1871年8月30日,欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。23岁时便获得三个学位(文学学士、文学硕士、理学学士)。1895年在新西兰大学毕业后,获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室,成为汤姆生的研究生。
1898年,在汤姆生的推荐下,担任加拿大麦吉尔大学的物理教授,他在那儿呆了9年。于1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。1919年接替退休的汤姆生,担任卡文迪许实验室主任。1925年当选为英国皇家学会会长。1931年受封为纳尔逊男爵,1937年10月19日因病在剑桥逝世,与牛顿和法拉第并排安葬,享年66岁。
卢瑟福是新西兰著名物理学家,著名的原子核物理学之父。大英百科全书评价他为继法拉第之后最伟大的实验物理学家。卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念,证实放射性涉及从一个元素到另一个元素的嬗变。他又将放射性物质按照贯穿能力分类为α射线与β射线,并且证实前者就是氦离子。因为"对元素蜕变以及放射化学的研究",他荣获1908年诺贝尔化学奖。
获奖后,卢瑟福对自己不是获得物理学奖感到有些意外,他风趣地说:“我一个搞物理的怎么就得了个化学奖呢?”“这是我一生中绝妙的一次玩笑!”
1911年,卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型。该实验被评为“物理最美实验”之一。
1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验。他从氮核中打出的一种粒子,并测定了它的电荷与质量,它的电荷量为一个单位,质量也为一个单位,卢瑟福将之命名为质子。
他通过α粒子为物质所散射的研究,无可辩驳的论证了原子的核模型,因而一举把原子结构的研究引上了正确的轨道,于是他被誉为原子核物理学之父。由于电子轨道也就是原子结构的稳定性和经典电动力学的矛盾,才导致玻尔提出背离经典物理学的革命性的量子假设,成为量子力学的先驱。
人工核反应的实现是卢瑟福的另一项重大贡献。自从元素的放射性衰变被确证以后,人们一直试图用各种手段,如用电弧放电,来实现元素的人工衰变,而只有卢瑟福找到了实现这种衰变的正确途径。这种用粒子或γ射线轰击原子核来引起核反应的方法,很快就成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。在卢瑟福的晚年,他已能在实验室中用人工加速的粒子来引起核反应。
道尔顿、汤姆生、卢瑟福三位大师为了人类对于微观物质的原子结构的探索做出了重大的贡献,从道尔顿的实心球模型到汤姆生的蛋糕模型再到卢瑟福的行星模型,每一步都是巨大的飞跃,代表了人类对原子世界认知的一次次进步。
科学小讲堂
桃李满天下(Have students all over the world)
当人们评论卢瑟福的成就时,总会提到他“桃李满天下”。在卢瑟福的悉心培养下,他的助手和学生中有多人获得诺贝尔奖:
1921年,卢瑟福的助手弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)获诺贝尔化学奖;
1922年,卢瑟福的学生弗朗西斯·阿斯顿(Francis Aston)获诺贝尔化学奖;
1922年,卢瑟福的学生尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)获诺贝尔物理学奖;
1927年,卢瑟福的助手查尔斯·威尔逊(Charles Wilson)获诺贝尔物理学奖;
1935年,卢瑟福的学生詹姆斯·查德威克(James Chadwick)获诺贝尔物理学奖;
1948年,卢瑟福的助手帕特里克·布莱克特(Patrick Blackett获诺贝尔物理学奖;
1951年,卢瑟福的学生约翰·考克饶夫(John Cockcroft)和欧内斯特·瓦耳顿(Ernest Walton),共同获得诺贝尔物理学奖;
1978年,卢瑟福的学生彼得·卡皮查(Pyotr Kapitsa)获诺贝尔物理学奖。
有人说,如果世界上设立诺贝尔人才培养奖的话,那么卢瑟福肯定是第一号候选人。
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