ходу сказки обсуждать самые важные моменты. Итак, Резерфорд предложил свою модель атома — и был ею очень доволен. «Теперь я знаю, как выглядит атом!» — говорил он. В то же время он рассматривал её как рабочую модель, которая помогает объяснить интересные эксперименты, но ещё далека до совершенства. И тут среди учеников Резерфорда появился человек, который принял эту модель всерьёз, но это уже новая история. А сегодня пора спать.

И Дзинтара закрыла книгу, несмотря на протестующие возгласы детей.

Хантаро Нагаока (1865—1950) — японский физик. В 1904 году предложил первую планетарную модель атома с массивным положительным ядром и кружащимися вокруг него отрицательными электронами.

Эрнест Резерфорд (1871—1937) — британский физик родом из Новой Зеландии. Лауреат Нобелевской премии по химии за 1908 год. Экспериментально доказал наличие крошечного плотного и тяжёлого ядра внутри сравнительно большого и почти пустого (в остальных областях) атома. Создатель известной школы физики: 12 учеников Резерфорда стали нобелевскими лауреатами.

Фредерик Содди (1877—1956) — английский радиохимик, член Лондонского королевского общества, лауреат Нобелевской премии по химии 1921 года. Вместе с Резерфордом работал над созданием теории радиоактивного распада.

Джозеф Джон Томсон (1856—1940) — английский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1906 года, президент Лондонского королевского общества и Лондонского общества физиков, директор Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, где под его руководством работал Эрнест Резерфорд.

Уточнение

(См. статью Ник. Горькавого «Сказка о философском камне и гувернантке, получившей две Нобелевские премии» в № 6, 2015 г.)

Первое предположение о существовании неизвестных радиоактивных элементов было опубликовано в «Докладах академии наук» по материалам заседания от 12 апреля 1898 года. Их поиском занимались супруги Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри. Исследовав радиоактивные свойства урана, Мария начала изучать радиоактивность различных руд. Она обнаружила, что некоторые из них излучают гораздо интенсивнее, чем другие, и сделала смелое предположение: в руде содержится вещество, радиоактивность которого во много раз превышает радиоактивность урана. Супруги разделили руду на несколько химических фракций и стали отдельно измерять их радиоактивность. Оказалось, что высокой активностью обладают не одна, а две фракции. Это означало, что радиоактивных элементов тоже два. Об открытии первого из них — полония — Пьер и Мария заявили в июле 1898 года. А 26 декабря того же года на очередном заседании Академии наук вместе с сотрудником их лаборатории химиком Ж. Бемоном они сообщили, что обнаружили второе из разыскиваемых веществ, содержащее новый радиоактивный элемент. Ему дали название «радий».

Некоторые выпуски «Эврики» мы будем делать тематическими и посвящать выдающимся ученым с мировыми именами. Наш сегодняшний выпуск о Резерфорде и приурочен к дате его рождения - 30 августа 1871 года.

Сэр Эрнест Резерфорд – британский физик новозеландского происхождения, отец ядерной физики. Именно он в 1911 году своим знаменитым опытом рассеяния альфа-частиц доказал существование в атомах положительного заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него (на основе этого опыта была создана планетарная модель атома).

Нашим соотечественникам более старшего поколения Резерфорд также известен как один из научных руководителей легендарного советского физика Петра Леонидовича Капицы (основатель Института физических проблем, лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за открытие явления сверхтекучести жидкого гелия).

Мы не будем подробно останавливаться на биографии и научных достижениях Резерфорда, а, как обычно, предложим читателю подборку интересных и любопытных фактов об этом ученом и его исследованиях.

Крокодил

Петр Капица называл Резерфорда «Крокодилом», объясняя придуманное им прозвище так: «Это животное никогда не поворачивает назад и потому может символизировать Резерфордовскую проницательность и его стремительное продвижение вперед».

В 1931 году «Крокодил» выхлопотал деньги на постройку лаборатории для Капицы. На торцевой стене здания был высечен (скульптором Эриком Гиллом по заказу Капицы) огромный, во всю стену крокодил. Резерфорд сам объяснил, что это он.

Работать или думать?

Однажды вечером Резерфорд зашел в лабораторию. Хотя время было позднее, там сидел над приборами один из его многочисленных учеников.

– Что вы делаете так поздно? – спросил Резерфорд.

– Работаю, – последовал ответ.

– А что вы делаете днем?

– Работаю, разумеется.

– И рано утром тоже работаете?

– Да, профессор, и утром работаю, – подтвердил ученик, рассчитывая на похвалу из уст знаменитого ученого.

Резерфорд помрачнел и раздраженно спросил:

– Послушайте, а когда же вы думаете?

Спасение Макса Борна

Когда Макса Борна (один из отцов квантовой теории) выдворили с кафедры в Геттингене из-за расовой принадлежности, Резерфорд пригласил его в Кембридж, фактически предоставив убежище.

Когда Борн сошел с поезда в Кембридже, ему бросился в глаза плакат Born to be Hanged (можно перевести как «Рожденный для казни» или «Борн должен быть повешен»). Встречавшие, чтобы успокоить Борна, поспешили объяснить, что это лишь афиша спектакля (здесь надо принять во внимание действительно суровую немецкую действительность тех лет).

Физический афоризм

Самым известным высказыванием Резерфорда (которое давно стало афоризмом) является его утверждение о том, что все науки можно разделить на две группы – физику и коллекционирование марок.

Причина увольнения

Резерфорд набирал сотрудников так: когда к нему приходили в первый раз, он давал задание. Если после этого новый сотрудник спрашивал, что делать дальше, его сразу увольняли.

Научные метаморфозы

Резерфорд отмечал, что из всех превращений, которые ему удалось наблюдать, самым не­ожиданным было собственное превращение из физика в химика.

Действительно, хотя Резерфорд вошел историю как один из самых выдающихся физиков, Нобелевская премия была присуждена ему в 1908 году... по химии «за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ».

И, наконец, традиционная для нашей рубрики байка от мехмата БГУ. На сей раз это история о физиках и математиках от доцента кафедры теории функций Игоря Леонидовича Васильева.

Приходит однажды к нему аспирант-физик:

Аспирант: «Помогите, пожалуйста, найти ошибку в вычислении интеграла. Тут очень сложный интеграл, я несколько страниц считал, получается нуль».

И.Л.: «А почему вы уверены, что там ошибка?»

Аспирант: «Физическая величина, которая определяется этим интегралом, не может быть равна нулю. Это противоречит законам физики. Я уже обращался к одному математику, он тоже сказал, что интеграл равен нулю. Научный руководитель посоветовал мне обратиться к вам».

Резерфорд Эрнест – физик, имеющий двойные корни. Его отец новозеландец, а мать англичанка. С детства ему прививали любовь к науке и Англии, куда впоследствии он и переехал.

Причина, по которой все знают это звучное имя – колоссальные изучения в области радиации и распада частиц, которые он проводил на протяжении всей своей жизни.

Эрнест родился и провел детство в Новой Зеландии, там он получил начальное образование, закончил университет и защищал докторскую диссертацию в 1900 году.

Детство. Учеба

30 августа 1871 году в семье фермера Джеймса и англичанки по происхождению, Марты Томпсон появился четвертый ребенок, которого назвали Эрнест. Позже в семье появилось еще восемь детей, воспитание и трудолюбие прививалось с детства.

По окончанию средней школы Эрнест поступает в колледж. На протяжении всего обучения он усердно учился и старался набирать максимальные баллы, чтобы поступить в колледж при новозеландском университете.

После поступления туда он начинает проявлять себя в студенческой и общественной жизни, возглавляет дискуссионный клуб. Окончил колледж будущий физик с двумя степенями – магистра и бакалавра. Магистра в области гуманитаристики и степень бакалавра естественных наук.

С этого времени он начинает интересоваться электротехникой. В 1895 году Эрнест переезжает в Англию и устраивается на работу в Кембриджский университет, где совершает первое открытие – расстояние, определяющее длину электромагнитной волны.

Научная деятельность

Через три года Эрнест переводится в университет МакГила, тут он становится профессором класса физики и начинает изучение радиоактивности. Альфа и бета частицы были открыты этим физиком в 1899 году, после чего начинается еще более углубленное теоретическое и практическое исследование явлений радиоактивности.

Примерно в это же время Резерфорд делает еще одно открытие, изучив и подробно описав, что радиация – это лишь следствие, вытекающее из спонтанного распада атомов. Он описывает, что для уменьшения радиоактивности материала в 2 раза, необходимо определенное время, названное им – «период полураспада».

В 1903 году Эрнест Резерфорд обнаруживает еще не открытый вид электромагнитных волн, который называет «гамма излучение». Через несколько лет его переводят в университет города Манчестер, где он разрабатывает, совместно с коллегами, камеру ионизационную и отражающий экран для последующих своих опытов.

В 1911 году он представил модель атома и предоставил теорию, согласно которой вокруг любого положительно заряженного атома имеются электроны. Через некоторое время в Кавендишской лаборатории он провел опыт по трансмутации, да него такого еще никто не делал, так что в какой-то степени это было открытие. Во время опыта он превратил азот в кислород.

Семья Резерфорда Эрнеста

После переезда в Англию Эрнест знакомится с Марией Георгиной Ньютон и делает ей предложение в 1895 году, а в 1900 году она становится его женой. У пары родился один ребенок, девочка – Эйлин Мария через год после свадьбы.

Смерть Резерфорда Эрнеста

Пупочная грыжа – болезнь, которой страдал известный физик. Операция была проведена позже запланированного времени из-за отсутствия квалифицированного хирурга, и через несколько дней после этого, 19 октября 1937 года знаменитый на весь мир физик скончался.

Вестминстерское аббатство стало последним домом известного физика. Его похоронили тут в аббатстве рядом с другими известными научными деятелями.

Награды физика

Нобелевскую премию Резерфорд Эрнест получает за большой вклад в изучение химии в 1908 году, а именно – опыты проводимые с частицами, их распадом, и радиоактивными веществами, получаемыми из них. В 1914 году его посвятили в рыцари, и он стал именоваться «сэр Эрнст», а еще через два года награждают медалью имени сэра Джеймса Гектора.

Орден Великобритании «За заслуги» физик получает в 1925 году. А спустя шесть лет, в 1931 году, Эрнест удостаивается титула барона Резерфорда Нельсонского и Кембриджского.

• Когда Эрнест родился, его имя сразу неправильно написали, сделав ошибку, в результате чего вышло Earnest – серьезный.
• Благодаря открытию Резерфордом «периода полураспада», со временем ученые смогли точнее вычислить возраст Земли.
• В 1935 году доказав теорию существования нейронов, предложенную Эрнестом Резерфордом, Джеймс Чедвик получил Нобелевскую премию. «Крокодил» - прозвище данное Резерфорду Капицей.
• Резерерфорд считал, несмотря на собственные открытия, что из атома невозможно получить энергию.
• В честь физика названы: кратер, химический элемент № 104, лаборатория, открытая в 1957 году, астероид.