Ernest Rutherford

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Soubor:Ernest Rutherford.jpg
Ernest Rutherford

Ernest Rutherford, 1. baron Rutherford z Nelsonu (30. srpna 1871, Nelson Nový Zéland19. října 1937, Cambridge Spojené království) byl novozélandský fyzik. Bývá považován za zakladatele jaderné fyziky. Zkoumal radioaktivní rozpad chemických prvků, navrhl koncept poločasu rozpadu a záření vzniklá rozpadem prvků rozdělil na α, β a γ.

Při vývoji zařízení, které by umožňovalo detekovat záření, zjistil, že atom není homogenní koule, ale že jeho struktura odpovídá tzv. planetárnímu modelu. Za svůj objev a objevení radioaktivity obdržel v roce 1908 Nobelovu cenu za chemii, „za výzkum rozpadu prvků a chemii radioaktivních látek“.

V roce 1919 se mu povedlo jako prvnímu přeměnit jadernou reakcí prvek na jiný prvek (dusík na kyslík), čímž jako první provedl transmutaci prvku na jiný.

Životopis[editovat | editovat zdroj]

Ernest Rutherford se narodil zemědělci Jamesi Rutherfordovi a jeho ženě Marthě Thompsonové, která pocházela z Hornchurchu v Essexu v Anglii. James opustil skotský Perth, aby si „zaopatřil trochu lnu a hodně dětí“. V Spring Grove (nyní Brightwater), nedaleko Nelsonu na Novém Zélandu se mu narodil syn Ernest.

Ernest Rutherford studoval na Havelock School, pokračoval na Nelson College a poté získal stipendium na Canterbury College, Novozélandské universitě, kde se kromě jiného stal presidentem diskusní společnosti.

Získal akademické tituly BA, MA and BSc a dva roky pracoval na výzkumu v oblasti elektrických technologií. V roce 1895 Rutherford odcestoval do Anglie na postgraduální studium v Cavendishově Laboratoři na Univerzitě v Cambridgi (1895–1898), v krátké době vytvořil světový rekord ve vzdálenosti, na kterou je možno detekovat elektromagnetické vlnění.

V roce 1900 se oženil s Mary Georginou Newtonovou (1876–1945), se kterou měl dceru Eileen Mary (1901–1930), později provdanou za Ralpha Fowlera.

V roce 1914 byl za zásluhy povýšen do rytířského stavu a v roce 1916 obdržel Hector Memorial Medal. V roce 1919 se vrátil do Cavendishovy laboratoře již jako její ředitel. Pod jeho vedením získali Nobelovu cenu za fyziku Chadwick za objevení neutronu (1932), Appleton (1947) za výzkum fyziky vyšších vrstev atmosféry, zejména za objev tzv. Appletonovy vrstvy (v ionosféře) a Cockcroft and Walton (společně 1951) za výzkum transmutace atomových jader pomocí uměle urychlených atomových částic. V roce 1925 získál Řád za zásluhy a v roce 1931 byl povýšen do šlechtického stavu jako baron Rutherford of Nelson.

Zemřel nečekaně v nemocnici následkem operace pupeční kýly (1937). Tehdejší britský protokol vyžadoval, aby byl jako peer operován pouze urozeným lékařem, který nebyl právě přítomen, tato prodleva ho patrně stála život. Byl pochován ve Westminsterském opatství po boku J.J. Thomsona a nedaleko Isaaca Newtona.

Vědecké objevy[editovat | editovat zdroj]

Aby mohl popsat dva typy radiace vyzařované thoriem a uranem, které naměřil během výzkumu radioaktivity, vytvořil pojmy alfa a beta záření (1899). Tyto druhy záření od sebe rozlišil na základě schopnosti jejich pronikání látkami.

V roce 1898 byl jmenován vedoucím fyzikálního oddělení McGillovy university v Montrealu. Vědecká práce, kterou zde vykonal, mu zajistila Nobelovu cenu za chemii (1908). V roce 1900 získal titul doktora věd na Novozélandské universitě. V letech 1900 až 1903 spolupracoval s Frederickem Soddy z Mcgillovy university (Nobelova cena za chemii, 1921) na transmutaci prvků. Rutherford dokázal existenci přirozené radioaktivity, vznikající samovolným rozpadem atomů. Vypozoroval, že se ve vzorku radioaktivního materiálu vždy za stejný čas rozpadne polovina jader, tj. určil tzv. poločas rozpadu. Tohoto jevu lze využít např. při měření času nebo při určení stáří Země. Díky tomuto objevu došlo k značnému prodloužení jejího odhadovaného stáří.

V roce 1903 si uvědomil, že typ radiace objevený (ale nepojmenovaný) francouzským chemikem Paulem Villardem při pokusech s radiem v roce 1900, nemůže být alfa či beta zářením, protože je mnohem pronikavější. Rutherford pojmenoval tento nový druh záření jako paprsky gama.

V roce 1907 byl jmenován vedoucím fyzikálního oddělení University v Manchesteru v Británii. Pokračoval ve výzkumu záření alfa, spolu s Hansem Geigerem objevili metodu detekce alfa záření pomocí záblesků na stínítku ze sulfidu zinečnatého a ionizační komoru, která umožňuje počítat alfa částice. Dále určil, že elektrický náboj alfa částice je 2+. Spolu s Thomase Roydsem provedli pokusy, kterými určili, že alfa částice jsou jádra atomů helia, tedy He2+.

Roku 1909 spolupracoval na Geiger-Marsdenově experimentu, kterým byla prokázána existence malého atomového jádra. Při interpretaci tohoto experimentu Rutherford formuloval planetární (Rutherfordův) model atomu.

Roku 1919 dokázal jako první na světě transmutovat jeden chemický prvek na jiný. Podařilo se mu jadernou reakcí dusíku s alfa částicí přetvořit dusík na kyslík.

7N14 + 2He48O17 + 1p1

Roku 1921 spolupracoval s Nielsem Bohrem. V té době Rutherford teoreticky předpověděl existenci neutronů, jaderných částic, které by měly kompenzovat odpudivé účinky kladně nabitých protonů a jadernými přitažlivými silami tak bránit rozpadu jader atomů. Existenci neutronů potvrdil až v roce 1932 James Chadwick, který za tento objev dostal Nobelovu cenu v roce 1935.

Čestná pojmenování[editovat | editovat zdroj]

Vědecké objevy[editovat | editovat zdroj]

  • chemický prvek rutherfordium, Rf, Z=104. (objevený 1969, definitivně pojmenovaný 1997)

Instituce[editovat | editovat zdroj]

  • Rutherford Appleton Laboratory - vědecká laboratoř nedaleko Abingdonu (Oxfordshire, UK)
  • Rutherford College - škola v Aucklandu (Nový Zéland)
  • Rutherford College - fakulta Universit v Kentu (Canterbury, UK)
  • The Rutherford Institute for Innovation at the University of Cambridge, UK
  • Rutherford Intermediate School - střední škola ve Wanganui (Nový Zéland)

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]