СЛОВАРЬ ЮНОГО ФИЗИКА

ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД (1871 — 1937)

Английский ученый, известный своими исследованиями строения атома и радиоактивности, один из создателей ядерной физики. Э. Резерфорд был членом Лондонского королевского общества — академии наук Англии, почетным членом более 30 академий и научных обществ разных стран мира, в том числе Академии наук СССР. В 1908 г. он стал лауреатом Нобелевской премии за исследования радиоактивности.

В 1898 г. Резерфорд приступил к изучению явления радиоактивности. Первым его фундаментальным открытием в этой области было обнаружение неоднородности излучения, испускаемого ураном. Так в науку о радиоактивности впервые вошло понятия об а- и р-лучах (см. Альфа- распад, Бета-распад).

В том же году Резерфорд покинул Кавендишскую лабораторию в Кембридже, где он начинал свою научную деятельность, и переехал в Канаду. Там он был избран профессором университета в Монреале. С этим научным центром связаны многие важные открытия ученого. В 1900 г. он открыл новый радиоактивный элемент— эманацию тория. В 1901 — 1903 гг. совместно с английским ученым Ф. Содди проводит исследования, которые привели к открытию естественного превращения элементов и разработке теории радиоактивного распада атомов.

В 1907 г. Резерфорд возвращается в Англию и работает в Манчестерском университете. Здесь в 1908 г. он окончательно доказал, что а-ча- стица — это дважды ионизированный атом гелия. В 1911 г. Резерфорд опубликовал статью, в которой предложил ядерную (планетарную) модель атома. В 1913 г. появляются работы Н. Бора и Г. Мозли, на осуществление которых в большой степени повлияли исследования Э. Резерфорда. Наконец, в 1919 г. ученый приходит к выводу о возможности искусственного превращения элементов. Э. Резерфорд стал основателем новой атомистики.

В последний период своей жизни он был директором Кавендишской лаборатории (с 1919 г.). Здесь он детально изучал протекание ядерных реакций под действием а-частиц и разрабатывал теоретические представления о модели атомного ядра. Резерфорд в 1921 г. предсказал существование нейтрона, открыл который в 1932 г. его ученик Дж. Чедвик.

Научная школа Резерфорда стала одной из крупнейших за всю историю физики и самой большой в истории ядерной физики. Учениками Э. Резерфорда были такие крупные английские физики, как Г. Мозли, Дж. Чедвик и другие, а также ряд иностранных ученых — Н. Бор, О. Ган. Из советских физиков у него работали П. Л. Капица, Ю. Б. Харитон и некоторые другие.

В 1915 г. немецкий физик Арнольд Зоммер- фельд попытался обобщить теорию Бора на различные атомы. Он показал, что при более общем подходе круговые орбиты электронов в атоме следует заменить эллиптическими. Энергия электрона определяется в основном величиной большой полуоси эллипса, которая в свою очередь задается главным квантовым числом п. При этом степень вытянутости эллипса связана с величиной момента количества движения электрона.

Она определяется так называемым орбитальным квантовым числом /, принимающим (при заданном квантовом числе п) значения: О, 1, 2,..., п — 1. Электроны с / = 0 называют s-электронами, 1—1 — р-электронами, 1 = 2 — d-электронами, 1 = 3 — f-электронами и т. д. По мере роста значения I степень вытянутости эллиптической орбиты электрона уменьшается.

Согласно теории Бора — Зоммерфельда, атомы уподобляются миниатюрным планетным системам, где в качестве «планет» выступают электроны, движущиеся по орбитам вокруг .