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近代原子核物理學(xué)之父:歐內(nèi)斯特·盧瑟福

近代原子核物理學(xué)之父:歐內(nèi)斯特·盧瑟福

 

歐內(nèi)斯特·盧瑟福是二十世紀(jì)最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之一,在放射性和原子結(jié)構(gòu)等方面,都做出了重大的貢獻(xiàn)。

盧瑟福1871830生于新西蘭納爾遜的一個手工業(yè)工人家庭。并在新西蘭長大,進(jìn)入新西蘭的坎特伯雷學(xué)院學(xué)習(xí)。23歲時(shí)獲得了三個學(xué)位(文學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、理學(xué)學(xué)士)。1895年在新西蘭大學(xué)畢業(yè)后,獲得英國劍橋大學(xué)的獎學(xué)金進(jìn)入卡文迪許實(shí)驗(yàn)室,成為湯姆孫的研究生。提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型,為原子結(jié)構(gòu)的研究做出很大的貢獻(xiàn)。1898年,在湯姆孫的推薦下,擔(dān)任加拿大麥吉爾大學(xué)的物理教授。他在那兒呆了9年。于1907年返回英國出任曼徹斯特大學(xué)的物理系主任。1919年接替退休的湯姆孫,擔(dān)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任。1925年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會主席。1931年受封為納爾遜男爵,19371019因病在劍橋逝世,與牛頓法拉第并排安葬,享年66歲。

 

原子物理學(xué)之父盧瑟福的科學(xué)成就

1盧瑟福關(guān)于放射性的研究確立了放射性是發(fā)自原子內(nèi)部的變化。放射性能使一種原子改變成另一種原子,而這是一般物理和化學(xué)變化所達(dá)不到的;這一發(fā)現(xiàn)打破了元素不會變化的傳統(tǒng)觀念,使人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)入到原子內(nèi)部這一新的層次,并開辟了一個新的科學(xué)領(lǐng)域——原子物理學(xué)

21912年,盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提出原子核式結(jié)構(gòu)模型。該實(shí)驗(yàn)被評為物理最美實(shí)驗(yàn)之一。

3質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 1919年,盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn),從氮核中打出一種粒子,并測定了它的電荷與質(zhì)量,它的電荷量為一個單位,質(zhì)量也為一個單位,盧瑟福將之命名為質(zhì)子。

4他通過α粒子為物質(zhì)所散射的研究,無可辯駁的論證了原子的核模型,因而一舉把原子結(jié)構(gòu)的研究引上了正確的軌道,于是他被譽(yù)為原子物理學(xué)之父。由于電子軌道也就是原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和經(jīng)典電動力學(xué)的矛盾,才導(dǎo)致玻爾提出背離經(jīng)典物理學(xué)的革命性的量子假設(shè),成為量子力學(xué)的先驅(qū)。

5)人工核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)是盧瑟福的另一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。自從元素的放射性衰變被確證以后,人們一直試圖用各種手段,如用電弧放電,來實(shí)現(xiàn)元素的人工衰變,而只有盧瑟福找到了實(shí)現(xiàn)這種衰變的正確途徑。這種用粒子或γ射線轟擊原子核來引起核反應(yīng)的方法,很快就成為人們研究原子核和應(yīng)用核技術(shù)的重要手段。在盧瑟福的晚年,他已能在實(shí)驗(yàn)室中用人工加速的粒子來引起核反應(yīng)。

 

原子物理學(xué)之父盧瑟福的趣聞軼事與質(zhì)樸心靈

1)有個外號叫鱷魚”:盧瑟福從小家境貧寒,通過自己的刻苦努力,這個窮孩子完成了他的學(xué)業(yè)。這段艱苦求學(xué)的經(jīng)歷,培養(yǎng)了盧瑟福一種認(rèn)準(zhǔn)了目標(biāo)就百折不回勇往直前的精神。后來學(xué)生為他起了一個外號——鱷魚,并把鱷魚徽章裝飾在他的實(shí)驗(yàn)室門口。因?yàn)轺{魚從不回頭,他張開吞食一切的大口,不斷前進(jìn)。

2)搖身一變成為化學(xué)家”:1908年,盧瑟福獲得該年度的諾貝爾化學(xué)獎,他對自己不是獲得物理學(xué)獎感到有些意外,他風(fēng)趣地說:我竟搖身一變,成為一位化學(xué)家了。”“這是我一生中絕妙的一次玩笑!

3)科學(xué)帶頭一生育人:盧瑟福還是一位杰出的學(xué)科帶頭人,被譽(yù)為從來沒有樹立過一個敵人,也從來沒有失去一位朋友的人。在他的助手和學(xué)生中,先后榮獲諾貝爾獎的竟多達(dá)12人。1912年度諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者玻爾,曾深情地稱盧瑟福是我的第二個父親。 科學(xué)界中,至今還傳頌著許多盧瑟福精心培養(yǎng)學(xué)生的小故事。

4)“制造波浪”:盧瑟福屬于那種性格極為外露的人,他總是給那些見過他的人留下深刻的印象。他個子很高,聲音洪亮,精力充沛,信心十足,并且極不謙虛。當(dāng)他的同事評論他有不可思議的能力,并總是處在科學(xué)研究的浪尖上時(shí),他迅速回答道:說的很對,為什么不這樣?不管怎么說,是我制造了波浪,難道不是嗎?幾乎所有的科學(xué)家都同意這一評價(jià)。

5)最后一個土豆1895年,在農(nóng)場挖土豆的盧瑟福收到了英國劍橋大學(xué)發(fā)來的通知書,通知他已被錄取為倫敦國際博覽會的獎學(xué)金生。盧瑟福接到通知書后,扔掉挖土豆的鋤頭喊道:這是我挖的最后一個土豆啦!

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