偉大的物理學家。1871年8月 30日生於紐西蘭南島納爾遜南郊，18歲獲得紐西蘭大學坎特伯雷學院獎學金，在該校獲得學士和碩士學位。1894年他安裝一台赫茲電磁振盪器,製成自己設計的電磁波接收器,在距離振盪器60英尺(約18米)遠處能探測到振盪器發出的電磁波。這時正當英國劍橋大學決定向國內外開放招收研究生，盧瑟福進入三一學院。1895年獲得劍橋大學第一批研究生獎學金，同年入卡文迪什實驗室，成為J.J.湯姆孫的研究生。他繼續研究電磁波的發射和接收，沒過幾個月就將其儀器改善到能在半英里(約 0.8公里)遠處接收到無線電波信號。這項工作表現了他的實驗才能，使他嶄露頭角。1898年加拿大蒙特婁的麥吉爾大學聘任他為麥克唐納教授。1907年他回英國擔任曼徹斯特大學實驗物理學教授。1919年應邀到劍橋接替退休的J.J.湯姆孫,擔任卡文迪什實驗室主任。1925年當選為英國皇家學會主席。1931年受封為納爾遜男爵，1937年10月19日因病在劍橋逝世。
基本介紹
- 中文名：：盧瑟福，E.
- 出生地：：紐西蘭南島納爾遜南郊
- 性別：：男
- 出生年月：：1870年8月30日
- 職業：：物理學家
正文,
正文
偉大的物理學家。1871年8月 30日生於紐西蘭南島納爾遜南郊，18歲獲得紐西蘭大學坎特伯雷學院獎學金，在該校獲得學士和碩士學位。1894年他安裝一台赫茲電磁振盪器,製成自己設計的電磁波接收器,在距離振盪器60英尺(約18米)遠處能探測到振盪器發出的電磁波。這時正當英國劍橋大學決定向國內外開放招收研究生，盧瑟福進入三一學院。1895年獲得劍橋大學第一批研究生獎學金，同年入卡文迪什實驗室，成為J.J.湯姆孫的研究生。他繼續研究電磁波的發射和接收，沒過幾個月就將其儀器改善到能在半英里(約 0.8公里)遠處接收到無線電波信號。這項工作表現了他的實驗才能，使他嶄露頭角。1898年加拿大蒙特婁的麥吉爾大學聘任他為麥克唐納教授。1907年他回英國擔任曼徹斯特大學實驗物理學教授。1919年應邀到劍橋接替退休的J.J.湯姆孫,擔任卡文迪什實驗室主任。1925年當選為英國皇家學會主席。1931年受封為納爾遜男爵，1937年10月19日因病在劍橋逝世。
盧瑟福對物理學的主要貢獻是：
放射性 盧瑟福對於放射性的研究,開拓了原子核物理學和原子物理學的新領域。1896年他同J.J.湯姆孫一道研究X射線在空氣中產生電離的現象,隨後又研究紫外光射在鋅上產生離子的現象。1898年A.H.貝可勒爾（見貝可勒爾家族）發現鈾自動發射出穿透性很強的一種新的輻射，象X 射線那樣能使空氣電離。這種現象引起他的重視，於是他的研究工作就轉移到這一新領域，試圖解決鈾放射性之謎。
不久，在發現放射性輻射經過玻璃、石蠟、鋁等物質時不發生折射（傳播方向不改變）之後，盧瑟福用分層的鋁片放在鈾源上進行實驗，發現了鈾放射性輻射的成分不一，含有兩種可被鋁片吸收的輻射；一種是容易被吸收、即穿透力弱的，他稱之為α 輻射，一種是比較難於被吸收、即穿透力較強的，他稱之為β輻射。
1900年，盧瑟福在蒙特婁發現釷放出放射性氣體。他將這種氣體稱為釷射氣，並發現釷射氣還產生別的放射性澱積物，這時他與青年化學家F.索迪合作，至1902年共同發表了《放射性的原因和本質》這一划時代的論文，宣布放射性原子是不穩定的，通過放出α 或β粒子而自發地變成另一種元素的原子。這一放射性變化理論──重元素自發蛻變理論立即轟動了科學界。盧瑟福應邀到世界各地講學。1904年他在英國皇家學會講解他總結出的放射性產物鏈式蛻變理論，奠定了重元素放射系元素移位的基本原理（見放射系）。他在訪英期間，還提出根據放射性估算地球年齡的方法，論證了開爾文單就太陽重力收縮計算地球年齡的結論是錯誤的。
這期間他還編著了《放射性》一書，由劍橋大學於1904年出版，1906年再版改名為《放射性變化》。在這本著作中，他介紹了開爾文1902年提出的原子模型，就是把原子看成是均勻帶正電的球體，裡面埋藏著帶負電的電子，正常狀態下處於靜電平衡（這個模型曾由J.J.湯姆孫加以發展，後來通稱湯姆孫原子模型）。他還注意到1904年日本人長岡半太郎提出的圍繞帶正電的核心有電子環轉動的原子模型。這個土星式模型對他後來建立原子有核模型很有影響。1905年他從α 粒子的電荷質量比值的測量等實驗結果，相信 α粒子就是氦離子。
在曼徹斯特，盧瑟福在研究生T.羅伊茲協助下，利用O.鮑姆巴赫製成的α 粒子能穿過而氦原子卻不能穿過的薄壁玻璃管收集到的氣體進行放電實驗，從觀察到的氦譜線而直接證明 α粒子確實是氦離子 He(即氦核)。
1908年，由於在放射性研究方面的傑出貢獻，盧瑟福獲得諾貝爾化學獎。當時人們認為這是屬於元素性質的研究，而歸入化學領域。他所用的研究方法也是後來發展的放射化學和核化學的先導。
盧瑟福散射和原子結構 盧瑟福到曼徹斯特後,已在那裡工作的德國物理學家H.蓋革在盧瑟福的建議下，試圖利用α 粒子導致的氣體放電來記錄α 粒子，從而發明了蓋革計數管。1909年，蓋革和他的助手E.馬斯登第一次觀測到α 粒子束透過金屬薄膜後在各方向上散射分布的情況，其結果中居然出現少數意料不到的大角度散射；這使盧瑟福感到同湯姆孫所發展的開爾文原子模型矛盾很大。他又考慮到，既然α 粒子那樣容易地穿透金屬薄膜，而且有時又被薄膜彈回，就有可能用α 粒子來探察原子內部結構。由蓋革－馬斯登α 散射實驗的結果使他想到薄膜中的原子必然能賦予射來的α 粒子以很大的力量把它彈回去。這一觀念導致他根據力學原理提出了α粒子為帶電的核所散射，其軌道是雙曲線，而導出盧瑟福散射公式。這個公式隨即由蓋革和馬斯登用改進了的α粒子散射實驗所證實。據此，盧瑟福認識到原子核半徑小於10米。更重要的是形成了他的原子模型，他認為原子有帶正電的核，原子重量集中在核上，核的周圍是帶負電的電子，必然繞核沿穩定軌道轉動，在動力學上保持平衡；但這樣的平衡與經典電動力學要求帶電粒子在電場中作加速運動時有電磁輻射損失相違背，使他不得不說原子的穩定性問題還有待探索(見原子結構)。
人工核反應 第一次世界大戰期間，他的研究生多轉入戰時工業中工作，他自己也部分地承擔與戰事有關的研究，尋求探測追蹤潛水艇的方法。但仍繼續核實驗研究，開始了著名於世的用α 粒子轟擊乾燥空氣，使氮核衰變,放出質子的實驗。1919年這一工作終於完成,標誌著人類第一次實現了改變化學元素的人工核反應──用天然α 粒子從氮原子核中打出質子。
1921～1924年，盧瑟福和J.查德威克已經證實，從原子序數為5的硼到原子序數為19的鉀,除了碳和氧之外，所有的元素都有類似的核反應，即捕獲1個α 粒子放出1個質子而轉化為下一號元素。在此期間盧瑟福預言了重氫和中子的存在。他同查德威克和C.D.艾利斯合作，於1930年出版了巨著《從放射性物質發出的輻射》，這部著作是早期核物理學的總結。
從上述的盧瑟福的三方面成就來看：
①他關於放射性的研究確立了放射性是發自原子內部的變化。放射性能使一種原子改變成另一種原子，而這是一般物理和化學變化所達不到的；這一發現打破了元素不會改變的傳統觀念，使人們對物質結構的研究進入了原子內部這一新的層次，為開闢一個新的學科領域──原子核物理學，做了開創性的工作。
②他通過α 粒子為物質所散射的研究，無可辯駁地論證了原子的核模型，因而一舉把原子結構的研究引上了正確的軌道，於是他被譽為原子物理學之父。由於電子軌道也就是原子結構的穩定性和經典電動力學的矛盾，才導致N.玻爾提出背離經典物理學的革命性的量子假設，成為量子力學的先驅。
③人工核反應的實現是盧瑟福的另一項重大貢獻。自從元素的放射性衰變被確證以後，人們一直試圖用各種手段，如用電弧放電，來實現元素的人工衰變，而只有盧瑟福找到了實現這種衰變的正確途徑。這種用粒子或γ射線轟擊原子核來引起核反應的方法，很快就成為人們研究原子核和套用核技術的重要手段。在盧瑟福的晚年，他已能在實驗室中用人工加速的粒子來引起核反應。
客觀地講，盧瑟福所取得的偉大成就是時代的產物，是和20世紀初期社會經濟的發展和科學技術的條件分不開的。但是就他本人而言，他在科學事業上取得突出的成就可歸諸兩個因素：
首先是他的驚人的洞察力和堅持不懈的工作精神。正如在他領導下工作過的N.玻爾所說：“他的一生的一切方面都有同他所聲稱的、大自然所具有的、同樣的簡單性特徵，這個自然界的簡單性他能夠發現而別的人就不能發現，別的人以前就不能看出來。”這裡所謂簡單性也就是規律性。盧瑟福的洞察力就表現在能從複雜的現象中抓住他所要研究的規律性，並且以堅持不懈的努力來找出和論證這種規律性。例如關於物質的放射性這一複雜的現象，盧瑟福在研究過程中很早就緊緊抓住了對射線本質的鑑定和產物性質的分析這兩個關鍵問題，最終確立了放射性衰變的簡單而意義重大的規律。
20世紀初期物理學的一個重大發展趨勢是逐步進入微觀領域。這一進展對實驗技術方面提出的重要課題是怎樣有效地獲得關於物質微觀結構的信息。盧瑟福簡單地然而十分成功地解決了這一問題，那就是用微觀粒子（當時主要用α 粒子）作為探針和套用可以觀察個別的微觀事件的探測器（當時主要用蓋革計數器和威爾孫雲室）。這些顯然是他觀測微觀事件的必要條件。他所獲得的輝煌成就是與他所採用的正確技術途徑分不開的。
盧瑟福善於識別、選擇和培養人才，並且能團結一批卓越的物理、化學和技術專家在他周圍工作，這是他取得成就的第二個重要的因素，也是他對科學發展的又一項重大的貢獻。無論是早期與他合作的索迪，在曼徹斯特的蓋革和N.玻爾，還是後來在卡文迪什實驗室圍繞他工作的一批實驗核物理學家,大都成為著名的學者,其中有的是諾貝爾獎獲得者，有的在實驗技術上作出重大貢獻。正是他的知人善任和精心培養，在J.J.湯姆孫和他兩代人的領導下使卡文迪什實驗室人才雲集，成為物理學研究的重要中心。
當然,作為一個科學家,盧瑟福也會有失誤。人們經常提到的是他關於核能利用的錯誤論斷。他曾斷言:“就釋放能量來說，用原子核來做實驗可以說純屬浪費。”當然就當時已知的核反應來說，這種論斷也是有事實根據的。然而在他死後兩年，就在芝加哥建成了第一個裂變反應堆。這是新能源──核能的首次開發，標誌著人類進入了一個新的時代──原子能時代。和科學史上曾經有過的多次先例一樣，這一事例又一次表明了：看來似乎無用的基礎研究，給生產力發展所帶來的影響往往超過了甚至是當時最偉大的科學家的想像。總之，人們會永遠為了進入原子能時代而更加懷念盧瑟福這位偉大的科學家。
盧瑟福，E.
盧瑟福，E.
盧瑟福對物理學的主要貢獻是：
放射性 盧瑟福對於放射性的研究,開拓了原子核物理學和原子物理學的新領域。1896年他同J.J.湯姆孫一道研究X射線在空氣中產生電離的現象,隨後又研究紫外光射在鋅上產生離子的現象。1898年A.H.貝可勒爾（見貝可勒爾家族）發現鈾自動發射出穿透性很強的一種新的輻射，象X 射線那樣能使空氣電離。這種現象引起他的重視，於是他的研究工作就轉移到這一新領域，試圖解決鈾放射性之謎。
不久，在發現放射性輻射經過玻璃、石蠟、鋁等物質時不發生折射（傳播方向不改變）之後，盧瑟福用分層的鋁片放在鈾源上進行實驗，發現了鈾放射性輻射的成分不一，含有兩種可被鋁片吸收的輻射；一種是容易被吸收、即穿透力弱的，他稱之為α 輻射，一種是比較難於被吸收、即穿透力較強的，他稱之為β輻射。
1900年，盧瑟福在蒙特婁發現釷放出放射性氣體。他將這種氣體稱為釷射氣，並發現釷射氣還產生別的放射性澱積物，這時他與青年化學家F.索迪合作，至1902年共同發表了《放射性的原因和本質》這一划時代的論文，宣布放射性原子是不穩定的，通過放出α 或β粒子而自發地變成另一種元素的原子。這一放射性變化理論──重元素自發蛻變理論立即轟動了科學界。盧瑟福應邀到世界各地講學。1904年他在英國皇家學會講解他總結出的放射性產物鏈式蛻變理論，奠定了重元素放射系元素移位的基本原理（見放射系）。他在訪英期間，還提出根據放射性估算地球年齡的方法，論證了開爾文單就太陽重力收縮計算地球年齡的結論是錯誤的。
這期間他還編著了《放射性》一書，由劍橋大學於1904年出版，1906年再版改名為《放射性變化》。在這本著作中，他介紹了開爾文1902年提出的原子模型，就是把原子看成是均勻帶正電的球體，裡面埋藏著帶負電的電子，正常狀態下處於靜電平衡（這個模型曾由J.J.湯姆孫加以發展，後來通稱湯姆孫原子模型）。他還注意到1904年日本人長岡半太郎提出的圍繞帶正電的核心有電子環轉動的原子模型。這個土星式模型對他後來建立原子有核模型很有影響。1905年他從α 粒子的電荷質量比值的測量等實驗結果，相信 α粒子就是氦離子。
在曼徹斯特，盧瑟福在研究生T.羅伊茲協助下，利用O.鮑姆巴赫製成的α 粒子能穿過而氦原子卻不能穿過的薄壁玻璃管收集到的氣體進行放電實驗，從觀察到的氦譜線而直接證明 α粒子確實是氦離子 He(即氦核)。
1908年，由於在放射性研究方面的傑出貢獻，盧瑟福獲得諾貝爾化學獎。當時人們認為這是屬於元素性質的研究，而歸入化學領域。他所用的研究方法也是後來發展的放射化學和核化學的先導。
盧瑟福散射和原子結構 盧瑟福到曼徹斯特後,已在那裡工作的德國物理學家H.蓋革在盧瑟福的建議下，試圖利用α 粒子導致的氣體放電來記錄α 粒子，從而發明了蓋革計數管。1909年，蓋革和他的助手E.馬斯登第一次觀測到α 粒子束透過金屬薄膜後在各方向上散射分布的情況，其結果中居然出現少數意料不到的大角度散射；這使盧瑟福感到同湯姆孫所發展的開爾文原子模型矛盾很大。他又考慮到，既然α 粒子那樣容易地穿透金屬薄膜，而且有時又被薄膜彈回，就有可能用α 粒子來探察原子內部結構。由蓋革－馬斯登α 散射實驗的結果使他想到薄膜中的原子必然能賦予射來的α 粒子以很大的力量把它彈回去。這一觀念導致他根據力學原理提出了α粒子為帶電的核所散射，其軌道是雙曲線，而導出盧瑟福散射公式。這個公式隨即由蓋革和馬斯登用改進了的α粒子散射實驗所證實。據此，盧瑟福認識到原子核半徑小於10米。更重要的是形成了他的原子模型，他認為原子有帶正電的核，原子重量集中在核上，核的周圍是帶負電的電子，必然繞核沿穩定軌道轉動，在動力學上保持平衡；但這樣的平衡與經典電動力學要求帶電粒子在電場中作加速運動時有電磁輻射損失相違背，使他不得不說原子的穩定性問題還有待探索(見原子結構)。
人工核反應 第一次世界大戰期間，他的研究生多轉入戰時工業中工作，他自己也部分地承擔與戰事有關的研究，尋求探測追蹤潛水艇的方法。但仍繼續核實驗研究，開始了著名於世的用α 粒子轟擊乾燥空氣，使氮核衰變,放出質子的實驗。1919年這一工作終於完成,標誌著人類第一次實現了改變化學元素的人工核反應──用天然α 粒子從氮原子核中打出質子。
1921～1924年，盧瑟福和J.查德威克已經證實，從原子序數為5的硼到原子序數為19的鉀,除了碳和氧之外，所有的元素都有類似的核反應，即捕獲1個α 粒子放出1個質子而轉化為下一號元素。在此期間盧瑟福預言了重氫和中子的存在。他同查德威克和C.D.艾利斯合作，於1930年出版了巨著《從放射性物質發出的輻射》，這部著作是早期核物理學的總結。
從上述的盧瑟福的三方面成就來看：
①他關於放射性的研究確立了放射性是發自原子內部的變化。放射性能使一種原子改變成另一種原子，而這是一般物理和化學變化所達不到的；這一發現打破了元素不會改變的傳統觀念，使人們對物質結構的研究進入了原子內部這一新的層次，為開闢一個新的學科領域──原子核物理學，做了開創性的工作。
②他通過α 粒子為物質所散射的研究，無可辯駁地論證了原子的核模型，因而一舉把原子結構的研究引上了正確的軌道，於是他被譽為原子物理學之父。由於電子軌道也就是原子結構的穩定性和經典電動力學的矛盾，才導致N.玻爾提出背離經典物理學的革命性的量子假設，成為量子力學的先驅。
③人工核反應的實現是盧瑟福的另一項重大貢獻。自從元素的放射性衰變被確證以後，人們一直試圖用各種手段，如用電弧放電，來實現元素的人工衰變，而只有盧瑟福找到了實現這種衰變的正確途徑。這種用粒子或γ射線轟擊原子核來引起核反應的方法，很快就成為人們研究原子核和套用核技術的重要手段。在盧瑟福的晚年，他已能在實驗室中用人工加速的粒子來引起核反應。
客觀地講，盧瑟福所取得的偉大成就是時代的產物，是和20世紀初期社會經濟的發展和科學技術的條件分不開的。但是就他本人而言，他在科學事業上取得突出的成就可歸諸兩個因素：
首先是他的驚人的洞察力和堅持不懈的工作精神。正如在他領導下工作過的N.玻爾所說：“他的一生的一切方面都有同他所聲稱的、大自然所具有的、同樣的簡單性特徵，這個自然界的簡單性他能夠發現而別的人就不能發現，別的人以前就不能看出來。”這裡所謂簡單性也就是規律性。盧瑟福的洞察力就表現在能從複雜的現象中抓住他所要研究的規律性，並且以堅持不懈的努力來找出和論證這種規律性。例如關於物質的放射性這一複雜的現象，盧瑟福在研究過程中很早就緊緊抓住了對射線本質的鑑定和產物性質的分析這兩個關鍵問題，最終確立了放射性衰變的簡單而意義重大的規律。
20世紀初期物理學的一個重大發展趨勢是逐步進入微觀領域。這一進展對實驗技術方面提出的重要課題是怎樣有效地獲得關於物質微觀結構的信息。盧瑟福簡單地然而十分成功地解決了這一問題，那就是用微觀粒子（當時主要用α 粒子）作為探針和套用可以觀察個別的微觀事件的探測器（當時主要用蓋革計數器和威爾孫雲室）。這些顯然是他觀測微觀事件的必要條件。他所獲得的輝煌成就是與他所採用的正確技術途徑分不開的。
盧瑟福善於識別、選擇和培養人才，並且能團結一批卓越的物理、化學和技術專家在他周圍工作，這是他取得成就的第二個重要的因素，也是他對科學發展的又一項重大的貢獻。無論是早期與他合作的索迪，在曼徹斯特的蓋革和N.玻爾，還是後來在卡文迪什實驗室圍繞他工作的一批實驗核物理學家,大都成為著名的學者,其中有的是諾貝爾獎獲得者，有的在實驗技術上作出重大貢獻。正是他的知人善任和精心培養，在J.J.湯姆孫和他兩代人的領導下使卡文迪什實驗室人才雲集，成為物理學研究的重要中心。
當然,作為一個科學家,盧瑟福也會有失誤。人們經常提到的是他關於核能利用的錯誤論斷。他曾斷言:“就釋放能量來說，用原子核來做實驗可以說純屬浪費。”當然就當時已知的核反應來說，這種論斷也是有事實根據的。然而在他死後兩年，就在芝加哥建成了第一個裂變反應堆。這是新能源──核能的首次開發，標誌著人類進入了一個新的時代──原子能時代。和科學史上曾經有過的多次先例一樣，這一事例又一次表明了：看來似乎無用的基礎研究，給生產力發展所帶來的影響往往超過了甚至是當時最偉大的科學家的想像。總之，人們會永遠為了進入原子能時代而更加懷念盧瑟福這位偉大的科學家。
盧瑟福，E.盧瑟福，E.