Wikipedia

Ero sivun ”Ernest Rutherford” versioiden välillä

Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][arvioimaton versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
p Käyttäjän 192.194.238.212 muokkaukset kumottiin ja sivu palautettiin viimeisimpään käyttäjän 5.62.39.231 tekemään versioon.
Merkkaus: Pikapalautus Palauta-työkalulla
p Kieliasun korjaamista ja selkeyttämistä. Yhä jää tekemistä. Samoja lähteitä käytetään paljon eri aiheisiin, eli luultavasti liian laajasti.
Rivi 24:
'''Ernest Rutherford, Nelsonin ensimmäinen paroni Rutherford''', [[Ansioritarikunta|OM]], [[Privy Council|PC]], [[FRS]], [[Royal_Societyn_puheenjohtaja|PRS]] ([[30. elokuuta]] [[1871]] [[Spring Grove]], [[Uusi-Seelanti]] – [[19. lokakuuta]] [[1937]] [[Cambridge]], [[Englanti]], [[Yhdistynyt kuningaskunta]]) oli Uudessa-Seelannissa syntynyt brittiläinen fyysikko.<ref name="eb"></ref>
 
Rutherford sai lapsuudestaan asti mahdollisuuden koulutukseen ja käytti sen hyväkseen menestyen opinnoissaan.<ref name="eb"></ref> <ref name="viite2"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite4"></ref> <ref name="viite5"></ref> Hän teki omia tutkimuksia jo opiskeluaikana ja pääsi ensimmäiseen tutkimusryhmään jatko-opiskelijana Cambridgen yliopistossa, Englannissa. Tästä saivat alkunsa fyysikon tutkimukset [[Radioaktiivisuus|radioaktiivisuuden]] parissa. Ne jatkuivat läpi koko hänen elämänsä eri yliopistoissa ympäri maailmaa tuoden merkittäviä saavutuksia.
 
Fysiikan suurista löydöistä hänen nimiinsä luetaan [[Atomiydin|atomin ytimen]] löytäminen; sen hän teki kokeella, joka nykyään tunnetaan [[Rutherfordin koe|Rutherfordin kokeena]].<ref name="eb"></ref> <ref name="viite2"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite4"></ref> <ref name="viite5"></ref> <ref name="viite6"></ref> <ref name="viite7"></ref> Hän tutki radioaktiivisuutta ja otti ensimmäisenä käyttöön termit [[Alfasäteily|alfa]]-, [[Betasäteily|beta]]-, ja [[gammasäteily]]. Rutherford havaitsi ensimmäisenä, että radioaktiivisesta aineesta puolet hajoaa vakioajassa ([[puoliintumisaika]]). Rutherford myös löysi [[Protoni|protonin]] ja teki hypoteesin atomin varauksettomista hiukkasista, [[Neutroni|neutroneista]]. Rutherford sai [[Nobelin kemianpalkinto|Nobelin kemianpalkinnon]] vuonna 1908 radioaktiivisten alkuaineiden kemiaa koskevista tutkimuksista.
 
==Lapsuus==
Ernest syntyi Spring Grovessa Uudessa-Seelannissa 30. elokuuta 1871.<ref name="eb"></ref> Ernestin isä, James Rutherford, ja äiti, Martha Thompson, olivat molemmat muuttaneet 1800-luvun puolivälissä vanhempiensa kanssa Uuteen Seelantiin, isä James 4-vuotiaana [[Skotlanti|Skotlannista]] ja äiti Martha 13-vuotiaana Englannista.<ref name="eb"></ref> <ref name="viite2"></ref> <ref name="viite3"></ref> Ernest syntyi keskiluokkaiseen perheeseen. Eri lähteiden mukaan hänen isänsä toimi elämänsä aikana maanviljelijänä ja pellavamyllärinä sekä piti omaa sahaa, jossa nuori Ernest myös paljon työskenteli.<ref name="eb"></ref> <ref name="viite2"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite4"></ref> <ref name="viite5"></ref> <ref name="viite6"></ref> <ref name="viite7"></ref> Ernestin ympärillä pyörikin ahkeria työläisiä, joilla oli hyvät tekniset taidot. Lisäksi hänen isänsä korjasi ja huolsi erilaisten myllyjen koneita ja osia. Hänen äitinsä oli opettaja, joka opetti itse kaikki lapsensa lukemaan ja kirjoittamaan. Lapsia Rutherfordin perheeseen syntyi 12, viisi tyttöä ja seitsemän poikaa. Ernest oli neljäs lapsi ja toiseksi vanhin poika. Ernestin veljistä kolme kuoli jo lapsina, yksi syntyessään ja kaksi hukkui surullisesti yhteisellä perheretkellä. Tämä johti Ernestin äidin masentumiseen, josta hän ei elämänsä aikaan koskaan toipunut.
 
==Kouluvuodet==
Rutherfordin lapset saivat kaikki hyvän koulutuksen, koska vanhemmat arvostivat koulutusta.<ref name="viite3"></ref> Vanhempien arvostus johtui siitä, että isä Jamesilla ei ollut koskaan mahdollisuutta siihen ja äiti Martha taas oli sen saanut. Hänen äitinsä uskoi, että kaikki tieto on valtaa ('all knowledge is power’).<ref name="viite8"></ref> Ernest kävi kouluvuotensa kulloisenkin asuinpaikkansa maalaiskouluissa aina vuoteen 1886 asti (Foxhillin ala-aste 1876–81, Havelockin ala-aste 1882–86).<ref name="eb"></ref> <ref name="viite2"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite4"></ref> <ref name="viite5"></ref> <ref name="viite6"></ref> <ref name="viite7"></ref> Ensimmäisen luonnontieteiden kirjansa hän sai koulusta 10-vuotiaana.<ref name="viite3"></ref> Samana vuonna Rutherford rakensikinrakensi itse oman pienoistykin, mikäjoka sitten räjähtikin aiheuttamatta onneksi vahinkoa.
 
===Opiskeluvuodet===
Vuonna 1887 15-vuotias Ernest sai toisella yrittämällään Marlboroughin opetushallituksen stipendin Nelsonin Collegeen, yksityiseen lukioon.<ref name="eb"></ref> <ref name="viite2"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite4"></ref> <ref name="viite5"></ref> <ref name="viite6"></ref> <ref name="viite7"></ref> Hän muutti pois kotoaan ja opiskeli lukiossa menestyksekkäästi kaikissa aineissa, erityisesti matematiikassa ja luonnontieteissä. Opiskelujensa ohessa hän pelasi innokkaasti [[Rugby|rugbya]]. Lukion jälkeen vuonna 1890, jälleen toisella yrittämällään, Ernest onnistui saamaan stipendin Canterbury Collegeen [[Christchurch|Christchurchiin]] yhteen neljästä Uuden-Seelannin yliopistoista. Canterburyssä Rutherford oli onnekas saadessaan opettajakseen loistavia [[Professori|professoreita]], jotka saivat hänet toden teolla kiinnostumaan tieteellisestä tutkimuksesta. Kolmen vuoden tutkinnon aikana hän opiskeli mm. latinaa, ranskaa ja matematiikkaa. Samalla hän teki laboratoriossa niin monia fysiikan kokeita kuin mahdollista. 1892 hän valmistui ([[Bachelor of Arts]]) aineinaan matematiikka, sovellettu matematiikka, latina, englanti, ranska ja fysiikka. Huippuarvosanojen ansiosta hänelle myönnettiin stipendi vuoden jatko-opintoihin ("Honours" year). Tämän lisävuoden aikana Rutherford suoritti [[Geologia|geologian]] ja kemian opinnot ([[Bachelor of Science]]). Hän opiskeli myös lisää matematiikan ja fysiikan opintoja tehden samalla itsenäistä tutkimusta keskittyen pääasiallisesti [[Sähköoppi|sähkö]]- ja [[Magnetismi|magnetismioppiin]]. Hän tutki tuolloin pääasiassa korkean taajuuden magneettista [[Sähkömagneettinen induktio|induktiota]] sekä raudan ja teräksen magneettista viskositeettia, joista hän teki myös ensimmäiset kirjalliset julkaisunsa.<ref name="viite2"></ref> <ref name="viite5"></ref> Tutkimuksiensa aikana hän kehitti myös muutamia fysiikan uusia laitteita mm. nopeiden virtapulssien ilmaisimen. Näihin aikoihin hän tutustui ja rakastui Mary Newtoniin, opiskelujensa aikaisen asuntonsa omistajan tyttäreen.<ref name="eb"></ref>
 
===Jatko-opiskelijana yliopistossa===
Rivi 42:
* alfa (α)- ja beta (β-) säteily
 
Yliopisto-opiskelujensa jälkeen Rutherfordin toiveissa oli päästä tutkijaksi [[Cavendish-laboratorio|Cambridgen yliopiston Cavendishin laboratorioon]] Englantiin. Hänen toiveensa toteutuikintoteutui onnekkaasti, kun toinen hakijoista James Maclaurin kieltäytyi paikasta, koska ei suostunut stipendin ehtoihin.<ref name="viite2"></ref> <ref name="viite5"></ref> Niinpä Rutherford lähti Uudesta-Seelannista Englantiin ja hänestä tuli ensimmäinen Cambridgen ulkopuolella valmistunut jatko-opiskelija (1895–98).<ref name="eb"></ref> <ref name="viite2"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite4"></ref> <ref name="viite5"></ref> <ref name="viite6"></ref> <ref name="viite7"></ref> Näin Rutherford aloitti tutkimustyönsä professori J.J. Thompsonin tutkimusryhmässä Cambridgen yliopiston Cavendishin laboratoriossa.
 
Kunnianhimoisena jatko-opiskelijana hän onnistui ensimmäisenä siirtämään ja vastaanottamaan [[Sähkömagneettinen säteily|sähkömagneettisia aaltoja]]. Hän onnistui tutkimuksissaan siirtämään sähkömagneettisia aaltoja puolen mailin matkan, mikä oli silloinen maailmanennätys. Sen lisäksi että Rutherford osoitti, että oskillatorinen purkaus magnetisoi raudan, hän selvitti, että magnetisoitu neula menetti magneettisuuttaan vaihtovirralla tuotetussa magneettikentässä. Tämä teki neulasta sähkömagneettisen säteilyn ilmaisimen, minkä oli juuri samoihin aikoihin havainnut myös saksalainen fyysikko [[Heinrich Hertz]] omassa laboratoriossaan. Rutherfordin tulokset olivat yksinkertaisempia ja niissä oli enemmän kaupallista potentiaalia. Kun Rutherford kuuli saksalaisen [[Wilhelm Conrad Röntgen|Wilhelm Röntgenin]] löytämistä [[Röntgensäteily|röntgensäteistä]], hän siirtyi J.J Thompsonin pyynnöstä mielihyvin tutkimaan röntgensäteilyn vaikutusta sähkön johtumiseen kaasuissa. Thompsonin ja Rutherfordin tutkimukset johtivat ionisaation havaitsemiseen eli [[Atomi|atomien]] ja [[Molekyyli|molekyylien]] hajoamiseen positiivisiin ja negatiivisiin osiin ([[Ioni|ioneihin]]) sekä näiden varautuneiden partikkelien vetovoimaisuuteen vastakkaismerkkisiin [[Elektrodi|elektrodeihin]].<ref name="eb"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite5"></ref> Rutherfordin tutkimukset keskittyivät lisäksi ioneja tuottavaan säteilyyn, [[Ultraviolettisäteily|ultraviolettisäteilyyn]] sekä uraanista [[Emissio|emittoituvaan]] säteilyyn. Rutherford havaitsi tutkimuksissaan, että uraanista emittoituva säteily oli paljon monimutkaisempaa kuin oli siihen asti ajateltu. Pian hän alkoikin ymmärtää radioaktiivisuuden käsitettä, josta tulikin sitten hänen suurin mielenkiintonsa kohde ja sen myötä elämäntyönsä. Vuonna 1898 hänelle selvisi että radioaktiiviset atomit, hänen tutkimuksissaan uraaniatomit, emittoivat kahdenlaista säteilyä. Hän nimesi säteilyt alfa (α)- ja beta (β-) säteilyksi. Hyvin pian betasäteily osoittautuikin nopeiksi [[Elektroni|elektroneiksi]]. Tämän jälkeen tutkijoiden mielenkiinto kohdistuikin usean vuoden ajan alfa- ja betasäteilyn tutkimiseen. Tutkimustyönsä lisäksi hän pääsi J.J. Thompsonin kanssa osallistumaan myös [[Royal Society|Royal Societyn]] ja [[ British Association for the Advancement of Science|British Associationin]] kokouksiin.<ref name="viite2"></ref> Näin hänelle avautui mahdollisuus kertoa tutkimustuloksistaan ja osoittaa lahjakkuutensa ja hän jättikin pysyvät jälkensä Cambridgen yliopistoon.
Kunnianhimoisena jatko-opiskelijana hän onnistui ensimmäisenä siirtämään ja vastaanottamaan [[Sähkömagneettinen säteily|sähkömagneettisia aaltoja]]. Hän onnistui tutkimuksissaan siirtämään sähkömagneettisia aaltoja puolen mailin matkan, mikä oli silloinen maailmanennätys. Sen lisäksi että Rutherford osoitti, että oskillatorinen purkaus magnetisoi raudan, hän selvitti, että magnetisoitu neula menetti magneettisuuttaan vaihtovirralla tuotetussa magneettikentässä. Tämä teki neulasta sähkömagneettisen säteilyn ilmaisimen, minkä oli juuri samoihin aikoihin havainnut myös saksalainen fyysikko [[Heinrich Hertz]] omassa laboratoriossaan. Rutherfordin tulokset olivat yksinkertaisempia ja niissä oli enemmän kaupallista potentiaalia.
 
Kun Rutherford kuuli saksalaisen [[Wilhelm Conrad Röntgen|Wilhelm Röntgenin]] löytämistä [[Röntgensäteily|röntgensäteistä]], hän siirtyi J.J Thompsonin pyynnöstä mielihyvin tutkimaan röntgensäteilyn vaikutusta sähkön johtumiseen kaasuissa. Thompsonin ja Rutherfordin tutkimukset johtivat ionisaation havaitsemiseen eli [[Atomi|atomien]] ja [[Molekyyli|molekyylien]] hajoamiseen positiivisiin ja negatiivisiin osiin ([[Ioni|ioneihin]]) sekä näiden varautuneiden partikkelien vetovoimaisuuteen vastakkaismerkkisiin [[Elektrodi|elektrodeihin]].<ref name="eb"></ref> <ref name="viite3"></ref> <ref name="viite5"></ref> Rutherfordin tutkimukset keskittyivät lisäksi ioneja tuottavaan säteilyyn, [[Ultraviolettisäteily|ultraviolettisäteilyyn]] sekä uraanista [[Emissio|emittoituvaan]] säteilyyn.
 
Rutherford havaitsi tutkimuksissaan, että uraanista emittoituva säteily oli paljon monimutkaisempaa kuin oli siihen asti ajateltu. Pian hän alkoikin ymmärtää radioaktiivisuuden käsitettä, josta tuli hänen suurin mielenkiintonsa kohde ja sen myötä elämäntyönsä. Vuonna 1898 hänelle selvisi, että radioaktiiviset atomit, hänen tutkimuksissaan uraaniatomit, emittoivat kahdenlaista säteilyä. Hän nimesi säteilyt alfa (α)- ja beta (β-) säteilyksi. Hyvin pian betasäteily osoittautui nopeiksi [[Elektroni|elektroneiksi]]. Tämän jälkeen tutkijoiden mielenkiinto kohdistui usean vuoden ajan alfa- ja betasäteilyn tutkimiseen. Tutkimustyönsä lisäksi hän pääsi J.J. Thompsonin kanssa osallistumaan myös [[Royal Society|Royal Societyn]] ja [[ British Association for the Advancement of Science|British Associationin]] kokouksiin.<ref name="viite2"></ref> Näin hänelle avautui mahdollisuus kertoa tutkimustuloksistaan ja osoittaa lahjakkuutensa ja hän jättikin pysyvät jälkensä Cambridgen yliopistoon.
 
===Tutkimustyö ja saavutukset yliopistoissa===
Rivi 70 ⟶ 75:
 
====McGill-yliopisto, Montreal, Kanada (1898–1907)====
Vuonna 1898 Rutherford otti vastaan McGill yliopiston professuurin Montrealiin Kanadaan (1898–1907).<ref name="viite4"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite6"></ref><ref name="viite7"></ref><ref name="viite8"></ref> Yliopistolla oli hyvin varustellut laboratoriot, minkä vuoksi Rutherford siirtyi valtameren toiselle puolelle.<ref name="eb"></ref><ref name="viite5"></ref> Hän otti tutkimuksiinsa avukseen nuoren kemistin [[Frederick Soddy|Frederick Soddyn]] sekä assistentiksi jatko-opiskelijan Harriet Brooksin.<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite6"></ref><ref name="viite7"></ref><ref name="viite8"></ref> Heidän avullaan hän osoitti radioaktiivisen hajoamisen mysteerin: joidenkin [[Alkuaine|alkuaineiden]] atomit hajoavat spontaanisti kevyempien alkuaineiden atomeiksi. Tämä oli yksi hänen uransa läpimurroistaan. Selvitettyään, että [[Uraani|uraanin]] lopullinen hajoamistuote on [[lyijy]], Rutherford tajusi, että mittaamalla uraanin ja lyijyn suhteellinen osuus [[Mineraali|mineraaleissa]] sekä uraaniatomien hajoamisnopeus voitaisiin selvittää mineraalien ikä. <ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref> Maaperän näytteiden radioaktiivinen iänmääritys on tärkeä osa nykypäivänkin geologista tutkimusta. Raskaiden alkuaineiden hajoamistutkimusten tuloksena syntyi käsite ''puoliintumisaika.<ref'' name="eb"></ref><ref name="viite7"></ref>eli Aikaaika, jonka kuluessa puolet radioaktiivisen aineen atomiytimistä on hajonnut toisiksi atomiytimiksi. Vuosina 1902–1903 Rutherford ja Soddy kehittivät hajoamisteorian selityksenä radioaktiivisuudelle, mitä pidetään Rutherfordin suurimpana saavutuksena McGillin yliopistossa. [[Alkemia|Alkemiassa]] ja [[Siirtymäalkuaine|siirtymäalkuaineiden]] teoriassa atomeja pidettiin pysyvinä, mutta Rutherford ja Soddy väittivät, että radioaktiivinen energia tuli atomin sisältä ja spontaanin alfa- ja betahiukkasten emissio merkitsi atomien kemiallista muutosta alkuaineesta toiseen. Kokeellisten tutkimusten ylivoimainen näyttö tukahdutti epäilijät. Rutherford ajatteli alfahiukkasen olevan suurin tekijä tälle kemialliselle muutokselle alfahiukkasen konkreettisen massan vuoksi. Hän määritti alfahiukkaselle positiivisen varauksen, mutta ei saanut vielä selville oliko se [[vety]]- vai [[Helium|heliumioni]].<ref name="eb"></ref><ref name="viite2viite7"></ref>
 
Vuosina 1902–1903 Rutherford ja Soddy kehittivät hajoamisteorian selityksenä radioaktiivisuudelle, mitä pidetään Rutherfordin suurimpana saavutuksena McGillin yliopistossa. [[Alkemia|Alkemiassa]] ja [[Siirtymäalkuaine|siirtymäalkuaineiden]] teoriassa atomeja pidettiin pysyvinä, mutta Rutherford ja Soddy väittivät, että radioaktiivinen energia tuli atomin sisältä ja spontaanin alfa- ja betahiukkasten emissio merkitsi atomien kemiallista muutosta alkuaineesta toiseen. Kokeellisten tutkimusten ylivoimainen näyttö tukahdutti epäilijät. Rutherford ajatteli alfahiukkasen olevan suurin tekijä tälle kemialliselle muutokselle alfahiukkasen konkreettisen massan vuoksi. Hän määritti alfahiukkaselle positiivisen varauksen, mutta ei saanut vielä selville oliko se [[vety]]- vai [[Helium|heliumioni]].<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref>
McGill yliopistossa olonsa aikana Rutherford otti laboratorioonsa yhä useampia tutkijaopiskelijoita, mukaan lukien naisia joita tuohon aikaan opiskeli yliopistossa vain muutamia.<ref name="eb"></ref> Hän oli kysytty puhuja ja lehtiartikkeleiden kirjoittaja. Hänet valittiin vuonna 1900 Kanadan ja 1903 Lontoon Royal of Society jäseneksi.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite7"></ref> Hän kirjoitti tällä kaudella myös tärkeimpiä radioaktiivisuuden oppikirjoja.<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref> Hänen ensimmäisen kirjansa Radioactivity julkaistiin vuonna 1904.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref> Hänelle myönnettiin apurahoja, hän sai mitaleita ja paljon työtarjouksia.<ref name="eb"></ref> Myöhemmin vuonna 1908 hän sain Nobelin kemian palkinnon tutkimuksistaan alkuaineiden hajoamisesta sekä radioaktiivisten aineiden kemiallisista tuloksistaan.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite7"></ref> Hämmentynyt Rutherford usein kertoi ystävilleen, että nopein muutos minkä hän tiesi, oli hänen siirtyminen fyysikosta kemistiksi.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref>▼
 
▲McGill yliopistossa olonsa aikana Rutherford otti laboratorioonsa yhä useampia tutkijaopiskelijoita, mukaan lukien naisia, joita tuohon aikaan opiskeli yliopistossa vain muutamia.<ref name="eb"></ref> Hän oli kysytty puhuja ja lehtiartikkeleiden kirjoittaja. Hänet valittiin vuonna 1900 Kanadan ja 1903 Lontoon Royal of Society jäseneksi.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite7"></ref> Hän kirjoitti tällä kaudella myös tärkeimpiä radioaktiivisuuden oppikirjoja.<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref> Hänen ensimmäisen kirjansa Radioactivity julkaistiin vuonna 1904.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref> Hänelle myönnettiin apurahoja, ja hän sai mitaleita ja paljon työtarjouksia.<ref name="eb"></ref> Myöhemmin vuonna 1908 hän sain Nobelin kemian palkinnon tutkimuksistaan alkuaineiden hajoamisesta sekä radioaktiivisten aineiden kemiallisista tuloksistaan.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite7"></ref> Hämmentynyt Rutherford usein kertoi ystävilleen, että nopein muutos minkä hän tiesi, oli hänen siirtyminen fyysikosta kemistiksi.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref>
Vuonna 1900 Rutherford palasi hetkeksi Uuteen-seelantiin mennäkseen naimisiin rakastettunsa Mary Newtonin kanssa.<ref name="eb"></ref><ref name="viite5"></ref> Heidän ainoa lapsensa Eileen syntyi 1901. Pariskunta vieraili Uudessa-Seelannissa vuonna 1905 uudistaakseen siteitään perheisiinsä.▼
 
▲Vuonna 1900 Rutherford palasi hetkeksi Uuteen-seelantiinSeelantiin mennäkseen naimisiin rakastettunsa Mary Newtonin kanssa.<ref name="eb"></ref><ref name="viite5"></ref> Heidän ainoa lapsensa Eileen syntyi 1901. Pariskunta vieraili Uudessa-Seelannissa vuonna 1905 uudistaakseen siteitään perheisiinsä.
Rutherford ei halunnut koskaan pysyä kauaa paikoillaan ja hän pyöritteli usein uusia vaihtoehtoisia mahdollisuuksia mielessään.<ref name="viite3"></ref> Pohjois-Amerikassa oli hyvä tiedeyhteisö, mutta maapallon fysiikan keskus oli kuitenkin Euroopassa. Englanti veti häntä jälleen puoleensa. Englanti oli lähempänä tieteen pääkeskuksia ja siellä oli enemmän ja parempia jatko-opiskelijoita. Kun vuonna 1907 Rutherfordille tarjottiin Manchesterin yliopiston johtajan paikkaa, hän ottikin sen vastaan.▼
 
▲Rutherford ei halunnut koskaan pysyä kauaa paikoillaan ja hän pyöritteli usein uusia vaihtoehtoisia mahdollisuuksia mielessään.<ref name="viite3"></ref> Pohjois-Amerikassa oli hyvä tiedeyhteisö, mutta maapallon fysiikan keskus oli kuitenkin Euroopassa. Englanti veti häntä jälleen puoleensa. Englanti oli lähempänä tieteen pääkeskuksia ja siellä oli sekä enemmän jaettä parempia jatko-opiskelijoita. Kun vuonna 1907 Rutherfordille tarjottiin Manchesterin yliopiston johtajan paikkaa, hän ottikin sen vastaan.
 
====Manchesterin yliopisto, Englanti (1907–19)====
Manchesterin yliopistossa Rutherford painotti tutkimuksiensa suunnan jälleen alfa-, beta- ja gammasäteilyyn ja siihen, miten näiden säteilynlajien avulla voitaisiin saada uutta tietoa atomien luonteesta.<ref name="viite2"></ref><ref name="viite7"></ref> Hän jätti [[Radiokemia|radiokemian]] muille tutkijoille ja palasi takaisin fysiikkaan. Rutherford onnistuikin fysikaalisissa tutkimuksissaan osoittamaan sen, mitä oli jo pitkään epäillyt. Alfa-hiukkanen oli helium-atomi ilman elektroneitaan.<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite6"></ref><ref name="viite7"></ref> Hän halusi kuitenkin saada paremmat todisteet tietonsa tueksi ja tekikinteki useita uusia kokeita tutkimusryhmänsä kanssa. Yhdessä [[Hans Geiger|Hans Geigerin]] kanssa Rutherford kehitti sähköisen ilmaisimen, "elektrometrin", ionisoituneiden hiukkasten havaitsemiseen. Tämän mittalaitteen avulla hän pystyi kokeellisesti määrittämään tärkeitä fysikaalisia vakioita mm. [[Avogadron vakio|Avogadron vakion]]. Myöhemmin Geiger viimeisteli Walther Mϋllerin kanssa mittalaitteen radioaktiivisuuden mittaamiseen, Geiger(Mϋller)putken, mikä on universaali mittalaite nykypäivänkin radioaktiivisuusmittauksissa. Rutherford antoi Geigerin johdolla nuorelle opiskelijalleen Ernest Madsenille tehtäväksi mitata alfapartikkelien suhteellisen määrän suhteessa sirontakulmaan ja selvittää heijastuisiko yhtään alfasäteilyä takaisin metalleista (tunnetaan nykyään Rutherfordin kokeena). Madsen havaitsi, että osa alfa-säteilystä heijastui takaisin metalleista ja jopa suoraan takaisin ohuesta kultakalvosta. Tämä tulos yllätti hieman jopa Rutherfordia. Näistä tuloksista hän päätteli vuonna 1911, että lähes koko atomin massa on keskittynyt sen pieneen ytimeen, mikä on tuhat kertaa pienempi kuin atomi itse ja näin suurin osa atomista olisi tyhjää tilaa. Atomin ydin oli löydetty. Tämä toinen suuri Rutherfordin keksintö antoi hänelle pysyvää mainetta. Vuonna 1912 tanskalainen fyysikko [[Niels Bohr]] vieraili Rutherfordin laboratoriossa ja osoitti vuotta myöhemmin Rutherfordin tulosten tärkeyden. Bohr todisti, että radioaktiivisuus oli peräisin atomin ytimestä ja kemialliset ominaisuudet ydintä kiertävistä elektroneista. Hän käytti Rutherfordin [[kvantti]]-ideaa ja loi sen avulla atomin elektroneille [[Bohrin malli|orbitaalimallin]].<ref name="eb"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite7"></ref><ref name="viite8"></ref> Näin uusi atomimalli oli löydettyluotu. Rutherfordin ja Bohrin atomimallit ovat edelleen nykypäivän kemian ja fysiikan oppikirjoissa. Lisäksi Rutherfordin sirontaa käytetään edelleen avuksi mikroelektroniikan laitteissa, joita käytetään ytimen hiukkasten ja [[Atomiorbitaali|atomiorbitaalien]] havaitsemiseen.▼
Manchesterin yliopistossa Rutherford painotti tutkimuksiensa suunnan jälleen alfa-, beta- ja gammasäteilyyn ja siihen miten näiden säteilynlajien avulla voitaisiin saada uutta tietoa atomien luonteesta.<ref name="viite2"></ref><ref name="viite7"></ref> Hän jätti [[Radiokemia|radiokemian]] muille tutkijoille ja palasi takaisin fysiikkaan. Rutherford onnistuikin fysikaalisissa tutkimuksissaan osoittamaan sen mitä oli jo pitkään epäillyt. Alfa-hiukkanen oli helium-atomi
▲ilman elektroneitaan.<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite6"></ref><ref name="viite7"></ref> Hän halusi kuitenkin saada paremmat todisteet tietonsa tueksi ja tekikin useita uusia kokeita tutkimusryhmänsä kanssa. Yhdessä [[Hans Geiger|Hans Geigerin]] kanssa Rutherford kehitti sähköisen ilmaisimen, "elektrometrin", ionisoituneiden hiukkasten havaitsemiseen. Tämän mittalaitteen avulla hän pystyi kokeellisesti määrittämään tärkeitä fysikaalisia vakioita mm. [[Avogadron vakio|Avogadron vakion]]. Myöhemmin Geiger viimeisteli Walther Mϋllerin kanssa mittalaitteen radioaktiivisuuden mittaamiseen, Geiger(Mϋller)putken, mikä on universaali mittalaite nykypäivänkin radioaktiivisuusmittauksissa. Rutherford antoi Geigerin johdolla nuorelle opiskelijalleen Ernest Madsenille tehtäväksi mitata alfapartikkelien suhteellisen määrän suhteessa sirontakulmaan ja selvittää heijastuisiko yhtään alfasäteilyä takaisin metalleista (tunnetaan nykyään Rutherfordin kokeena). Madsen havaitsi, että osa alfa-säteilystä heijastui takaisin metalleista ja jopa suoraan takaisin ohuesta kultakalvosta. Tämä tulos yllätti hieman jopa Rutherfordia. Näistä tuloksista hän päätteli vuonna 1911, että lähes koko atomin massa on keskittynyt sen pieneen ytimeen, mikä on tuhat kertaa pienempi kuin atomi itse ja näin suurin osa atomista olisi tyhjää tilaa. Atomin ydin oli löydetty. Tämä toinen suuri Rutherfordin keksintö antoi hänelle pysyvää mainetta. Vuonna 1912 tanskalainen fyysikko [[Niels Bohr]] vieraili Rutherfordin laboratoriossa ja osoitti vuotta myöhemmin Rutherfordin tulosten tärkeyden. Bohr todisti, että radioaktiivisuus oli peräisin atomin ytimestä ja kemialliset ominaisuudet ydintä kiertävistä elektroneista. Hän käytti Rutherfordin [[kvantti]]-ideaa ja loi sen avulla atomin elektroneille [[Bohrin malli|orbitaalimallin]].<ref name="eb"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite7"></ref><ref name="viite8"></ref> Näin uusi atomimalli oli löydetty. Rutherfordin ja Bohrin atomimallit ovat edelleen nykypäivän kemian ja fysiikan oppikirjoissa. Lisäksi Rutherfordin sirontaa käytetään edelleen avuksi mikroelektroniikan laitteissa, joita käytetään ytimen hiukkasten ja [[Atomiorbitaali|atomiorbitaalien]] havaitsemiseen.
 
I maailmansodan (1914–1918) syttymisvuonna Rutherford aateloitiin ritariksi.<ref name="viite2"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite7"></ref><ref name="viite8"></ref> Sota aikana hän teki tutkimuksia hallitukselle kehittäen akustisia menetelmiä sukellusveneiden havaitsemiseksi. Nämä tiedot jaettiinkin sitten Amerikkalaisten kanssa. Samalla hän tuloksettomasti yritti vakuuttaa, että nuoria tutkijoita olisi parempi käyttää sodan aikaisten haasteiden kehityksessä ja tutkimuksissa sen sijaan, että heidät elämänsä ja tieteellinen lahjakkuutensa tuhottaisiin juoksuhaudoissa. Sodan loppupuolella vuonna 1917 Rutherford palasi takaisin atomitieteen harjoittamiseen. Pommittaessaan kevyitä atomeja alfasäteilyllä Rutherford huomasi, että syntyvien ulostulevien hiukkasten energian olevanon suurempi kuin alfasäteilyn ja arveli hiukkasten olevan vedyn ytimiä (protoneja H<sup>+</sup>).<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite7"></ref> Tämän havainnon perusteella hän päätteli, että pommitus oli samalla muuttanut [[Typpihappo|typpiatomit]] [[Happi|happiatomeiksi]]. Hän oli siis onnistunut alfa-hiukkasten (He<sup>2+</sup>) avulla muuttamaan alkuaineen toiseksi alkuaineeksi ydinreaktion seurauksena. Näin Rutherfordista tuli maailman ensimmäinen onnistunut alkemisti ja ensimmäinen joka jakoi ytimen, mikä johti hänet kestävään tieteelliseen maineeseen. Nämä tutkimustulokset julkaistiin sodan jälkeen vuonna 1919.<ref name="viite8"></ref>
 
====Cambridgen yliopisto, Cavendishin Laboratorio, England (1919–1937)====
Rivi 88 ⟶ 94:
Sodan jälkeen vuonna 1919 hän palasi yliopistotutkimuksen juurilleen ja sai kunnian täyttää Cambridgen kokeellisen fysiikan professorin viran sekä Cavendishin laboratorion johtajan paikan kuuluisan sir J. J. Thomsonin työn jatkajana.<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite7"></ref><ref name="viite8"></ref> Hänen aikansa kului nyt myös hallinnollisiin tehtäviin, joten hänellä ei enää ollut niin paljon aikaa keskittyä tutkimuksiin kuin aikaisemmin.
 
Rutherford pyysi Manchesteristä mukaansa jatko-opiskelijansa [[James Chadwick|James Chadwickin]], joka tuli Cavendishiin jatkamaan heidän yhteisiä tutkimuksiaan. Laboratoriokokeissa he pommittivat kevyitä atomeja alfasäteilyllä saaden aikaan niiden rakenteen muutoksia., Muttamutta he eivät onnistuneet tunkeutumaan alfa-säteilyllä raskaampien alkuaineiden ytimiin. Alfsäteilyn ja raskaampien atomien ytimien väliset keskinäiset varaukset näyttivät hylkivät toisiaan. Lisäksi he eivät saaneet selvitettyä heijastuiko alfahiukkanen takaisin vai yhdistyikö se kuitenkin pommitettavaan ytimeen. UuttaLopulta teknologiaaeknologian tarvittiinkehitys selvittämäänmahdollisti molemmat työparia arveluttavat kysymykset. Teknologian kehitysnäiden mahdollistikinkysymysten tämänselvittämisen 1920-luvun loppupuolella. Sillä välin ensimmäisenä vuosikymmenenään yliopiston professorina ja laboratorion johtajana Rutherfordin pääpaino oli ensimmäisen luokan tutkimusryhmien perustamisessa.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite5"></ref> Hän osoittautui inhimilliseksi ja kannustavaksi johtajaksi, joka piti huolen siitä, että opiskelijat saivat itse kunnian tutkimuksistaan, joita hän oli mentoroinut. Hän kampanjoi yliopistolla sen puolesta, että naiset saisivat samat oikeudet kuin miehet.
 
Vuonna 1925 Rutherford matkusti viimeisen kerran, Australiaan ja Uuteen-Seelantiin.<ref name="viite3"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite8"></ref> Kuuden viikon vierailullaan Uudessa-Seelannissa hän antoi useita yleisöluentoja. Missä tahansa hän luennoiluennoikin, hän sai kunnioitettavan vastaanoton. Salit olivat täynnä ihmisiä, jotka halusivat kuulla atomin rakenteesta hänen kertomanaan. Rutherford julisti, että hän on aina ollut ylpeä siitä, että on Uusiseelantilainenuusiseelantilainen. Hän antoi tukensa koulutukseen ja tutkimukseen ja suositteli, että tehtäisiin sellaista tieteellistä tutkimusta, josta olisi hyötyä maanviljelijöille. Hänen tukensa seurauksena Uuteen-Seelantiin perustettiin tieteellisen ja teollisen tutkimuksen laitos vuonna 1926. Uuden-Seelannin vierailun aikavierailullaan hän vietti aikaansa myös sairastuneiden vanhempiensa tukena.
 
Rutherfordien ainoa tytär Eileen oli naimisissa Cavendishin laboratorion matemaattisen fyysikon Ralph Fowlerin kanssa. Heillä oli neljä lasta, jotka kaikki kouluttautuivat korkeasti. Suru laskeutui Rutherfordin perheen ylle, kun Eileen kuoli vuonna veritulppaan vain 29 vuoden ikäisenä 9 päivää nuorimman lapsensa syntymän jälkeen ja vain kaksi päivää ennen joulua 1930. Saman vuoden uutena vuotena Rutherford aateloitiin paroniksi, Nelsonin paroni Rutherfordiksi, mutta tämä kunnianosoitus jäi tyttären kuoleman surun varjoon.
 
Teknologian kehityksen myötä 1930 luvun vaihde oli Rutherfordin tutkimusryhmien kulta-aikaa.<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite5"></ref><ref name="viite6"></ref><ref name="viite7"></ref> Vuonna 1932 James Chadwick, löysi neutronin ja osoitti tällä, että ydin koostui protoneista ja neutroneista. Rutherford oli kymmenisen vuotta aiemmin ennustanut neutronin olemassaolon ja ohjastanut Chadwickia tutkimuksissaan eteenpäin kertoenkertomalla, mitä ominaisuuksia neutronilta tulisi löytyä. Samana vuonna [[John Cockcroft]] ja [[Ernest Walton]] onnistuivat jakamaan litiumatomin pommittamalla sitä protoneilla, vetyatomin ytimillä, jotka oli kiihdytetty erittäin suureen nopeuteen korkeajännite kiihdyttimenkorkeajännitekiihdyttimen avulla. Litiumatomi jakautui kahdeksi alfahiukkaseksi. Pari sai työstään myöhemmin Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1951.

[[Sumukammio|Sumukammion]] keksimisen jälkeen (englantilainen fyysikko [[Charles Wilson]], Nobelin fysiikan palkinto vuonna 1927) saatiin visuaalisia todisteita siitä, mitä törmäyksissä oikein tapahtui. Englantilainen fyysikko [[Patrick Blackett]] tutki sumukammion avulla 400 000 alfahiukkasen törmäystä ja havaitsi, että suurin osa niistä oli tavallisia [[Kimmoinen törmäys|elastisia törmäyksiä]]. Osassa törmäyksissätörmäyksistä tapahtui kuitenkin hajoamista. Näissä alfasäteily tunkeutui kohde ioninkohdeionin ytimeen, ja tämänminkä jälkeen ydin jakautui kahteen osaan. Tämä oli erittäin tärkeä askel ydinreaktioiden ymmärtämiseen ja hänetBlackett palkittiinkin tuloksistaan Nobelin fysiikan palkinnolla vuonna 1948. Suuri tieteellinen aikakausi oli saanut alkunsa Rutherfordin ohjauksessa. Vuosia sitten Rutherford oli olettanut, että atomin ytimeen tunkeutuminen vaatisi hiukkasia, jotka olisi kiihdytetty muutaman miljoonan voltin avulla, jotta niiden energia vastaisi radioaktiivisista atomista poistettujen hiukkasten energiaa.<ref name="eb"></ref><ref name="viite3"></ref> Tämän vuoksi hän vuosia painosti maansa teollisuutta kehittämään korkean jännitteen lähteitä. [[George Gamow]] ja Norman Feather omissa tutkimuksissaan teki kuitenkin havainnon, joka osoitti, että alempi energisetalempienergiset hiukkaset olisivatkin tehokkaampia tunkeutumaan atomin ytimeen. Rutherford teetätti matalampi jännitteisenmatalampijännitteisen hiukkaskiihdyttimen, jossa oli paljon parempi hiukkasten virtaus. Tämän seurauksena [[Gilbert Newton Lewis|Gilbert Lewis]] onnistui kokeiluissaan tekemään raskaampia vetyjä, [[Deuterium|deuteriumia]] ja [[Tritium|tritiumia]], sekä kevyttä [[Helium-3|heliumia]] (He-3). Tämän seurauksena vuonna 1932 Rutherford, australialainen fyysikko [[Mark Oliphant]] ja saksalainen kemisti Paul Harteck yhteistyössä saivat aikaan ensimmäisen fuusioreaktion. He pommittivat deuteriumia (<sup>2</sup>H) deuteroneilla (<sup>2</sup>H<sup>+</sup>) saaden aikaan tritiumia (<sup>3</sup>H). Rutherford toivoi, ettei [[Fissio|ydinfissiota]], minkä avulla uraanista voitaisiin tehokkaasti vapauttaa energiaa, löydettäisi ennen kuin ihmiset osaisivat elää sovussa naapuriensa kanssa. Tämä onnistui kuitenkin jo pari vuotta hänen kuolemansa jälkeen.
 
===Epilogi===
Rivi 101 ⟶ 109:
Elämänsä aikana Rutherford sai paljon tiedepalkintoja ja kunniatohtorin arvonimiä monissa maissa sekä apurahoja useilta seuroilta ja järjestöiltä. Useita rakennuksia on nimetty hänen mukaansa ja hän on ollut neljän eri maan postimerkeissä ja Uuden-Seelannin setelissä. Alkuaine rutherfordium on nimetty hänen kunniakseen.
 
Rutherford kuoli Cambridgessa 66-vuotiaana 19. lokakuuta 1937 tyräleikkauksen aiheuttamiin komplikaatioihin ja haudattiin Lontoon [[Westminster Abbey|Westminster Abbeyhin]].<ref name="eb"></ref><ref name="viite2"></ref><ref name="viite3"></ref><ref name="viite4"></ref><ref name="viite5"></ref> Lady Rutherford vetäytyi vanhuuspäivilleen syntymämaahansa Uuteen-seelantiinSeelantiin Christchurchiin, missä hän kuoli vuonna 1954.
 
{{sitaatti|Se oli melkein yhtä uskomatonta, kuin että pommitettaessa silkkipaperia 15 tuuman ammuksilla ne olisivat kimmonneet takaisin ja osuneet minuun.|Rutherford sanoi kokeensa tutkimustuloksista, jotka johtivat atomin ytimen löytymiseen.<ref name="viite9"></ref>}}
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherford”