من هو رذرفورد؟

هو عالم فيزيائي من أبرز قادة ورواد الاكتشافات الفيزيائية النووية في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين.


وهو إرنست جيمس رذرفورد، عالم فيزياء بريطاني لُقب بأبي الفيزياء النووية، ويُصنف كأحد أعظم الباحثين والمجربين، وقد تميزت شخصيته العلمية واشتهر في دراسة النشاط الإشعاعي ومفهوم الذرة النووي الذي قاده إلى اكتشاف الفيزياء النووية، والتي حصل بفضلها على العديد من الأوسمة والجوائز خلال مسيرته العلمية الحافلة بالنجاحات، وقد كان أبرزها جائزة نوبل للكيمياء، فعلى الرغم من بداياته المتواضعة القائمة على المنح الدراسية والإرادة الصلبة القوية إلا أنها دفعته إلى تطوير معرفته والارتقاء بها.[١][٢]


مولد رذرفورد ونشأته

ولد رذرفورد في بلدة بريدجووتر القريبة لمدينة نيلسون في الجزيرة الجنوبية من نيوزيلندا، وذلك في تاريخ 30-8-1870 م، وكان الابن الرابع لوالديه من بين 12 ابنًا آخرين، وكان والده جيمس يعمل في صنع العجلات وتصليحها، أما والدته مارثا فكانت مُدرسة، ولم تظهر اهتمامات آرنست المبكرة بالعلوم فكان يحب ما يفعله والده حتى التحق بالمدرسة وشق طريقًا مُختلفًا مُتفردًا بالحصول عى منح دراسية عديدة ساعدته على تحقيق إنجازات واكتشافات فيزيائية وعلمية مهمة.[٢]


ثقافة رذرفورد وتعليمه

ارتاد إرنست المدارس الحكومية المجانية في مدينة نيلسون حتى حظي بمنحة دراسية لدخول مدرسة نيلسون كوليجيت الخاصة، وهناك برز وظهرت براعته في الرياضيات والعلوم، وحظي بمنحة دراسية أخرى إلى كلية كانتربري في كرايستشيرش التابعة لجامعة نيوزلندا، ومنها حصل على درجة البكالوريوس في الآداب للدارسات العليا وحظي بمنحة أخرى مدة عام ليحصل خلالها على درجة الماجستير في الآداب مع مرتبة الشرف الأولى في الرياضيات والعلوم الفيزيائية والفيزياء الرياضية، كما حصل على بكالوريوس العلوم عام 1897 م، وفي عام 1895 م فاز بمنحة دراسية من أرباح معرض لندن الشهير لكنه اختار مواصلة الدراسة في جامعة كامبردج في مختبرها كافنديش برفقة مُنشئه الخبير جوزيف جون طومسون واستمر في بحوثاته واكتشافاته في هذا المختبر حتى حصل على مقعد في جامعة مانشستر عام 1905 م ليباشر بحوثه في مختبر الفيزياء العلمي بها، ولكنه عاد إلى مختبر كافنديش في جامعة كامبردج وأصبح مديرًا له من بعد طومسون عام 1919 م، واستمر في العمل على العناصر النووية والنشاط الإشعاعي ما تبقى من حياته المهنية.[٣][٤]


أبرز مُساهمات رذرفورد العلمية

من أبرز إنجازات رذرفور العلمية ما يأتي:


في مجال النشاط الإشعاعي

أسفرت دراسات رذرفورد وبحوثه القيّمة في مجال النشاط الإشعاعي، والفيزياء النووية عن الاكتشافات العلمية الآتية:

  • حدد العنصرين المختلفين لإشعاع بيكريل واللذين أطلق عليهما أشعة ألفا وبيتا والقادمتين من اليورانيوم، واقترح أن ألفا هي نفسها نواة ذرة الهيليوم.[٣][١]
  • حقق مع العالم فريدريك سودي في السلسلة المشعة، وبناءً عليه طور نظرية تفكك أو تحول النشاط الإشعاعي (التفكك التلقائي لذرات العناصر المشعة)، كما ألف كتابه المشهور حينها واسمه النشاط الإشعاعي.[٣][١][٣]
  • أجرى التجارب الشهيرة على تشتت جسيمات ألفا مما قاده لاقتراح النظرية النووية للذرة، ومنها حصل على جائزة نوبل للكيمياء.[١]
  • طور مع العالم هانز جيجر مقياسًا لقياس شدة النشاط الإشعاعي سمي عداد جيجر.[٣]
  • قام بأول تفاعل نووي في عنصر مستقر من خلال اصطدام جسيمات ألفا بالنيتروجين.[٣]


اكتشاف البروتون

اكتشف رذرفورد البروتون عام 1918 م، وذلك من خلال تجربة قذف جسيمات ألفا خلال غاز النيتروجين، ولاحظ وجود نواة الهيدروجين في مُبينات الومضات التي جاءت من النيتروجين، ومنهما استنتج رذرفورد أن النتروجين يحتوي على نويات الهيدروجين صاحبة العدد الذري رقم 1، موضحًا أنها تمثل عنصرًا أساسًيا أسماه البروتون، نسبة لكلمة بروتوس الإغريقية التي تعني الأول.[٥]


تجارب رذرفورد واكتشافه نموذج نواة الذرة

سلّط رذرفورد شعاعًا من أشعة ألفا المأخوذة من عينة من عنصر البولونيوم المشع باتجاه صفيحة رقيقة جدًا من الذهب والمحاطة بشاشة مطلية بمركب كبريتيد الخارصين، فاخترقت معظم الصفيحة وارتدَّ القليل منها، وبناءً عليه وضع رذرفورد نموذجًا جديدًا للذرة، وينص استنتاجه على أن الذرة تتكون من نواة موجبة الشحنة تتركز فيها معظم كتلتها بالإضافة لإحاطتها بإلكترونات سالبة الشحنة تدور حولها كما تتحرك الكواكب حول الشمس، كما استنتج دليلًا يدل على وجود جسيمات أخرى فيها، والتي عرفت لاحقًا بالنيوترونات، ذلك من خلال دراسة ذرة الهيدروجين التي تعد أصغر الذرات وأقلها كتلة، والتي بدروها تحتوي على إلكترون واحد وبروتون آخر واحد، وبما أن العنصر الذي يلي الهيدروجين هو الهليوم الذي يحتوي على إلكترونين وبروتونين، أي ما يعادل ضعف الهيدروجين، لكنه وجد كتلة الهليوم تعادل أربعة أمثال كتلة الهيدروجين، ومن هنا افترض وجود نوع آخر من الجسيمات في الذرة لها كتلة لكنها غير مشحونة، ليسميها العالم شادويك بعد دراستها لاحقًا بالنيوترونات.[٥][٦]


أبحاث ومساهمات أخرى لرذرفورد

من إنجازات رذرفورد العلمية الأخرى ما يأتي:[٣]

  • أظهر أن التفريغ المتذبذب قادر على مغنطة الحديد، وذلك باستخدام الإبرة الممغنطة التي فقدت بعض مغنطتها عند تعريضها لمجال مغناطيسي ناتج عن تيار متناوب، وبالتالي أصبحت إبرة رذرفورد بمثابة جهاز كاشف للموجات الكهرومغناطيسية.
  • قدم رذرفورد ورقة بحث كلاسيكية مع طومسون توضح آلية تغيير الأشعة السينية لموصلية الغازات، وتتمحور الورقة حول التأين، وتكسير الذرات والجزيئات إلى أجزاء موجبة وسالبة موضحًا بتجربته أن الجسيمات انجذبت لأقطاب تعاكس شحنتها.


التكريمات التي حصل عليها رذرفورد

كُرم رذرفورد بالعديد من الأوسمة والجوائز، منها:[٧]

  • حصل على لقب فارس عام 1914 م.
  • نال وسام الاستحقاق في عام 1925 م.
  • حصل على لقب البارون رذرفورد الأول من نيلسون ونيوزيلندا وكامبريدج في عام 1931 م.
  • انتخب كزميل في الجمعية الملكية عام 1903 وأصبح رئيسًا لها في الفترة من 1925-1930 م.
  • حصل على ميدالية رمفورد في عام 1905 م.
  • حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عن تحقيقاته في تفكك العناصر وكيمياء المواد المشعة في عام 1908 م.
  • حصل على ميدالية كوبلي من الجمعية الملكية في عام 1922 م.
  • فاز بجائزة بريسا من أكاديمية تورينو للعلوم في عام 1910 م.
  • نال وسام ألبرت من الجمعية الملكية للفنون في عام 1928 م.
  • حصل على ميدالية فاراداي من معهد المهندسين الكهربائيين في عام 1930 م.


وفاة رذرفورد

توفي الفيزيائي رذرفورد في مدينة كامبريدج بتاريخ 19-10-1937 م عن عمر يُناهز 66 سنة، ودُفن رماده في دير وستمنستر بجانب ضريح اللورد كلفن، وغرب قبر العالم نيوتن.[٣]

المراجع

  1. ^ أ ب ت ث Richard S. Lawson., "Chapter 5Evolution of Nuclear Medicine Physics in the UK", ncbi.nlm.nih , Retrieved 17-5-2021. Edited.
  2. ^ أ ب Gopalpur Nagendrappa، Ernest Rutherford، Page 2. Edited.
  3. ^ أ ب ت ث ج ح خ د Lawrence Badash, "Ernest Rutherford", britannica, Retrieved 17-5-2021. Edited.
  4. ↑ Mark IbaNez (14-5-2018), "Ernest Rutherford", large.stanford, Retrieved 17-5-2021. Edited.
  5. ^ أ ب أ م د محمد حامد سعيد، الكيمياء الالعضوية، صفحة 4. بتصرّف.
  6. ↑ Campbell, John (1-2-2016), rutherford 1871-1937 "Rutherford's war", science, Retrieved 17-5-2021. Edited.
  7. ↑ "Ernest Rutherford Biographical", nobelprize, Retrieved 17-5-2021. Edited.