物理学家——卢瑟福

欧内斯特·卢瑟福(1871-1937)于1871年8月30日出生在新西兰纳尔逊附近的泉林村。他的父亲是农民和工匠，母亲是乡村教师。他在小学就对科学实验感兴趣了。由于成绩优异，他在学习期间获得了一系列奖学金。当他于1894年从坎特伯雷学院毕业时，他获得了数学和物理领域前所未有的双料第一的硕士学位。他还因为在无线电实验研究方面的成就获得了理学学士学位。毕业后，他在学校呆了一年。1895年，他被英国博览会奖学金录取，并在剑桥大学卡文迪许实验室学习。起初，他主要学习无线电，用他的发射器和探测器实现了3.2公里的发射和接收距离。

意大利马可尼后来的成就包括卢瑟福检波器的改进。然而，卢瑟福并不在乎个人的名誉和财富，也不质疑马可尼在无线电发明方面的优先权，并在1932年5月3日授予马可尼一枚奖章时赞扬了马可尼的成就。

1896年春末，卢瑟福接受了卡文迪什实验室主任j j .汤姆森的建议，将研究方向转向放射性。1897年，卢瑟福发现铀射线由两部分组成，一部分是容易吸收的射线，他称之为阿尔法射线。另一种是穿透性射线，他称之为β射线。同时，他根据实验预测，可能会有一种穿透力更强的射线，这就是后来被他发现并命名的伽马射线。

1898年从卡文迪许实验室毕业后，卢瑟福被J·J·汤姆逊推荐到加拿大麦吉尔大学担任物理学教授。除了教书，他还继续研究放射性。在与英国年轻化学家索迪的合作下，他于1902年首次发现了放射性元素的半衰期。他提出放射性是元素的自发衰变现象，并指出放射性和光谱实验表明原子具有非常复杂的结构。1903年5月，他和索迪根据α射线和β射线在电场和磁场中的偏转，区分出它们是由带正电和带负电的粒子组成的。

有人指出，放射性元素的原子衰变释放出带电粒子，并把它们变成具有不同性质的新元素。列出了早期镭、钍和铀的衰变模式。经证实，α射线的能量占放射性元素辐射能的99%以上，这为它们利用α射线作为研究原子结构的外壳提供了依据。1905年，他利用放射性元素的含量和半衰期计算出太阳的寿命约为50亿年，这是第一次利用放射性元素的半衰期计算矿石、古物和天体的年龄。

卢瑟福在辐射研究方面取得了一系列重要成就，使他闻名于世。1907年，由于英国曼彻斯特大学先进的实验室和优秀的科研条件，他拒绝了一些著名大学的高薪，成为了该大学的物理学教授。卢瑟福对α、β和γ射线做了大量的研究。1908年，他计算了β射线的电荷。1913年，他提出α粒子的电荷是2e。原子量是3.84。人们认为α粒子在失去电荷后应该变成氦原子。从1913年到1914年，他与人们合作确定了γ射线的性质和波长，并证实γ射线是频率高于X射线的电磁辐射。

卢瑟福早就有了用阿尔法射线探索原子结构的想法。1903年，他发现α射线的能量是β射线和γ射线的99倍。1906年，他发现当阿尔法射线穿过云母片时，会有一个小角度的散射现象，偏转2°。1908年6月，盖格发现α射线的散射角与目标物质的原子量成正比。同年10月，布拉格写信给卢瑟福。告诉他当用α粒子轰击原子时，α粒子的急转弯。这些现象促使他和盖格决定用重金属目标进行散射实验。1909年3月，卢瑟福向正在进行实验的马斯登提议，“看看你能否从金属表面直接反射α粒子？”

结果，马斯登发现了等于或大于90度的大角度散射现象。卢瑟福以他独特的洞察力和直觉抓住了这一异常现象。从原子中存在强电场的观点出发，他在1911年构想了原子的核结构模型。1912年，盖格和马斯登通过实验证实了带正电荷的原子核的存在。1913年，莫泽勒利用元素特征谱线和原子序数之间的关系证实了核外电子环的存在。

1918年，卢瑟福继J·J·汤姆逊之后接管了卡文迪许实验室的领导权。他将卡文迪许实验室发展到一个新的高度。他将材料微观结构的研究推向了一个新的阶段，并培养了许多年轻的科学家。

卢瑟福是20世纪初最伟大的实验物理学家。他获得了1908年诺贝尔化学奖。他发表了215篇论文，写了6种作品，培养了10位诺贝尔奖获得者。他于1937年10月19日死于肠梗阻并发症，葬在伦敦威斯敏斯特教堂牛顿墓旁。