新西蘭物理學家盧瑟福出生

在143年前的今天，1871年8月30日 (農歷七月十五)，新西蘭物理學家盧瑟福出生。

盧瑟福出生

盧瑟福是新西蘭最偉大的科學家，他也完全能夠被稱之為任何時代最偉大的實驗物理學家之一。他的事業幾乎正好縱伸核物理學的第一個偉大時期，他對這個領域作了許多貢獻并長期居于主導地位。

盧瑟福，1871年8月30日生于新西蘭納爾遜。他是12個孩子中的第四個。他在克賴斯特徹奇的坎伯雷學院受教育。1895年獲得獎學金進入英國劍橋大學。

盧瑟福在新西蘭已經作了關于高頻磁場的一些工作，他到劍橋后在湯姆生指導下起初仍然從事這項研究，到1896年才開始研究χ射線電離空氣的導電性。

1898年他遷到加拿大任麥基爾大學教授。有一位牛津培養的化學家弗雷德里克-索迪同他進行了最有成效的18個月的合作，1901年10月到1903年4月這段期間，他發表了9篇重要論文，為放射學的嚴格研究奠定了基礎。

1899年盧瑟福的第一個重要進展是他證明有兩種完全不同的放射物，他稱之為α射線和β射線。α射線透射能力很小，但產生很大電離，而β射線具有χ射線那樣的透射能力，但電離能力很小。盧瑟福又費了10年功夫仔細進行實驗，同索迪一起提出了一種大膽的原子嬗理論。

1900年盧瑟福指出，第三種輻射在磁場中不偏轉，是高能電磁輻射，他稱這種輻射為“γ射線”。

盧瑟福還開始研究放射性元素釷，釷除了α、β、γ射線之外，還發出一種放射性氣體，他稱之為“射氣”。他指出，射氣在活動性方面以一種特定速度衰減，在某一固定期間（半衰期）失去活動性的一半。盧瑟福和索迪開始積極研究釷的化合物，指出有一種更為活動的物質釷χ存在。他們終于了解到，射氣是釷χ產生的，而釷χ又是從天然釷產生的。也就是說，有一種序列存在，其中一種化學元素正在改變（嬗變）為其它元素。

1905年，盧瑟福和索迪發表了他們關于嬗變序列的理論。（）盧瑟福后來出版了一本書，叫作《新煉金術》，索迪繼續進行這項工作，最終引入了同位素的概念。

盧瑟福又把注意力轉到放射性衰變中發射的α輻射，證明α輻射是失去兩個電子的氦原子組成的。1907年他遷到英格蘭曼徹斯特大學，繼續研究α輻射。在曼徹斯特，盧瑟福和漢斯-蓋革于1908年發明了蓋革計數器。也是在這里，蓋革和歐內斯特-馬斯登在1910年按照盧瑟福的建議研究了α粒子穿過薄金屬箔的散射，他們用涂有硫化鋅的屏探測這些粒子，當高能粒子撞到屏上，就發出短暫的閃光（閃爍）。

蓋革和馬斯登發現，絕大多數粒子在穿過金箔時只有微小的偏轉，但有極小比例（大約8000個中有1個）偏轉很大。盧瑟福后來將此描述為“我一生中所遇到過的最驚人的事件，……它就像你用一顆15英寸的炮彈轟擊一張薄紙而炮彈反彈回來將你擊中那樣令人難以置信。”為了對這種結果作出解釋，盧瑟福在1911年提出了一種原子模型，指出幾乎所有的質量都集中在一個很小的區域，原子的大部分區域都是“空的空間”。這就是核原子（雖然盧瑟福到1912年才用“核”這個術語）。他還提出了一個理論公式，表明在不同角度被一個核所散射的粒子數。核原子的觀念又得到尼耳斯-玻爾的進一步發展。

在第一次世界大戰中，盧瑟福用聲學方法探測潛艇為海軍服務，戰后于1919年到英格蘭劍橋大學卡文迪什實驗室任卡文迪什物理學講座教授兼主任。

1919年就在這個實驗室，他又作出第三項重要發現--人工核蛻變。按照馬斯登某些早期實驗，在一個可以充入不同氣體的圓筒中裝置一個α粒子源，在圓筒的一端開一個小孔，蓋上金屬片，一些原子可以穿過金屬片逸出。圓筒內充入氮，就產生高能粒子，它們正是氫核（即質子）。盧瑟福指出，“在與高速α粒子迎頭碰撞中產生的強力作用下，氮原子蛻變了，而釋放出來的氫原子是構成氮核的一個組成部分。”盧瑟福成功地作出了第一次嬗變。[www.LiShiJinTian.com]盧瑟福同詹姆斯-查德威克在1920年到1924年間繼續指出，在用α粒子轟擊時，大多數較輕元素發射質子。

盧瑟福在這一領域中的種種成就，實際上開創了一門完全嶄新的學科--核物理學。