NộI Dung
Nhà vật lý Ernest Rutherford là nhân vật trung tâm trong nghiên cứu về phóng xạ, người dẫn đầu cuộc thám hiểm vật lý hạt nhân.Tóm tắc
Nhà hóa học và vật lý học Ernest Rutherford sinh ngày 30 tháng 8 năm 1871 tại Spring Grove, New Zealand. Là người tiên phong về vật lý hạt nhân và là người đầu tiên phân tách nguyên tử, Rutherford đã được trao giải thưởng Nobel về hóa học năm 1908 cho lý thuyết về cấu trúc nguyên tử của mình. Được mệnh danh là Cha đẻ của thời đại hạt nhân, ông Ruth Rutherford qua đời tại Cambridge, Anh, vào ngày 19 tháng 10 năm 1937 vì thoát vị lạ.
Đầu đời
Ernest Rutherford sinh ra ở vùng nông thôn Spring Grove, trên đảo Nam của New Zealand vào ngày 30 tháng 8 năm 1871. Ông là con thứ tư trong số 12 người con và là con trai thứ hai. Cha của anh, James, có ít học vấn và phải vật lộn để hỗ trợ gia đình lớn với thu nhập từ nhà máy lanh. Mẹ của Ernest, Martha, làm giáo viên. Cô tin rằng kiến thức là sức mạnh, và nhấn mạnh vào giáo dục trẻ em của cô.
Khi còn nhỏ, Ernest, có gia đình gọi anh là Ern Ern, ông đã dành phần lớn thời gian sau khi tan trường để vắt sữa bò và giúp đỡ các công việc khác trong trang trại của gia đình. Cuối tuần được dành để bơi trong lạch với anh em của mình. Vì tiền rất eo hẹp, Rutherford đã tìm ra những cách sáng tạo để vượt qua những thách thức tài chính của gia đình mình, bao gồm cả việc làm chim để kiếm tiền cho những vật dụng thả diều của mình. Chúng tôi có một số tiền, vì vậy chúng tôi đã nghĩ rằng, lúc đó, chúng tôi đã nghĩ rằng, đó là phương châm của Ruthherford.
Vào năm 10 tuổi, Rutherford đã được trao cuốn sách khoa học đầu tiên của mình, tại trường Foxhill. Đó là một khoảnh khắc quan trọng đối với Rutherford, cho rằng cuốn sách đã truyền cảm hứng cho thí nghiệm khoa học đầu tiên của ông. Chàng trai trẻ Rutherford đã chế tạo một khẩu pháo thu nhỏ, khiến gia đình anh bất ngờ, ngay lập tức và bất ngờ phát nổ. Mặc dù kết quả như thế, mối quan tâm của các học giả trong lĩnh vực học thuật vẫn không thay đổi. Năm 1887, ông được trao học bổng để theo học trường Nelson Collegiate, một trường trung học tư thục nơi ông sẽ lên tàu và chơi bóng bầu dục cho đến năm 1889.
Vào năm 1890, Rutherford đã giành được một học bổng khác, lần này đến Canterbury College ở thành phố Christchurch, New Zealand. Tại Canterbury College, các giáo sư của Ruthherford đã thúc đẩy sự nhiệt tình của ông trong việc tìm kiếm bằng chứng cụ thể thông qua thí nghiệm khoa học. Rutherford có được cả bằng cử nhân nghệ thuật và bằng thạc sĩ nghệ thuật của mình ở đó, và đã đạt được danh hiệu hạng nhất về toán học và khoa học. Năm 1894, vẫn còn ở Canterbury, Rutherford đã tiến hành nghiên cứu độc lập về khả năng phóng điện tần số cao để từ hóa sắt. Nghiên cứu của anh đã mang lại cho anh tấm bằng Cử nhân Khoa học chỉ sau một năm. Trong cùng năm đó, Rutherford đã gặp và yêu cô con gái chủ nhà của mình, Mary Newton. Hai người kết hôn năm 1900 và sau đó chào đón một cô con gái mà họ đặt tên là Eileen.
Nghiên cứu và Khám phá
Năm 1895, khi là sinh viên nghiên cứu đầu tiên tại Phòng thí nghiệm Cavendish của Đại học Cambridge ở London, Rutherford đã xác định một phương tiện đơn giản và khả thi hơn về mặt thương mại để phát hiện sóng vô tuyến so với trước đây được thành lập bởi nhà vật lý người Đức Heinrich Hertz.
Cũng trong khi tại Phòng thí nghiệm Cavendish, Rutherford được Giáo sư J.J. Thomson hợp tác nghiên cứu về tia X. Nhà vật lý người Đức, Wilhelm Conrad Röntgen, đã phát hiện ra tia X chỉ vài tháng trước khi Rutherford đến Cavendish, và tia X là một chủ đề nóng trong số các nhà khoa học nghiên cứu. Cùng nhau, Rutherford và Thomson đã nghiên cứu ảnh hưởng của tia X đến độ dẫn của khí, dẫn đến một bài báo về việc phân chia các nguyên tử và phân tử thành các ion. Trong khi Thomson tiếp tục kiểm tra cái mà sau này được gọi là điện tử, thì Rutherford đã xem xét kỹ hơn về bức xạ tạo ra ion.
Tập trung vào uranium, Rutherford phát hiện ra rằng đặt nó gần giấy bạc dẫn đến một loại phóng xạ dễ bị ngấm hoặc bị chặn, trong khi một loại khác không gặp khó khăn khi xuyên qua cùng một lá. Ông gắn nhãn cho hai loại bức xạ là alpha alpha và và beta beta. Hóa ra, hạt alpha giống hệt hạt nhân của một nguyên tử helium. Trên thực tế, hạt beta giống như một electron hoặc positron.
Rutherford rời Cambridge năm 1902 và theo học giáo sư tại Đại học McGill ở Montreal. Tại McGill năm 1903, Rutherford và đồng nghiệp Frederick Soddy đã đưa ra lý thuyết về sự phóng xạ của chúng, cho rằng năng lượng phóng xạ được phát ra từ bên trong một nguyên tử và khi các hạt alpha và beta được phát ra cùng lúc, chúng đã gây ra sự thay đổi hóa học giữa các nguyên tố. Giáo sư của Ruthherford và Yale, ông Bertram Borden Boltwood, đã tiếp tục phân loại các nguyên tố phóng xạ thành một chuỗi phân rã của họ. Hồi Ruherford cũng được ghi nhận là đã phát hiện ra radon khí phóng xạ khi còn ở McGill. Đạt được danh tiếng nhờ những đóng góp của mình cho sự hiểu biết về phóng xạ, Rutherford trở thành một diễn giả công chúng tích cực, xuất bản nhiều bài báo trên tạp chí và viết cuốn sách được đánh giá cao nhất thời bấy giờ về phóng xạ.
Năm 1907, Rutherford trở về Anh, chuyển sang làm giáo sư tại Đại học Manchester. Thông qua thử nghiệm tiếp theo liên quan đến việc bắn các hạt alpha vào giấy bạc, Rutherford đã thực hiện khám phá đột phá rằng gần như toàn bộ khối lượng của một nguyên tử tập trung trong một hạt nhân. Làm như vậy, ông đã sinh ra mô hình hạt nhân, một khám phá đánh dấu sự khởi đầu của vật lý hạt nhân và cuối cùng đã mở đường cho việc phát minh ra bom nguyên tử. Aptly được mệnh danh là Cha của thời đại hạt nhân, ông Ruth Rutherford nhận giải thưởng Nobel về hóa học năm 1908.
Với sự ra đời của Chiến tranh thế giới thứ nhất, Rutherford chuyển sự chú ý sang nghiên cứu chống tàu ngầm. Đến năm 1919, ông đã thực hiện một khám phá hoành tráng khác: làm thế nào để tạo ra phản ứng hạt nhân trong một nguyên tố ổn định. Phản ứng hạt nhân là trọng tâm chính của Rutherford, trong phần còn lại của sự nghiệp khoa học.
Cái chết và di sản
Rutherford đã được trao vô số danh hiệu trong sự nghiệp của mình, bao gồm một số bằng cấp danh dự và học bổng từ các tổ chức như Viện Kỹ sư Điện. Năm 1914, ông được phong tước hiệp sĩ. Năm 1931, ông được nâng lên ngang hàng, và được phong tước hiệu Nam tước Rutherford của Nelson. Ông cũng được bầu làm chủ tịch của Viện Vật lý cùng năm đó.
Vào ngày 19 tháng 10 năm 1937, Nam tước Rutherford qua đời tại Cambridge, Anh ở tuổi 66 vì những biến chứng của thoát vị lạ. Nhà khoa học, người được các đồng nghiệp của ông đặt biệt danh là Cá sấu vì luôn luôn nhìn về phía trước, đã được chôn cất tại Tu viện Westminster.
Nhiều năm trước khi ông qua đời, trong Thế chiến I, Rutherford nói rằng ông hy vọng các nhà khoa học sẽ không học cách khai thác năng lượng nguyên tử cho đến khi người đàn ông sống hòa bình với các nước láng giềng. Thật ra, phát hiện ra sự phân hạch hạt nhân chỉ hai năm sau cái chết của anh ta, và cuối cùng dẫn đến kết quả là điều mà Rutherford đã lo sợ khi sử dụng năng lượng hạt nhân để chế tạo vũ khí thời chiến.
Nhiều khám phá của Rutherford, cũng trở thành cơ sở của Tổ chức nghiên cứu hạt nhân châu Âu về việc xây dựng Máy va chạm Hadron lớn. Máy gia tốc hạt năng lượng lớn nhất và lớn nhất trên thế giới và trong nhiều thập kỷ chế tạo, Máy va chạm Hadron lớn bắt đầu đập vỡ các hạt nguyên tử vào tháng 5 năm 2010. Nó đã được sử dụng để trả lời các câu hỏi cơ bản về vật lý, bởi các nhà khoa học chia sẻ về xu hướng của Rutherford về phía trước -thinking và tìm kiếm bằng chứng không ngừng của mình thông qua khám phá khoa học.