रदरफोर्ड अर्नेस्ट (जीवन के वर्ष: 1871-30-08 - 1937-19-10) - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, परमाणु के ग्रहीय मॉडल के निर्माता, परमाणु भौतिकी के संस्थापक। वह लंदन की रॉयल सोसाइटी के सदस्य थे, और 1925 से 1930 तक - और इसके अध्यक्ष थे। यह व्यक्ति रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार का विजेता है, जिसे उन्होंने 1908 में प्राप्त किया था।
भविष्य के वैज्ञानिक का जन्म व्हील राइटर जेम्स रदरफोर्ड और शिक्षक मार्था थॉम्पसन के परिवार में हुआ था। उनके अलावा, परिवार में 5 बेटियां और 6 बेटे थे।
प्रशिक्षण और प्रथम पुरस्कार
1889 में परिवार न्यूजीलैंड के दक्षिण द्वीप से उत्तरी द्वीप में चले जाने से पहले, रदरफोर्ड अर्नेस्ट ने कैंटरबरी कॉलेज में क्राइस्टचर्च में अध्ययन किया। पहले से ही इस समय, भविष्य के वैज्ञानिक की शानदार क्षमताओं का पता चला था। 4 वें वर्ष से स्नातक होने के बाद, अर्नेस्ट को गणित के क्षेत्र में सर्वश्रेष्ठ कार्य के लिए सम्मानित किया गया, और भौतिकी और गणित में मास्टर की परीक्षा में भी प्रथम स्थान प्राप्त किया।
चुंबकीय डिटेक्टर का आविष्कार
कला के उस्ताद बनना, रदरफोर्ड ने नहीं कियाकॉलेज छोड़ दिया। उन्होंने लोहे के चुम्बकत्व पर स्वतंत्र वैज्ञानिक कार्य किया। उन्होंने एक विशेष उपकरण विकसित और निर्मित किया - एक चुंबकीय डिटेक्टर, जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों के दुनिया के पहले रिसीवरों में से एक बन गया, साथ ही साथ रदरफोर्ड के महान विज्ञान के लिए "प्रवेश टिकट" भी। जल्द ही उनके जीवन में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन हुआ।
रदरफोर्ड इंग्लैंड गए
न्यूजीलैंड से अंग्रेजी ताज के सबसे प्रतिभाशाली युवा विषयों को हर दो साल में उन्हें छात्रवृत्ति दी जाती थी। 1851 की विश्व प्रदर्शनी, जिसने विज्ञान का अध्ययन करने के लिए इंग्लैंड जाना संभव बना दिया। 1895 में, यह निर्णय लिया गया कि न्यूजीलैंड के दो निवासी इस तरह के सम्मान के योग्य हैं - भौतिक विज्ञानी रदरफोर्ड और रसायनज्ञ मैकलॉरिन। हालाँकि, केवल एक ही स्थान था, और अर्नेस्ट की आशाएँ धराशायी हो गईं। सौभाग्य से, मैकलॉरिन को पारिवारिक कारणों से इस यात्रा को छोड़ने के लिए मजबूर होना पड़ा, और रदरफोर्ड अर्नेस्ट 1895 की शरद ऋतु में इंग्लैंड पहुंचे। यहां उन्होंने कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय (कैवेंडिश प्रयोगशाला में) में काम करना शुरू किया और जे. थॉमसन, इसके निदेशक (नीचे चित्रित) के पहले डॉक्टरेट छात्र बने।
बेकेरल किरणों का अध्ययन
थॉमसन उस समय तक पहले से ही एक प्रसिद्ध वैज्ञानिक थे, लंदन की रॉयल सोसाइटी के सदस्यों में से एक, सभी का सम्मान करते थे। उन्होंने रदरफोर्ड की क्षमताओं की तुरंत सराहना की और उन्हें एक्स-रे के प्रभाव में गैसों के आयनीकरण के अध्ययन पर काम करने के लिए आकर्षित किया, जिसे उन्होंने किया। हालांकि, पहले से ही 1898 में, गर्मियों में, अर्नेस्ट ने अनुसंधान के दूसरे क्षेत्र में अपना पहला कदम रखा। वह "बेकेरल किरणों" में रुचि रखते थे। यूरेनियम नमक का उत्सर्जन, खुलाएक फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी बेकरेल को बाद में रेडियोधर्मी के रूप में जाना जाने लगा। फ्रांसीसी वैज्ञानिक, साथ ही क्यूरीज़, उनके शोध में सक्रिय रूप से लगे हुए थे। 1898 में रदरफोर्ड अर्नेस्ट काम में शामिल हुए। इस वैज्ञानिक ने पाया कि इन बीमों में हीलियम नाभिक की धाराएँ, धनावेशित (अल्फा कण), साथ ही इलेक्ट्रॉनों की धाराएँ (बीटा कण) शामिल हैं।
यूरेनियम किरणों का और अध्ययन
18 जुलाई, 1898 को पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज को क्यूरीज़ का काम प्रस्तुत किया गया, जिसने रदरफोर्ड की बहुत रुचि जगाई। इसमें लेखकों ने बताया कि यूरेनियम के अलावा अन्य रेडियोधर्मी तत्व भी हैं (इस शब्द का प्रयोग पहली बार तब किया गया था)। रदरफोर्ड ने बाद में अर्ध-जीवन की अवधारणा पेश की - इन तत्वों की मुख्य विशिष्ट विशेषताओं में से एक।
दिसंबर 1897 में अर्नेस्ट ने प्रदर्शनी छात्रवृत्ति को बढ़ाया। वैज्ञानिक को यूरेनियम की किरणों का और अध्ययन करने का अवसर मिला। हालांकि, अप्रैल 1898 में, मॉन्ट्रियल में स्थानीय मैकगिल विश्वविद्यालय में एक प्रोफेसर का पद खाली हो गया और अर्नेस्ट ने कनाडा जाने का फैसला किया। शिक्षुता का समय बीत चुका है। यह सभी के लिए स्पष्ट था कि रदरफोर्ड अपने दम पर काम करने के लिए तैयार थे।
कनाडा जाना और नई नौकरी
1898 की शरद ऋतु में वे कनाडा चले गए। सबसे पहले, रदरफोर्ड का शिक्षण बहुत सफल नहीं था: छात्रों को व्याख्यान पसंद नहीं आया, जो युवा प्रोफेसर, जिन्होंने अभी तक दर्शकों को पूरी तरह से महसूस करना नहीं सीखा था, विवरण के साथ ओवररेट किया गया। वैज्ञानिक कार्यों में कुछ कठिनाइयाँ इस तथ्य के कारण भी थीं कि रदरफोर्ड द्वारा आदेशित रेडियोधर्मी तैयारी के आगमन में देरी हुई थी। हालांकि, सभीखुरदरापन जल्द ही सुचारू हो गया, और अर्नेस्ट ने सौभाग्य और सफलता की एक श्रृंखला शुरू की। हालांकि, सफलता के बारे में बात करना शायद ही उचित है: कड़ी मेहनत से सब कुछ हासिल किया गया, जिसमें उनके नए दोस्त और समान विचारधारा वाले लोग शामिल थे।
रेडियोधर्मी परिवर्तन के नियम की खोज
रदरफोर्ड के आसपास पहले से ही रचनात्मक उत्साह और जोश का माहौल बन चुका था। काम हर्षित और तीव्र था, इससे बड़ी सफलता मिली। रदरफोर्ड ने 1899 में थोरियम के उत्सर्जन की खोज की थी। 1902-1903 में सोड्डी के साथ, वह पहले से ही सभी रेडियोधर्मी परिवर्तनों पर लागू होने वाले एक सामान्य कानून पर पहुंच गया। इस महत्वपूर्ण वैज्ञानिक घटना के बारे में थोड़ा और कहना चाहिए।
दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने उस समय दृढ़ता से सीखा कि एक रासायनिक तत्व को दूसरे में बदलना असंभव है, इसलिए कीमियागर के सीसे से सोना निकालने का सपना हमेशा के लिए दफन हो जाना चाहिए। और फिर एक काम सामने आया जिसमें यह तर्क दिया गया कि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान, तत्वों के परिवर्तन न केवल होते हैं, बल्कि उन्हें न तो धीमा किया जा सकता है और न ही रोका जा सकता है। इसके अलावा, इन परिवर्तनों के कानून तैयार किए गए थे। आज हम समझते हैं कि यह नाभिक का प्रभार है जो तत्व के रासायनिक गुणों और मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली में इसकी स्थिति को निर्धारित करता है। जब नाभिक का आवेश दो इकाइयों से कम हो जाता है, जो अल्फा क्षय के दौरान होता है, तो यह आवर्त सारणी में 2 कोशिकाओं को "ऊपर" ले जाता है। यह इलेक्ट्रॉनिक बीटा क्षय में एक सेल को नीचे और पॉज़िट्रॉन क्षय में एक सेल को ऊपर की ओर स्थानांतरित करता है। इस कानून की स्पष्टता और इसकी स्पष्ट सादगी के बावजूद, यह खोज 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में विज्ञान की सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से एक थी।शतक।
मैरी जॉर्जीना न्यूटन से शादी, बेटी का जन्म
उसी समय अर्नेस्ट के निजी जीवन में एक महत्वपूर्ण घटना घटी। मैरी जॉर्जीना न्यूटन के साथ सगाई के 5 साल बाद, वैज्ञानिक अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने उनसे शादी की, जिनकी जीवनी इस समय तक महत्वपूर्ण उपलब्धियों द्वारा चिह्नित की गई थी। यह लड़की क्राइस्टचर्च में बोर्डिंग हाउस की मकान मालकिन की बेटी थी जहां वह कभी रहता था। 1901 में, 30 मार्च को, रदरफोर्ड परिवार में इकलौती बेटी का जन्म हुआ। यह घटना भौतिक विज्ञान - परमाणु भौतिकी में एक नए अध्याय के जन्म के समय लगभग मेल खाती है। और 2 साल बाद रदरफोर्ड लंदन की रॉयल सोसाइटी के सदस्य बन गए।
रदरफोर्ड की किताबें, अल्फा कणों के साथ पारभासी पन्नी पर प्रयोग
अर्नेस्ट ने 2 पुस्तकों का निर्माण किया जिसमें उन्होंने अपनी वैज्ञानिक खोजों और उपलब्धियों के परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत किया। पहला 1904 में "रेडियोधर्मिता" शीर्षक के तहत प्रकाशित हुआ था। "रेडियोधर्मी परिवर्तन" एक साल बाद दिखाई दिया। इन पुस्तकों के लेखक ने इस समय नए शोध शुरू किए। उन्होंने महसूस किया कि यह परमाणुओं से रेडियोधर्मी विकिरण निकला था, लेकिन इसकी घटना का स्थान बिल्कुल अस्पष्ट रहा। कर्नेल के उपकरण का अध्ययन करना आवश्यक था। और फिर अर्नेस्ट ने अल्फा कणों के साथ ट्रांसिल्युमिनेशन की तकनीक की ओर रुख किया, जिसके साथ उन्होंने थॉमसन के साथ अपना काम शुरू किया। प्रयोगों ने अध्ययन किया कि इन कणों का प्रवाह पन्नी की पतली चादरों से कैसे गुजरता है।
थॉमसन का परमाणु का पहला मॉडल
परमाणु का पहला मॉडल तब प्रस्तावित किया गया था जब यह ज्ञात हुआ कि इलेक्ट्रॉनों पर ऋणात्मक आवेश होता है। हालांकि, वे परमाणुओं में प्रवेश करते हैं,आम तौर पर विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं। तो इसकी संरचना में कुछ ऐसा होना चाहिए जो सकारात्मक चार्ज करता हो। इस समस्या को हल करने के लिए, थॉमसन ने निम्नलिखित मॉडल का प्रस्ताव रखा: एक परमाणु एक बूंद की तरह कुछ है, सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, एक सेंटीमीटर के सौ मिलियनवें हिस्से के त्रिज्या के साथ। इसके अंदर ऋणात्मक आवेश वाले छोटे इलेक्ट्रॉन होते हैं। कूलम्ब बलों के प्रभाव में, वे परमाणु के बहुत केंद्र में एक स्थिति लेते हैं, लेकिन अगर कुछ उन्हें असंतुलित करता है, तो वे विकिरण के साथ दोलन करते हैं। इस मॉडल ने उत्सर्जन स्पेक्ट्रा के अस्तित्व की व्याख्या की, जो उस समय ज्ञात एक तथ्य था। प्रयोगों से यह पहले ही स्पष्ट हो चुका है कि ठोस पदार्थों में परमाणुओं के बीच की दूरी उनके आकार के लगभग समान होती है। इसलिए, यह स्पष्ट लग रहा था कि अल्फा कण एक पन्नी के माध्यम से नहीं उड़ सकते, जैसे कि एक जंगल से एक पत्थर नहीं उड़ सकता है जहां पेड़ एक दूसरे के करीब बढ़ते हैं। हालाँकि, रदरफोर्ड द्वारा किए गए पहले प्रयोगों ने आश्वस्त किया कि ऐसा नहीं था। अधिकांश अल्फा कण, लगभग बिना विक्षेपण के, पन्नी में प्रवेश कर गए, और केवल कुछ ने विक्षेपण प्रदर्शित किया, कभी-कभी महत्वपूर्ण। अर्नेस्ट रदरफोर्ड इसमें बहुत रुचि रखते थे। दिलचस्प तथ्य आगे के अध्ययन की आवश्यकता है।
रदरफोर्ड ग्रहीय मॉडल
और फिर रदरफोर्ड का अंतर्ज्ञान और इस वैज्ञानिक की प्रकृति की भाषा को समझने की क्षमता फिर से प्रकट हुई। अर्नेस्ट ने थॉमसन के परमाणु मॉडल को पूरी तरह खारिज कर दिया। रदरफोर्ड के प्रयोगों ने इस तथ्य को जन्म दिया कि उन्होंने अपना खुद का रखा, जिसे ग्रह कहा जाता है। उनके अनुसार, केंद्र मेंएक परमाणु का नाभिक होता है, जिसमें किसी दिए गए परमाणु का पूरा द्रव्यमान उसके छोटे आकार के बावजूद केंद्रित होता है। और नाभिक के चारों ओर, जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर चक्कर लगाते हैं, इलेक्ट्रॉन चलते हैं। उनका द्रव्यमान अल्फा कणों की तुलना में काफी कम है, और यही कारण है कि जब वे इलेक्ट्रॉन बादलों में प्रवेश करते हैं तो बाद वाले व्यावहारिक रूप से विचलित नहीं होते हैं। और केवल जब एक अल्फा कण एक सकारात्मक चार्ज नाभिक के करीब उड़ता है, तो कूलम्ब प्रतिकर्षण बल अपने आंदोलन के प्रक्षेपवक्र को तेजी से मोड़ सकता है। यह रदरफोर्ड का सिद्धांत है। यह निश्चित रूप से एक महान खोज थी।
इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियम और ग्रहीय मॉडल
रदरफोर्ड का अनुभव कई वैज्ञानिकों को ग्रहीय मॉडल के अस्तित्व के बारे में समझाने के लिए काफी था। हालांकि, यह पता चला कि यह इतना स्पष्ट नहीं है। रदरफोर्ड का सूत्र, जो उन्होंने इस मॉडल के आधार पर निकाला, प्रयोग के दौरान प्राप्त आंकड़ों के अनुरूप था। हालांकि, उसने विद्युतगतिकी के नियमों का खंडन किया!
ये कानून, जो मुख्य रूप से मैक्सवेल और फैराडे के कार्यों द्वारा स्थापित किए गए थे, बताते हैं कि एक त्वरित दर से चलने वाला चार्ज विद्युत चुम्बकीय तरंगों को विकिरण करता है और इस वजह से ऊर्जा खो देता है। रदरफोर्ड के परमाणु में, इलेक्ट्रॉन एक त्वरित दर से नाभिक के कूलम्ब क्षेत्र में गति करता है और मैक्सवेल के सिद्धांत के अनुसार, इसे एक सेकंड के दस-मिलियनवें हिस्से में अपनी सारी ऊर्जा खो देनी चाहिए, और फिर नाभिक पर गिरना चाहिए। हालांकि, ऐसा नहीं हुआ. नतीजतन, रदरफोर्ड के सूत्र ने मैक्सवेल के सिद्धांत का खंडन किया। अर्नेस्ट को यह तब पता चला जब 1907 में इंग्लैंड लौटने का समय था।
मैनचेस्टर जाएं और नोबेल पुरस्कार प्राप्त करें
मैकगिल में अर्नेस्ट का कामविश्वविद्यालय ने इस तथ्य में योगदान दिया कि वह बहुत प्रसिद्ध हो गया। रदरफोर्ड ने विभिन्न देशों के वैज्ञानिक केंद्रों को निमंत्रण देना शुरू कर दिया। 1907 के वसंत में वैज्ञानिक ने कनाडा छोड़ने का फैसला किया और विक्टोरिया विश्वविद्यालय में मैनचेस्टर पहुंचे, जहां उन्होंने अपना शोध जारी रखा। एच. गीगर के साथ, उन्होंने 1908 में एक अल्फा कण काउंटर बनाया - एक नया उपकरण जिसने यह पता लगाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई कि अल्फा कण हीलियम परमाणु हैं, दोगुने आयनित हैं। रदरफोर्ड अर्नेस्ट, जिनकी खोजों का बहुत महत्व था, को 1908 में नोबेल पुरस्कार मिला (रसायन विज्ञान में, भौतिकी में नहीं!)।
नील्स बोहर के साथ सहयोग
इस बीच, ग्रहों के पैटर्न ने उनके दिमाग पर अधिक से अधिक कब्जा कर लिया। और मार्च 1912 में, रदरफोर्ड ने नील्स बोहर के साथ सहयोग करना और दोस्ती करना शुरू किया। बोहर (उनकी तस्वीर नीचे प्रस्तुत की गई है) की सबसे बड़ी योग्यता यह थी कि उन्होंने ग्रहों के मॉडल में मौलिक रूप से नई विशेषताओं को पेश किया - क्वांटा का विचार।
उन्होंने "आधारभूत" को सामने रखा जो पहली नज़र में आंतरिक रूप से विरोधाभासी लग रहा था। उनके अनुसार परमाणु की कक्षाएँ होती हैं। एक इलेक्ट्रॉन, उनके साथ घूम रहा है, इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों के विपरीत, विकिरण नहीं करता है, हालांकि इसमें त्वरण होता है। इस वैज्ञानिक ने एक नियम बताया जिसके द्वारा इन कक्षाओं का पता लगाया जा सकता है। उन्होंने पाया कि विकिरण क्वांटा तभी प्रकट होता है जब कोई इलेक्ट्रॉन कक्षा से कक्षा में जाता है। परमाणु के रदरफोर्ड-बोहर मॉडल ने कई समस्याओं को हल किया, और नए विचारों की दुनिया में एक सफलता भी बन गई। इसकी खोज ने पदार्थ के बारे में, इसकी गति के बारे में विचारों में एक क्रांतिकारी संशोधन किया।
आगे व्यापक गतिविधियां
1919 मेंरदरफोर्ड कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में प्रोफेसर और कैवेंडिश प्रयोगशाला के निदेशक बने। दर्जनों वैज्ञानिकों ने उन्हें अपना शिक्षक माना, जिनमें बाद में नोबेल पुरस्कार जीतने वाले भी शामिल थे। ये हैं जे. चैडविक, जी. मोसले, एम. ओलीफंत, जे. कॉकक्रॉफ्ट, ओ. गण, वी. गीटलर, यू.बी. खरिटोन, पी.एल. कपित्सा, जी. गामोव और अन्य। सम्मान और पुरस्कारों का प्रवाह अधिक से अधिक प्रचुर मात्रा में होता गया। 1914 में, रदरफोर्ड ने बड़प्पन प्राप्त किया। वह 1923 में ब्रिटिश एसोसिएशन के अध्यक्ष बने और 1925 से 1930 तक रॉयल सोसाइटी के अध्यक्ष रहे। अर्नेस्ट को 1931 में बैरन की उपाधि मिली और वह लॉर्ड बन गया। हालांकि, लगातार उच्च कार्यभार के बावजूद, और केवल वैज्ञानिक ही नहीं, वह नाभिक और परमाणु के रहस्यों पर हमला करना जारी रखता है।
हम आपको रदरफोर्ड की वैज्ञानिक गतिविधियों से संबंधित एक रोचक तथ्य प्रदान करते हैं। यह ज्ञात है कि अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने अपने कर्मचारियों को चुनते समय निम्नलिखित मानदंड का इस्तेमाल किया: उन्होंने पहली बार उनके पास आए व्यक्ति को एक कार्य दिया, और यदि कोई नया कर्मचारी पूछता है कि आगे क्या करना है, तो उसे तुरंत निकाल दिया गया।
वैज्ञानिक ने पहले ही प्रयोग शुरू कर दिए हैं, जो परमाणु नाभिक के कृत्रिम विखंडन और रासायनिक तत्वों के कृत्रिम परिवर्तन की खोज के साथ समाप्त हुए। 1920 में, रदरफोर्ड ने ड्यूटेरॉन और न्यूट्रॉन के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, और 1933 में परमाणु प्रक्रियाओं में ऊर्जा और द्रव्यमान के बीच संबंधों का परीक्षण करने के लिए एक प्रयोग में सर्जक और भागीदार बने। 1932 में, अप्रैल में, उन्होंने परमाणु प्रतिक्रियाओं के अध्ययन में प्रोटॉन त्वरक का उपयोग करने के विचार का समर्थन किया।
रदरफोर्ड की मृत्यु
अर्नेस्ट रदरफोर्ड के कार्यों और उनके छात्रों के काम, कई पीढ़ियों से संबंधित, लाखों लोगों के जीवन पर विज्ञान और प्रौद्योगिकी पर एक बड़ा प्रभाव पड़ा। बेशक, महान वैज्ञानिक मदद नहीं कर सके, लेकिन इस बारे में सोचें कि क्या यह प्रभाव सकारात्मक होगा। हालांकि, वह एक आशावादी थे, पवित्र रूप से विज्ञान और लोगों में विश्वास करते थे। अर्नेस्ट रदरफोर्ड, जिनकी संक्षिप्त जीवनी का हमने वर्णन किया है, का 1937 में, 19 अक्टूबर को निधन हो गया। उन्हें वेस्टमिंस्टर एब्बे में दफनाया गया था।
