Революция в естествознании

| Категория реферата: Рефераты по физике
| Теги реферата: реферат народы, антикризисное управление предприятием
| Добавил(а) на сайт: Сальников.

Английский физик Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии, неподалеку от г. Нельсона. Он был одним из 12 детей колесного мастера и строительного рабочего Джеймса Резерфорда, шотландца по происхождению, и
Марты (Томпсон) Резерфорд, школьной учительницы из Англии. Сначала
Резерфорд посещал начальную и среднюю местные школы, а затем стал стипендиатом Нельсон-колледжа, частной высшей школы, где проявил себя талантливым студентом, особенно по математике. Благодаря успехам в учебе
Резерфорд получил еще одну стипендию, которая позволила ему поступить в
Кентербери-колледж в Крайстчерче, одном из крупнейших городов Новой
Зеландии.

В колледже на Резерфорд оказали большое влияние его учителя: преподававший физику и химию Э.У. Бикертон и математик Дж. Х.Х. Кук. После того как в 1892 г. Р. была присуждена степень бакалавра гуманитарных наук, он остался в Кентербери-колледже и продолжил свои занятия благодаря полученной стипендии по математике. На следующий год он стал магистром гуманитарных наук, лучше всех сдав экзамены по математике и физике.

В 1894 г. Р. была присуждена степень бакалавра естественных наук.
Затем Резерфорд в течение недолгого времени преподавал в одной из мужских школ Крайстчерча. Благодаря своим необыкновенным способностям к науке
Резерфорд был удостоен стипендии Кембриджского университета в Англии, где он занимался в Кавендишской лаборатории, одном из ведущих мировых центров научных исследований.

В Кембридже Р. работал под руководством английского физика Дж. Дж.
Томсона. На Томсона произвело глубокое впечатление, проведенное Резерфордом исследование радиоволн, и он в 1896 г. предложил совместно изучать воздействие рентгеновских лучей (открытых годом ранее Вильгельмом
Рентгеном) на электрические разряды в газах. Их сотрудничество увенчалось весомыми результатами, включая открытие Томсоном электрона – атомной частицы, несущей отрицательный электрический заряд. Опираясь на свои исследования, Томсон и Резерфорд выдвинули предположение, что, когда рентгеновские лучи проходят через газ, они разрушают атомы этого газа, высвобождая одинаковое число положительно и отрицательно заряженных частиц.
Эти частицы они назвали ионами. После этой работы Резерфорд занялся изучением атомной структуры.

В 1898 г. Р. принял место профессора Макгиллского университета в
Монреале (Канада), где начал серию важных экспериментов, касающихся радиоактивного излучения элемента урана. Вскоре он открыл два вида этого излучения: испускание альфа-лучей, проникающих только на короткое расстояние, и бета-лучей, которые проникают на значительно большее расстояние. Затем Резерфорд обнаружил, что радиоактивный торий испускает газообразный радиоактивный продукт, который он назвал «эманация»
(испускание. – Ред.).

Кстати, за открытие альфа и бета излучения он получил Нобелевскую премию по химии. В своей речи при получении премии он язвительно сказал:
«Мне приходилось дело с весьма различными трансмутациями во времени, но быстрейшая из всех, какие я встречал, это мое собственное превращение из физика в химика – оно произошло в одно мгновение». Возможно это произошло из-за того, что само понятие атом принадлежало словарю и физиков и химиков, хотя ни те ни другие еще не умел его расшифровать.

Однако главная его заслуга в открытии строения атома. Вот как это произошло.

Шел 1910 год. То было время непрерывного изучения альфа-лучей.
Эксперименты Резерфорда, начатые еще в Канаде вслед за открытием законов радиоактивности, позволили установить природу альфа-лучей. Оказалось, что это дважды ионизированные атомы гелия (голые ядра без электронных оболочек), вылетающие при радиоактивном распаде с колоссальной скоростью –
10000 км/с. поскольку относительная атомная масса альфа частиц равна 4, а заряд +2, они, как тяжелые снаряды проникают в толщу вещества и могут кое- что «рассказать» об устройстве материи.

Резерфорда удивляло, что альфа-частицы, пронизывая мишени (обычно листки металлической фольги), отклонялись на самые разные углы. Очевидно, внутри вещества действуют мощные электрические поля: ведь только они могут искривлять траектории массивных заряженных частиц.

И вот в 1909 году наступил тот зимний день, когда Марсден (молодой сотрудник Резерфорда по исследованиям) остановил на университетской лестнице Резерфорда и совсем буднично произнес: «Вы были правы, профессор: они возвращаются…».

«Они» возвращались редко: в среднем одна альфа-частица из восьми тысяч. Отражение от мишени означало, что альфа-частица встретила на своем пути достойную преграду – массивную и положительно заряженную: только такая может с силой оттолкнуть от себя прилетевшую гостью. Редкость события говорила о крайне малых размерах преграды. И потому, немногие альфа-частицы попадают в сердцевину.

После этого события, Резерфорд, «забыв остановиться», представил в своем воображении планетарный атом: вокруг положительно заряженного ядра, как планеты вокруг Солнца, вращаются отрицательно заряженные электроны.

С осмотрительной точностью сказал тогда Резерфорд, что знает только как выглядит атом, а не как он устроен. По законам классической физики, атом не мог иметь подобного строения: вращаясь вокруг ядра, электроны должны излучать, а значит, терять энергию и неизбежно подать на ядро. В общем, Резерфорд увидел обреченный атом.

Спасение пришло в 1913 году. В Манчестере появился 28-летний датчанин Нильс Бор – тихий теоретик и дерзкий мыслитель. Он принес с собой то недостающее новое – идеи теории квантов. Планетарный атом – детище безумного эксперимента и могучей интуиции – навсегда утвердился на квантовом основании.

Наконец, революция закончилась открытиями Пьер Кюри и Марии
Склодовской- Кюри.

Несколько слов о них.

Пьер Кюри (1859-1906). Родился в семье врача. Первоначальное образование получил дома, а в 16 лет стал студентом Сорбонны. После присуждения ему в 1877 году магистерской степени он 22 года преподавал в школе физики и химии. Пьер Кюри внес значительный вклад в различные области физики. Вместе с братом Жаком Пьер Кюри открыл прямой пьезоэлектрический эффект (1980 г.) Также они открыли обратный пьезоэлектрический эффект. Жак и Пьер Кюри сконструировали первый пьезоэлектрический датчик для измерения малых электрических зарядов и слабых токов.

Пьер Кюри разработал теорию образования кристаллов, сформулировал общий принцип их роста, ввел понятие поверхностной энергии кристаллических граней (1884-1885 гг.). Изучая симметрию кристаллов, он выдвинул принцип, названный его именем, который позволяет устанавливать симметрию кристалла, находящегося под внешним воздействием.

П. Кюри исследовал влияние температуры на магнитные свойства тел. В
1895 году он обнаружил, что у диамагнетиков магнитная восприимчивость не зависит от температуры, а у парамагнетиков – обратнопропорциональна ей
(закон Кюри).

1895 год ознаменовался открытием температуры, выше которой теряют свои свойства и скачкообразно изменяются другие свойства железа.

Мария Склодовская –Кюри (1867-1934). Она появилась на свет в учительской семье в Варшаве (Королевство Польское в то время входило в
Российскую империю). Мария прекрасное успевала в школе, но высшее образование для женщин в России тогда было несбыточной мечтой, и Мария 8 лет работала гувернанткой, отсылая почти все заработанные деньги сестре
Брониславе в Париж, где та изучала медицину. В 1891 году сестра получила диплом и вышла замуж. В том же году Мария отправилась к ней Париж и поступила в Сорбонну. В 1893 году она заняла первое место на итоговых экзаменах по физике, а 1894 году – второе место на экзаменах по математике

Знаменательная встреча Пьера Кюри и Марии Склодовской произошла в
1894, а 24 июля 1895 года они вступили в брак.

Сразу после открытия Беккерелем радиоактивности (1896 год) супруги
Кюри начали планомерное исследование радиоактивных материалов, проводя эксперименты буквально в сарае. Несколько лет Марии Кюри за работу не платили, и только в 1904 году, когда Пьер Кюри стал профессором физики в
Сорбонне, ее взяли на должность ассистентки. В действительности же совместная работа супругов была сотрудничеством равных. Перемыв тонны урановой руды, они сумели выделить из нее новый элемент – полоний ( названный в честь Полонии – латинизированного названия Польши, родины
Марии), а из урановой смолки – радий ( от лат. Radio – «испускаю лучи») .

В 1903 году Мария Склодовская-Кюри стала первой женщиной, удостоиной во Франции докторской степени.

После получения Нобелевской премии супругами Кюри, для Пьера в
Сорбонне была учреждена кафедра физики и лаборатория (1904 год), позже преобразованная в Радиевый институт. Кюри часто болел. По-видимому, сказывалась работа с радиоактивными материалами. От пожелтевших листков из лабораторный журналов супругов Кюри и поныне исходит сильное радиоактивное излучение, опасное для здоровья .