نبذة عن حياة الفيزيائي “أرنست رذرفورد”

2016 عصر الكهرباء

جون كلارك مع مايكل ألابي وإيمي جان بيير

KFAS

شخصيّات المخطوطات والكتب النادرة

رذرفورد، أرنست ( ١٨٧١-١٩٣٧)

أرنست رذرفورد فيزيائي إنجليزي من أصل نيوزلندي يعتبر أحد رواد الفيزياء النووية.

ولد على مقربة من مدينة نلسون في نيوزلندا لأب يعمل في مجال صناعة الدواليب ونسج الكتان. حصل على منحة دراسية في كلية نلسون وكلية كانتربري في مدينة كرايست تشيرتش.

بدأ حياته العملية بدراسة المغناطيسية لكنه حصل على منحة من كلية ترنتي بجامعة كيمبردج في إنجلترا فانتقل هناك ليعمل في مختبر كافندش تحت إشراف الفيزيائي الإنجليزي جيه. جيه. تومبسون (١٨٥٦ – ١٩٤٠).

استمر في دراسة المغناطيسية ثم حول اهتمامه إلى البحث في ظاهرة تأين الهواء بواسطة الأشعة السينية وأثر ذلك على التوصيل الكهربائي للهواء. اكتشف أن اليورانيوم المشع يطلق ثلاثة أنواع من الإشعاعات: أشعة ألفا منخفضة الطاقة وأشعة بيتا ذات القدرة العالية على النفاذ عبر المادة وأشعة غاما عالية القدرة على التأيين.

 

عين رذرفورد أستاذاً للفيزياء بعد سنتين في جامعة ماجيل بمونتريال في كندا وعمل هناك مع الكيميائي الإنجليزي فريدريك سودي (١٨٧٧ – ١٩٥٦) في موضوع الحرارة المصاحبة للإنحلال النووي لليورانيوم.

برهن رذرفورد أيضاً أن الثوريوم المشع ينبعث منه غاز مشع، أو «فيض إشعاعي« كما سماه، وتبين فيما بعد أن الغاز الناتج هو غاز الرادون المشع. توصل الباحثان خلال تعاونهما إلى أن التحلل النووي يتم عبر سلسة من «التحولات« يتحول فيها العنصر المشع إلى عنصر آخر. وأدى هذا التعاون في نهاية المطاف إلى اكتشاف سودي للنظائر.

انتقل رذرفورد عام ١٩٠٧ إلى جامعة مانتشستر بإنجلترا. تمكن رذرفورد مع أحد طلابه، توماس رويدس، بعد سنة، من احتجاز كمية من جسيمات ألفا في أنبوب. قام الإثنان بتحليل الطيف الذي بصدره جسيم ألفا وبرهنا أنه نواة ذرة الهيليوم.

أجرى أرنست ماردسن، وبناءً على مقترح من رذرفورد، عام ١٩١٠ بتجربة تم فيها تسليط شعاع من جسيمات ألفا على لفيفة رقيقة من الذهب. نتج عن التجربة نفاذ غالبية الجسيمات عبر اللفيفة لكن عدداً منها أرتد إلى الخلف.

 

استنتج فريق العلماء من هذه النتائج وجود شحنة مركزية موجبة في ذرة الذهب. وبذلك رسم رذرفورد نموذجاً للذرة يحتوي على نواة مركزية موجبة الشحنة (تقارب كتلتها كتلة الذرة) محاطة بفراغ كبير. أخذ الفيزيائي الدنماركي نيلز بور (١٨٨٥-١٩٦٢) الفكرة وطورها في وقت لاحق.

عمل رذرفورد خلال فترة الحرب العالمية الأولى على تصميم مسبار صوتي للكشف عن الغواصات، وذلك بتكليف من البحرية البريطانية. وبعد الحرب عاد إلى كيمبريدج ليعلن عام ١٩١٩ توصله إلى فلق ذرة النيتروجين اصطناعياً بقذفه بوابل من جسيمات ألفا. وتنبأ بعد سنة بوجود النيوترون،

الذي اكتشفه عام ١٩٣٢ زميله في مختبر كافندش الفيزيائي الإنجليزي جيمس تشادويك (١٨٩١ – ١٩٧٤). أدى هذا الإكتشاف، بالإضافة إلى اكتشافات رذرفورد الأخرى، الى تأسيس علم الفيزياء النووية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]