Galilei      Boltzmann      De Broglie      Einstein      Newton      Pauli      Radeford      Bohr      Galerija       Kviz

          Ernest Radeford

Ernest Radeford (1871- 1937), bio je britanski hemičar i fizičar.

Nobelovu nagradu za hemiju dobio je 1908. godine. Isprva se bavio proučavanjem radioaktivnih raspada. Prvi je uočio da se zračenje radija sastoji od dviju vrsta zraka, koje je nazvao alfa-zrake (α čestica) i beta-zrake (β čestica) te gama-zračenje (γ čestica). Zajedno sa Frederickom Soddyem uveo je pojam vremena poluraspada i formulisao zakone radioaktivnog raspada. Proučavanjem raspršivanja alfa-čestica na atomima Raderford je došao do zaključka da atom čija je veličina 10-8 cm nije kompaktan djelić materije, nego složen od pozitivnog jezgra (veličine 10-12 cm) i elektrona koji kruže oko njega. Raderford je prvi upotrijebio riječ proton za pozitivno naelektriziranu česticu u jezgru atoma.

Od njega potiče i formula za raspršivanje alfa-čestica na atomima; kasnije (1925. godine), Raderford je utvrdio i odstupanje od te formule do kojeg dolazi kod vrlo bliskih sudara alfa-čestice i jezgra, kad nuklearno međudjelovanje postaje mnogo važnije od električnog.
Godine 1919. Raderford je, bombardujući azot alfa-česticama izveo prvu transmutaciju jednog elementa u drugi. Pri procesu je kiseonik, tako je izvršena prva nuklearna reakcija.

Raderfordov model atoma
 

Činjenica koju je utvrdio Raderford, da je alfa-čestica u stvari jon atoma helijuma, da je njena masa 4 puta veća od mase atoma vodonika i da njen električni naboj iznosi dva elementarna električna naboja, omogućila je određivanje električnog naboja svakog atoma. Osim toga, Rutherford je zapazio još jednu važnu pojavu, da se alfa-čestice raspršuju pri prolazu kroz neki materijal, na osnovu koje je zasnovao Rutherfordov model atoma. On je zapazio da se uski snop alfa-čestica, nakon prolaza kroz tanki listić (foliju) metala, skreće od polaznog snopa i da se rasprši. Zapazio je i da se alfa-čestice više rasprše kod prolaza kroz metal, nego kad prolaze kroz zrak.

                                                                                                                                                  model atoma

Scintilacija                                                                                                                                   

1899. Bekerel (Becquerel) je zapazio još jedno svojstvo radioaktivnog zračenja i to da izazivaju luminiscenciju kod mnogih hemijskih tvari, kao što su na primjer cinkov sulfid (ZnS), barijumov platinocijanid (Ba[Pt(CN)4]x4 H2O) i dijamant. Zapaženo je pomoću mikroskopa da se luminiscentno svjetlucanje cinkovog sulfida, izazvano alfa-česticama, sastoji iz velikog broja pojedinačnih bljeskova svjetlosti. Zato što ovo kratkotrajno svjetlucanje ima sličan izgled svjetlucanju iskri, nazvano je scintilacija (lat. scintilla znači iskra). Pošto svaka alfa-čestica svojim udarom o luminiscentni zastor izaziva jednu scintilaciju ili iskru, Rutherford je predložio da je to vrlo pogodan način za brojanje radioaktivnih čestica. Na taj način je scintilacija poslužila kao prvi način za istraživanje količine alfa-čestica.

Rutherford je nastavio oglede, te je koristio je zatvorenu posudu s pokretnim izvorom alfa čestica koji se mogao staviti na različite udaljenosti od zastora. Na zastoru su se uz pomoć mikroskopa prikazivale scintilacije - udarci čestica u zastor koji su izazivali svjetlucanje. Kad je u posudu stavio kiseonik broj scintilacija se smanjio zbog apsorpcije alfa čestica u sloju plina. Kad je u uređaj stavio suhi zrak javio se efekt suprotan očekivanom – broj scintilacija se povećao. Zatim je posudu napunio čistim azotom i broj scintilacija bio je još i veći. Na osnovu mnogobrojnih pokusa zaključio je da čestice koje su prodornije, prelaze veći put i izazivaju scintilacije nastaju zbog sudara alfa čestica s atomima    azota, te da su te nove čestice atomi vodonika.                                                                    prolazak alfa-čestica

Teorija radioaktivnog raspada

Nikako se u to vrijeme nije moglo objasniti odakle tako velika energija kojom zrače radioaktivne tvari. Na osnovu činjenice da se atomi radioaktivnih tvari  raspadaju i prelaze u atome drugih elemenata manje težine, tj. da se transmutiraju, Raderford i Frederick Soddy postavili su 1903. teoriju radioaktivnog raspada. Prema njoj atomi radioaktivnih elemenata nisu stabilni, nego se spontano raspadaju, uz zračenje radioaktivnih čestica (alfa-čestica, beta-čestica ili gama-čestica), pri čemu prelaze u atome drugih elemenata.
 

Nuklearna reakcija

Teorija radioaktivnog raspadanja je vrlo značajna, jer iz nje proizlazi da su atomi djeljivi i da mogu prelaziti u atome drugih hemijskih elemenata. Posto je prelaženje jednog hemijskog elementa moguće samo ako se promjena događa u atomskom jezgru, možemo zaključiti da je radioaktivnost u stvari raspadanje jezgra atoma nekih hemijskih elemenata. Promjena stanja atomske jezgre kod radioaktivnih elemenata se naziva nuklearna reakcija.