1895年获剑桥大学首批研究生奖学金,同年进人卡文达什实验室,成为人J.汤姆孙的研究生 。1898年加拿大蒙特利尔的麦吉 尔大学聘任27岁的卢瑟福为物理学教授 。1907年他回英国担任曼彻斯特大学实验物理学教授 。
1919年应邀到剑桥接替J.J.汤姆孙担任卡文达什实验室 主任 。1925年当选为英国皇家学会主席 。1931年受封为纳尔逊男爵 。
1937年10月19日在剑桥逝世 。卢瑟福对科学的重要贡献主要有三方面 。第一方面是关于放射性的研究 。继1898年贝克勒耳发现放射性现象后不久,卢瑟福发现了铀放射性辐射的不同成份枣α 辐射和β辐射 。
1900年提出了重元素自发衰变理论 。1904年总结出放射性产物链式衰变理论,奠定了重元素放射系元素移位的基本原理 。他的发现打破了元 素不会改变的传统观念,使人们对物质结构的研究进人了原子内部的深层次,为开辟一个新的学科领域枣原子核物理做了开创性工作 。由于他“ 在元素蜕变及其放射 化学方面的研究”而荣获1900年度诺贝尔化学奖 。
第二方面是1911一年提出了原子的有核结构模型 。1908年卢瑟福用实验证明了c粒子就是氦离子 。此后,他通过C粒子被物质散射的研究,从理论和实验验证上无可辩驳地论证了原子的有核结构模型,从而把原子结构的研究引向正确的轨道 。因此,他被誉为“原子 物理学之父” 。
以上两条详见“放射性的发现及放射现象的研究”、 “对原子结构的认识过程”条目 。1919年人工核反应的实现是卢瑟福的第三项重大发现 。这 一发现过程可以作为卢瑟福科学方法与作风的典型例证之一 。
1915年,他的学生马斯登(Marsden,1889一1970)发现用C粒子轰击空气时出现 一些粒子,它们具有不寻常的长射程 。卢瑟福决心利用业余时间长期而耐心地搞清楚这些粒子到底是N、 He、还是H原子、Li原子?他设计了图2-2-12所 示的装置,为了使他的结果绝对可靠,花了3年时间他于1919证明: 这是α粒子轰击N之后使之衰变放出了氢原子核即质: 这一装置的成本极为低廉,但用显微 镜观察屏上闪烁的工作极为艰苦! 这一实验的成功引起了一场热烈争论,最后以云室照片证明了卢瑟福的正确而告终 。这标志着人类第一次实现了改变化学元素的人 工核反应 。
古代炼金术士转化元素的梦想终于变成了现实!此外,他还预言了重氢和中子的存在,这在后来都得到了证实 。他同查德威克和艾利斯合作,于1930年出版了巨著《 从放射性物质发出的辐射》,这部著作是早期核物理学的总结并具有当代水平 。在20世纪初叶物理学革命迅速发展时期,为什么卢瑟福能取得其他人难以取得的一连串巨大成功,成为第一个深入原子宇宙的成功探索者? 大体可以从以下几方面来考察:(1)紧紧抓住关键问题扎扎实实地进行一系列准确而简单的实验 。卢瑟福一生的许多重大成就贯穿着一条红线: 透彻地研究α粒子的本质,并利用其巨大的能量与 动量作为“炮弹”去轰击原子和原子核,揭开原子组成与变化的奥秘 。
他极其热爱实验,允许助手和学生们大胆提出设想,但实验时必须一丝不苟,提倡自制和利用 最简单的仪器,实验结果必须绝对可靠 。在19QS年诺贝尔化学奖受奖演说中,他描述了他和盖革长时间利用低倍显微镜在暗室中“枯燥地” 计数a粒子击中硫化 锌屏上的闪烁次数,并与其他方法比较 。结果使最顽固的怀疑者不得不心悦诚服 。
这样的工作精神也导致大角度散射即原子有核结构的发现 。正是在这些目的明确、 烦琐、单调的常规工作中,实验者的耐心和毅力导致了辉煌的成就 。(2)理论与实验的紧密结合 。卢瑟福在1929年皇家学会曾以“ 理论与实验”为题说过:“每一个新的实验观察立即被抓住,以检验它是否能被现有的理论所解 释 。
如果不能,就要寻求理论图式中的改正…… 过去十年中物理学明显的迅速发展,主要是由于理论与实验的密切结合” 。卢瑟福的c粒子散射公式的推导及有核模 型的提出,就是一个光辉例证 。(3)特殊的勤奋、敏锐的洞察力和丰富伪科学直觉 。
他能在最易于被人们忽视的新一现象出现时洞在它的本质,分辨某些假说的正误 。例如也位子大角度散射瑰象 出现未引起其学生盖革够的注意时,他就意识到原子 。
外国的科学家被称为什么之父
文章插图
1、力学之父——阿基米德阿基米德(公元前287年—公元前212年),伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家,静态力学和流体静力学的奠基人,并且享有“力学之父”的美称,阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家 。阿基米德曾说过:“给我一个支点,我就能撬起整个地球 。
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