Летопись электричества

Через три года (в 1894 году) Резерфорд блестяще закончил университет. Его наградили стипендией[63], которая давала ему возможность некоторое время скромно существовать. Судьба благоприятствовала молодому ученому. Он попал в Англию, в Кембридж, и посвятил себя научной работе в знаменитой лаборатории имени Генри Кавендиша. Здесь, под руководством известного физика Джона Томсона, Резерфорд сделал свои первые научные работы.

В те годы в науке произошло событие, сразу определившее призвание Резерфорда.

Шел 1896 год. Анри Беккерель открыл явление радиоактивности. Резерфорд почувствовал, что именно здесь он найдет подтверждение положений своего студенческого «неудачно» прочитанного доклада об эволюции материи.

«Нужно уединиться, быть вдали от всяких научных авторитетов, чтобы без предвзятой мысли исследовать явления радиоактивности», так решил Резерфорд.

С этой целью он охотно принял предложение Монреальского университета, в Канаде занять там кафедру физики.

Так Резерфорд оказался уже в третьей части света — в Америке.

Через шесть лет, в 1903 году, Резерфорд вместе со своим учеником и другом, химиком Фредериком Содди, опубликовал результаты изучения элементов, получаемых при радиоактивном распаде. Это были удивившие весь мир основы теории, блестяще подтверждающие мысль о делимости атомов. Резерфорд и Содди видели в атомах скопления электрических частиц, связанных гигантскими электрическими силами.

Эрнест Резерфорд был признан гением новейшей физики. Его единодушно избрали членом английского Королевского общества.

^{Эрнест Резерфорд (1871–1937).}

Через несколько лет Резерфорд покинул Монреаль, вернулся в Англию и занял кафедру физики в Манчестерском университете. Вскоре здесь была сделана работа, которая навсегда обессмертила его имя: в манчестерской университетской лаборатории в 1909 году Резерфорд открыл существование ядра атома.[64] Еще в Монреале в 1903 году Резерфорд обнаружил, что лучи, открытые Беккерелем, состоят из трех частей. Первая, названная пучком альфа-лучей, особенно заинтересовала Резерфорда. (Пучок альфа-лучей представляет собой поток положительно заряженных частиц).

В результате многолетнего изучения альфа-частиц Резерфорду удалось особым образом сосчитать, сколько альфа-частиц испускает грамм радия в одну секунду. Затем он определил заряд каждой отдельной альфа-частицы. Заряд альфа-частицы оказался равным по величине двойному заряду электрона. Далее Резерфорд вычислил вес каждой альфа-частицы. Он оказался в четыре раза больше веса атома водорода.

Летящие альфа-частицы по сравнению с частицами, составляющими вторую часть излучения радия и названными бэта-частицами, оказываются тяжелыми снарядами более «крупного калибра».

В продолжение следующих трех лет Резерфорд внимательно исследовал различные другие свойства альфа-частиц. В 1906 году Резерфорд установил, что если пучок альфа-лучей проходит через щель и затем падает на фотографическую пластинку, то края той площади пластинки, где пучок падает на нее, оказываются размытыми.

«По-видимому, — решил Резерфорд, — альфа-частицы сталкиваются с атомами воздуха и поэтому отклоняются от строго прямого направления полета. Поэтому, быть может, происходит рассеяние альфа-частиц».

Своим сотрудникам Гайгеру и Марсдену Резерфорд поручил исследовать процесс рассеяния альфа-лучей при прохождении пучка через твердые тела, например через листочки различных металлов.

Гайгер и Марсден сотни раз наблюдали, как узкий пучок альфа-лучей проникал через тонкий листок того или другого металла и падал на экран, покрытый сернистым цинком. Когда металлический листок отсутствовал, на экране, покрытом веществом, способным светиться под действием ударов альфа-частиц, появлялось маленькое резко очерченное световое пятнышко; когда же на пути полета альфа-частиц находился металлический листок, светящееся пятнышко расползалось, и края его становились размытыми. Во всех этих опытах снова подтверждалось, что существует явление рассеяния пучка альфа-частиц из-за столкновения их с атомами воздуха или металла.

Однажды Гайгер и Марсден снова повторяли этот опыт. Случайно они поставили световой экран не позади, а спереди металлического листка и притом сбоку, так что альфа-частицы, летящие от источника, не могли падать на экран.

Удивленные помощники Резерфорда заметили, что на экране, несмотря на такое положение его, изредка все же появлялись световые вспышки.

По совету Резерфорда, Марсден и Гайгер опубликовали заметку о своем наблюдении.

Но Резерфорд первый из всех физиков объяснил явление, замеченное ею помощниками. Объяснение выходило далеко за рамки рядового открытия.