Geum.ru

На уроках химии вы познакомились с химическими реакциями, которые ведут к превращениям веществ

Вид материалаУрок

Содержание


Сахаров, андрей дмитриевич
Подобный материал:
1   2
Рис. Прибор Резерфорда

 

Собственноручно построенный Резерфордом прибор, с помощью которого ему удалось впервые расщепить ядра атомов легких элементов, схематически изображен на рисунке.

 

Когда Резерфорд наполнил трубку азотом, то в поле зрения появились частицы, оставляющие очень длинный след, подобно тому, что он уже наблюдал. Конечно, Резерфорд, прежде чем прийти к определенным выводам, проделал еще много опытов. Но окончательное заключение было таково: при столкновении альфа-частиц с ядрами атомов азота некоторые из этих ядер разрушаются, испуская ядра водорода – протоны, а затем происходит образование ядра кислорода.

Колоссальное значение этого открытия было с самого начала ясно самому Резерфорду и его сотрудникам. Впервые в лаборатории осуществилось расщепление атомных ядер. Непоколебимые, как казалось до этого, представления о «неразложимости» химических элементов были наглядно опровергнуты. Открывались совершенно новые и удивительные возможности искусственного получения одних элементов из других, выделения огромной энергии, содержащейся в ядрах, и т.д.

Резерфорд стал четвертым кевендишским профессором и в этой должности находился 18 последних лет своей жизни. До него Кевендишской лабораторией, основанной в 1874 году, руководили великие английские физики Максвелл, Релей и Томсон.

Совет Кембриджского университета не мог выбрать лучшей кандидатуры, достойной продолжения этого списка.

Когда Резерфорд после 20 лет активнейшей деятельности в Монреале и Манчестере приехал в Кембридж, он был уже крупнейшей фигурой в мировой физике, считался непревзойденным экспериментатором и выдающимся мыслителем. Его исследования способствовали развитию теоретической физики, которой придавалось все более важное значение.

Вскоре после открытия нейтрона, за которое Чадвик получил Нобелевскую премию, Резерфорд в одной своей лекции проанализировал это крупнейшее открытие. Ученый показал, что нейтральная незаряженная частица может сыграть большую роль в использовании ядерной энергии.

Резерфорд также говорил, что открытие нейтрона и экспериментальное доказательство его эффективности в осуществлении ядерных реакций создают огромные перспективы. Но нужно найти способ производства большого количества медленных нейтронов при малой затрате энергии для этого.

Резерфорд скончался 19 октября 1937 года во время операции. Незадолго до этого дня ему исполнилось 66 лет.

Его ученик Норман Фезер посетил Резерфорда за несколько дней до его смерти. Резерфорд был уже тяжело болен. Леди Резерфорд подала на стол чай и пирожные. Но к пирожным никто не притронулся. После недолгой беседы Резерфорд проводил Фезера по песчаной дорожке и у калитки неожиданно быстро повернулся и пожал гостю руку. Это, по словам Фезера, было необычно и поразительно. Резерфорд не имея обыкновения пожимать руки своих сотрудников. Через час Резерфорд позвонил Фезеру в лабораторию и спросил, как проходит опыт. Больше Фезер никогда уже не слышал этого голос». Спустя 5 дней Резерфорд умер.

Нильс Бор получил известив о смерти Резерфорда, когда находился в Болонье (Италия), где отмечалось двухсотлетие со дня рождения великого итальянского ученого Луиджи Гальвани. Он сразу же на самолете отправился в Кембридж.

«Совсем недавно, – писал Бор в воспоминаниях о Резерфорде, – я был здесь (в Кембридже. – Ф. К.), видел Резерфорда, полного сил, бодрого, как всегда, и вот теперь я снова встретился с Мери Резерфорд при таких подлинно трагических обстоятельствах. Мы говорили с ней о замечательной жизни Эрнеста, на всем протяжении которой она была ему верным товарищем с их ранней юности, и о том, как для меня Резерфорд стал вторым отцом».

Прошло много лет с тех пор, как умерла и Мери Резерфорд, и дочь великого ученого Эйлин-Мери, и его близкий друг и ученик Нильс Бор...

Резерфорд похоронен в соборе святого Павла, известном и как Вестминстерское аббатство. Его саркофаг установлен в одном из нефов собора, названном «Уголком науки» (Sience corner).

Здесь погребены великие английские ученые, которые принесли славу своему народу и науке – Исаак Ньютон, Майкл Фарадей, Чарлз Дарвин, Вильям Гершель. Простой памятник над прахом Резерфорда подчеркивает скромность этого человека, который сумел проникнуть в таинственную глубь атома и создать новую науку, поистине потрясшую мир.



БЕККЕРЕЛЬ (Becquerel) Антуан Анри (15 декабря 1852, Париж — 25 августа 1908, Ле-Круазик, Бретань, Франция), французский физик, сын Александра Эдмона Беккереля. Открыл (1896) естественную радиоактивность солей урана. Профессор Парижского национального естественно-исторического музея (1892) и Политехнической школы (1895). Нобелевская премия (1903, совместно с П. Кюри и М. Склодовской-Кюри).

 

Анри Беккерель родился в семье ученого и получил образование в Париже. Он был физиком и специализировался на изучении флюоресценции. Услышав об открытии Рентгена, Беккерель захотел проверить, излучают ли флюоресцентные вещества вместе со светом и рентгеновские лучи. В то время Беккерель изучал флюоресцентное соединение, содержащее уран. Он завернул немного этого вещества в фольгу и положил на фотопластинку. Ученый предполагал, что обычный свет, излучаемый при флюоресценции, не продет сквозь фольгу и не попадет на пластинку, а рентгеновские лучи пройдут. И, действительно, когда Беккерель проявил пластинку, на ней оказались темные пятна. Значит, содержащее уран вещество испускает какие-то лучи. Позже он установил, что из всех флюоресцентных соединений лучи испускает лишь уран. Беккерель обнаружил, что излучение урана очень сильное. Он решил, что открыл новый вид электромагнетизма. Но дальнейшие опыты доказали, что сущесвует два типа радиации - альфа- и бета-излучение, состоящие из потока заряженных частиц. Позже был открыт и третий тип - гамма-излучение, одна из форм электромагнитной радиации. Так выяснилось, что атомы радиоактивных элементов служат источниками огромной энергии. Эти открытия навели ученых на мысль, что внутренняя структура таких атомов способна создавать энергию. Мысль была очень важной: она послужила началом современных представлений об атоме.  



СКЛОДОВСКАЯ-КЮРИ Мария (1867-1934), французский физик и химик, одна из создателей учения о радиоактивности, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1907) и почетный член АН СССР (1926). По происхождению полька, с 1891 во Франции. Обнаружила радиоактивность тория (1898). Совместно с мужем — П. Кюри открыла (1898) полоний и радий. Ввела термин «радиоактивность». Нобелевская премия по физике за исследования радиоактивности (1903, совместно с П. Кюри и А. А. Беккерелем). Получила (1910, совместно с А. Деберном) металлический радий, исследовала его свойства (Нобелевская премия по химии, 1911). Разработала методы радиоактивных измерений, впервые применила радиоактивное излучение в медицинских целях.

Родилась 7 ноября 1867 в Варшаве в семье преподавателей. В 1883 окончила гимназию в Варшаве, несколько лет преподавала в одной из варшавских средних школ, давала частные уроки. В 1891–1894 училась в Парижском университете, получила два диплома – по физике (1893) и математике (1894). В 1895 вышла замуж за французского физика Пьера Кюри и начала работать в его лаборатории в Школе индустриальной физики и химии в Париже. Занималась изучением свойств магнитных материалов. В 1897 начала исследования радиоактивного излучения солей урана. Обнаружила, что радиоактивность некоторых минералов, содержавших уран, намного интенсивнее, чем можно было ожидать, и предположила, что эти минералы (урановая смолка, хальколит и аутонит) содержат неизвестный радиоактивный элемент. В июле 1898 супруги Кюри открыли новый химический элемент, названный ими полонием, а в декабре – еще один, получивший название радий. В 1902 Склодовская-Кюри получила дециграмм чистой соли радия, определила атомную массу, физические и химические свойства этого элемента. В 1903 защитила докторскую диссертацию. В том же году за исследования радиоактивности супругам Кюри совместно с А.Беккерелем была присуждена Нобелевская премия по физике.

После гибели мужа в 1906 Мария Кюри заняла его кафедру в Парижском университете. Получила металлический радий и более точно определила его атомную массу. За эту работу в 1911 Мария Кюри была во второй раз удостоена Нобелевской премии (на этот раз по химии). В 1914 возглавила физико-химический отдел Института радия в Париже, основанного при ее участии.

Во время Первой мировой войны Мария Кюри организовала 220 передвижных рентгеновских установок для госпиталей Франции. Умерла Мария Кюри в Салланше (Франция) 4 июля 1934. 

КЮРИ, ПЬЕР (Curie, Pierre) (1859–1906), французский физик, удостоенный в 1903 Нобелевской премии по физике (совместно со своей женой М.Складовской-Кюри и А.Беккерелем) за исследования радиоактивности. Родился 15 мая 1859 в Париже в семье врача. Учился дома, уже в 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета (Сорбонны), а спустя два года – степень лиценциата (магистра) физических наук. С 1878 работал вместе с братом Полем Жаном в минералогической лаборатории Сорбонны. Здесь братья открыли пьезоэлектрический эффект – появление зарядов на поверхности некоторых кристаллов при механическом воздействи – и обратный ему эффект ультразвуковых колебаний кристаллов под действием переменного электрического поля. Братья Кюри создали пьезоэлектрический кварцевый балансир, который можно считать предшественником основного узла современных кварцевых часов. В 1882 по рекомендации английского физика У.Томсона Кюри был назначен руководителем лаборатории Муниципальной школы промышленной физики и химии и оставался главой этой лаборатории на протяжении 22 лет. В 1883–1895 он выполнил большую серию работ по физике кристаллов; в своей докторской диссертации установил зависимость между температурой и намагниченностью, названную впоследствии законом Кюри; критическая точка, в которой вещество теряет намагниченность, была названа точкой Кюри.

В 1895 П.Кюри женился на польской студентке Марии Склодовской, которая с 1897 приступила к исследованиям радиоактивности, вскоре полностью поглотившим и Пьера. Супруги Кюри поставили своей целью выделить из урановой руды химический компонент, обладавший большей радиоактивностью, чем сама руда и содержавшиеся в ней уран и торий. В июне 1898 они опубликовали сообщение об открытии одного из новых элементов – полония, а в декабре – об открытии радия. Чтобы получить достаточное количество радия для определения его атомной массы, супруги переработали несколько тонн урановой смоляной обманки (руды); химическое разделение производилось в огромных чанах, установленных в дырявом сарае, а анализы – в убогой лаборатории Муниципальной школы. К 1902 была накоплена 0,1 г хлорида радия. Это необычное вещество, испускавшее голубоватое свечение и тепло, привлекло к себе внимание не только ученых, но и широкой общественности. Признание не заставило себя ждать, и в 1903 супругам Кюри была присуждена половина Нобелевской премии по физике за «их совместные исследования явлений радиации, открытых А.Беккерелем», получившим вторую половину премии. В своей Нобелевской лекции, прочитанной два года спустя, Кюри впервые отметил ту опасность, которую представляют радиоактивные вещества, и добавил, что «принадлежит к числу тех, кто вместе с Нобелем считает, что новые открытия принесут человечеству больше бед, чем добра».

Несмотря на нехватку средств на исследования, супруги Кюри отказались от патента на свой экстракционный метод и от коммерческого использования радия – по их убеждению, это противоречило бы свободному обмену знаниями.

В 1903 Лондонское королевское общество присудило Кюри медаль Дэви, а в 1904 он был удостоен золотой медали Маттеуччи Академии наук Италии. В 1905 его избрали во Французскую академию наук. В 1904 Кюри был назначен профессором физики Сорбонны. Улучшилось финансирование исследований, предполагалось создание новой лаборатории – казалось, что последующие годы принесут новые научные достижения. Однако 19 апреля 1906 Кюри, переходя улицу в Париже, поскользнулся и попал под экипаж. Смерть наступила мгновенно.

Жолио-Кюри Ирен (12.IX.1897–17.III.1956)

Французский химик, радиохимик. Дочь П. Кюри и М. Склодовской-Кюри. Основные работы, посвященные изучению радиоактивности, проводила совместно с мужем Ф. Жолио-Кюри. Открыла (1934) совместно с Ф. Жолио-Кюри явление искусственной радиоактивности. Изучала продукты облучения урана медленными нейтронами. Нобелевская премия (1935, совместно с Ф. Жолио-Кюри).

Родилась 12 сентября 1897 в Париже, старшая дочь Пьера Кюри и Мари Склодовской-Кюри. Мари Кюри впервые получила радий, когда Ирен был всего год. Приблизительно в это же время дед Ирен по линии отца, Эжен Кюри, переехал жить в их семью. По профессии Эжен Кюри был врачом. Он добровольно предложил свои услуги восставшим в революцию 1848 и помогал Парижской коммуне в 1871. Теперь Эжен Кюри составлял компанию своей внучке, пока ее мать была занята в лаборатории. Его либеральные социалистические убеждения и антиклерикализм оказали глубокое влияние на формирование политических взглядов Ирен.

В возрасте 10 лет, за год до смерти отца, Ирен начала заниматься в кооперативной школе, организованной матерью и несколькими ее коллегами, в том числе физиками П.Ланжевеном и Ж.Перреном. Два года спустя она поступила в Коллеж Севине, окончив его накануне Первой мировой войны. Ирен продолжила свое образование в Парижском университете (Сорбонне). Однако она на несколько месяцев прервала свою учебу, так как работала медицинской сестрой в военном госпитале, помогая матери делать рентгенограммы.

По окончании войны пошла работать ассистентом-исследователем Института радия, который возглавляла ее мать, а с 1921 начала проводить самостоятельные исследования. Ее первые опыты были связаны с изучением полония. В 1925 за эти исследования Ирен была присуждена докторская степень.

Самое значительное из проведенных ею исследований началось несколькими годами позже, после того как в 1926 она вышла замуж за своего коллегу Фредерика Жолио.

Явление радиоактивного распада некоторых природных элементов и существование для стабильных природных элементов устойчивых (Ф.Астон, Нобелевская премия, 1922) и нестабильных (Ф.Содди, Нобелевская премия, 1921) изотопов, образующихся при распаде радиоактивных элементов свидетельствовали о возможности искусственного синтеза радиоактивных изотопов одних элементов из стабильных изотопов других. Иными словами, речь шла об открытии искусственной радиоактивности. Это явление обнаружили Фредерик Жолио и Ирен Жолио-Кюри.

Знание инженерного дела помогло Жолио сконструировать чувствительный детектор с конденсационной камерой с тем, чтобы фиксировать проникающую радиацию при облучении альфа-частицами элемента полония и приготовить образец с необычайно высокой концентрацией. С помощью этого аппарата супруги Жолио-Кюри обнаружили, что тонкая пластинка водородсодержащего вещества, расположенная между облученным бериллием или бором и детектором, увеличивает первоначальную радиацию почти вдвое. Дополнительные опыты показали, что это добавочное излучение состоит из атомов водорода, которые в результате столкновения с проникающей радиацией высвобождаются, приобретая чрезвычайно высокую скорость. Супруги Жолио-Кюри объяснили возникновение этого эффекта тем, что проникающая радиация выбивает отдельные атомы водорода, придавая им огромную скорость. Исследователи не поняли сути процесса, однако проведенные ими точные измерения привели к тому, что в 1932 Джеймс Чедвик (Нобелевская премия по физике,1935) открыл нейтрон – нейтральную частицу, входящую в состав атомного ядра.

В начале 1934 супруги Жолио-Кюри приступили к новому эксперименту. Закрыв отверстие конденсационной камеры тонкой пластинкой алюминиевой фольги, они облучали образцы бора и алюминия альфа-радиацией. Как они и ожидали, при этом действительно испускались позитроны, но, к их удивлению, эмиссия позитронов продолжалась и после того, как убирали полониевый источник.

Таким образом, Жолио-Кюри обнаружили, что некоторые из подвергаемых анализу образцов алюминия и бора превратились в новые химические элементы. Более того, эти новые элементы были радиоактивными: алюминий, поглощая два протона и два нейтрона, превращался в радиоактивный фосфор, а бор – в радиоактивный изотоп азота. Поскольку эти неустойчивые радиоактивные элементы не были похожи ни на один из естественно образующихся радиоактивных элементов, было ясно, что они созданы искусственным путем.

Само явление получило название «искусственная радиоактивность». Жолио-Кюри отмечали, что «выражения «искусственная радиоактивность» и «наведенная радиоактивность», часто применяемые для обозначения нового явления, представляют собой удобные, но недостаточно точные термины. Суть явления состоит не в том, что ядро искусственно делают радиоактивным, а в том, что это ядро превращается в другое ядро, по своей природе неустойчивое – так получают радиоэлемент».

Супруги Жолио-Кюри синтезировали ряд новых радиоактивных изотопов – радиофосфор, радиоазот, радиокремний и др. Это были первые искусственные радиоактивные изотопы, испускающие не электроны, как природные радиоактивные элементы, а позитроны.

Химия должна была дать необходимые доказательства свойств этих новых радиоактивных изотопов. Например, радиофосфор образовывался следующим образом. Облученную алюминиевую фольгу растворяли в соляной кислоте, а выделяющийся водород тщательно анализировали. Оказалось, что небольшая его часть обладает позитронной активностью (благодаря образованию гидрида фосфора PH3, который и содержал радиоактивный фосфор-30). Жолио-Кюри применяли и другие приемы, и всякий раз в ходе химических манипуляций обнаруживались следы радиоактивного изотопа фосфора.

Кроме того, супруги Жолио-Кюри выполнили важный цикл работ по исследованию процесса образования пар противоположно заряженных частиц – позитрона и электрона –при облучении их гамма-квантами, а также их аннигиляции после излучения позитрона радиоактивными ядрами при его столкновении с электроном.

В 1935 супруги Жолио_Кюри получили Нобелевскую премию «за совместно выполненный синтез новых радиоактивных элементов». Через год Ирен Жолио_Кюри стала профессором Сорбонны, где читала лекции с 1932. Она сохранила за собой и должность в Институте радия, где продолжала заниматься исследованиями радиоактивности. В конце 1930-х Жолио-Кюри, работая с ураном, сделала несколько важных открытий и вплотную подошла к обнаружению того, что при бомбардировке нейтронами происходит распад атома урана.

В 1939 Ирен Жолио-Кюри совместно с югославским ученым П.Савичем установила, что одним из продуктов, получаемых в результате облучения урана нейтронами, является лантан – элемент с порядковым номером 57, а не трансурановый элемент, как полагали раньше. Эта ее работа сыграла большую роль в открытии реакции деления ядер.

Все большее внимания она стала уделять политической деятельности и в 1936 в течение четырех месяцев работала помощником статс-секретаря по научно-исследовательским делам в правительстве Леона Блюма (1872–1950). Несмотря на фашистскую оккупацию Франции в 1940, супруги остались в Париже, где Жолио участвовал в движении Сопротивления. В 1944, когда он ушел в подполье, Ирен с детьми бежала в Швейцарию и там они оставались до освобождения Франции.

В 1946 Жоли-Кюри была назначена директором Института радия. Кроме того, с 1946 по 1950 она работала в Комиссариате по атомной энергии Франции. Озабоченная проблемами социального и интеллектуального прогресса женщин, она входила в Национальный комитет Союза французских женщин и работала во Всемирном Совете Мира. К началу 50-х годов ее здоровье стало ухудшаться, вероятно, в результате полученной дозы радиоактивности.

Высокая худенькая женщина, прославившаяся своим терпением и ровным характером, Ирен очень любила плавать, ходить на лыжах и совершать прогулки в горы.

Умерла в Париже 17 марта 1956 от острой лейкемии.

Работы: Oeuvres Scientifiques Complètes. Paris:Presses Universitaires de France, 1961.

ЖОЛИО, ФРЕДЕРИК (Joliot, Frédéric), (1900–1958) (Франция). Нобелевская премия по химии, 1935 (вместе с И.Жолио-Кюри).

Родился 19 марта 1900 в Париже, младшим из шести детей в семье коммерсанта Анри Жолио и Эмилии Родерер В 1910 его отдали учиться в провинциальный лицей Лаканаль, но семь лет спустя после смерти отца он вернулся в Париж и стал студентом «Эколь примэр сюперьё Лавуазье». В 1920 поступил в Высшую школу физики и прикладной химии в Париже и через три года окончил ее лучше всех в группе.

Один из его учителей Поль Ланжевен посоветовал занять должность ассистента у Мари Кюри в Институте радия. Жолио последовал совету и после воинской службы в начале 1925 года стал препаратором в этом институте. В следующем году он женился на Ирен Кюри, дочери Мари и Пьера Кюри, которая работала там же. У них родились сын и дочь. Жолио в 1930 получил докторскую степень за исследование электрохимических свойств полония.

Попытки найти академическую должность не увенчались успехом, но Жан Батист Перрен (Нобелевская премия по физике, 1926) помог ему получить правительственную стипендию, позволившую Жолио остаться в институте.

Исследование, приведшее к открытию искусственной радиоактивности, началось в 1926 и было выполнено им вместе с женой Ирен.

Знание инженерного дела помогло Жолио сконструировать чувствительный детектор с конденсационной камерой, чтобы фиксировать проникающую радиацию при облучении альфа-частицами элемента полония и приготовить образец с необычайно высокой концентрацией. С помощью этого аппарата супруги Жолио-Кюри обнаружили, что тонкая пластинка водородсодержащего вещества, расположенная между облученным бериллием или бором и детектором, увеличивает первоначальную радиацию почти вдвое. Дополнительные опыты показали, что это добавочное излучение состоит из атомов водорода, которые в результате столкновения с проникающей радиацией высвобождаются, приобретая чрезвычайно высокую скорость. Супруги Жолио-Кюри объяснили возникновение этого эффекта тем, что проникающая радиация выбивает отдельные атомы водорода, придавая им огромную скорость. Они не поняли сути процесса, однако проведенные ими точные измерения привели к тому, что в 1932 Джеймс Чедвик (Нобелевская премия по физике, 1935) открыл нейтрон.

В начале 1934 супруги Жолио-Кюри приступили к новому эксперименту. Закрыв отверстие конденсационной камеры тонкой пластинкой алюминиевой фольги, они облучали образцы бора и алюминия альфа-радиацией. Как они и ожидали, при этом действительно испускались позитроны, но эмиссия позитронов продолжалась и после того, как убирали полониевый источник.

Таким образом, Жолио-Кюри обнаружили, что некоторые из подвергаемых анализу образцов алюминия и бора превратились в новые химические элементы. Более того, эти новые элементы были радиоактивными: алюминий, поглощая два протона и два нейтрона, превращался в радиоактивный фосфор, а бор – в радиоактивный изотоп азота. Поскольку эти неустойчивые радиоактивные элементы не были похожи ни на один из естественно образующихся радиоактивных элементов, было ясно, что они созданы искусственным путем.

Жолио-Кюри синтезировали ряд новых радиоактивных изотопов – радиофосфор, радиоазот, радиокремний и др. Это были первые искусственные радиоактивные изотопы, испускающие не электроны, как природные радиоактивные элементы, а позитроны.

Кроме того, они выполнили важный цикл работ, посвященный исследованию процесса образования гамма-квантами пар противоположно заряженных частиц – позитрона и электрона, а также их аннигиляции после излучения позитрона радиоактивными ядрами при его столкновении с электроном.

В 1935 Фредерику Жолио и Ирен Жолио-Кюри совместно была присуждена Нобелевская премия «за совместно выполненный синтез новых радиоактивных элементов».

В 1937 Жолио, продолжая работать в Институте радия, одновременно стал профессором в Коллеж де Франс в Париже. Здесь он создал исследовательский центр ядерной физики и химии и основал новую лабораторию, где отделы физики, химии и биологии могли работать в тесном сотрудничестве. Кроме того, он контролировал строительство одного из первых во Франции циклотронов, в котором в качестве источника альфа-частиц должны были использоваться радиоактивные элементы.

В 1939 вслед за открытием немецким химиком Ганом (Нобелевская премия,1944) деления атома урана, Жолио нашел прямое физическое доказательство того, что такое деление носит взрывной характер. Понимая, что это может быть использовано в качестве источника энергии, он приобрел у Норвегии практически все имевшееся тогда количество тяжелой воды. Подвергая себя значительному риску, Жолио сумел тайно переправить тяжелую воду в Англию, где она была использована в ходе предпринимавшихся усилий по разработке атомного оружия.

Оставаясь в Париже в период оккупации, Жолио сохранил за собой посты в Институте радия и в Коллеж де Франс. Будучи активным членом движения Сопротивления, он использовал возможности своей лаборатории для изготовления взрывчатых веществ и радиоаппаратуры для борцов Сопротивления вплоть до 1944, когда ему пришлось скрываться.

После освобождения Парижа Жолио был назначен директором Национального центра научных исследований, на него была возложена ответственность за восстановление научного потенциала страны. В октябре 1945 Жолио убедил президента Шарля де Голля создать Комиссариат по атомной энергии Франции. Три года спустя он руководил пуском первого во Франции ядерного реактора. В 1950 он был освобожден с поста руководителя Комиссариата по атомной энергии. и посвящал большую часть своего времени исследовательской работе в лаборатории и преподаванию. Оставаясь активным политическим деятелем, он был также председателем Всемирного Совета Мира.

Смерть жены (1956) явилась для Жолио тяжелым ударом. Став ее преемником на посту директора Института радия и заменив на преподавательской работе в Парижском университете, он взял на себя также контроль над строительством нового института в Орсе, к югу от Парижа.

Жолио характеризовали как человека чуткого, доброго и терпеливого. Он любил играть на пианино, рисовать пейзажи и читать.

Организм Жолио был ослаблен перенесенным ранее вирусным гепатитом, и 14 августа 1958 он скончался в Париже после операции, связанной с внутренним кровоизлиянием. Ему было всего 58 лет.

Работы: Пять лет борьбы за мир / [Пер. с франц.]. Вступит. статья Н.С.Тихонова. М., 1955; Избранные труды. – Фредерик и Ирен Жолио-Кюри. Совместные труды. М., 1957; Oeuvres Scientifiques Complètes de Frédéric et Irène Joliot-Curie. Paris, 1961.

 ФЕРМИ Энрико (1901-54), итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). В 1938 эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми — Дирака; 1925), теорию бета-распада (1934). Открыл (с сотрудниками) искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем (2.12.1942) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938).

 

ФЕРМИ (Fermi) Энрико (29 сентября 1901, Рим — 28 ноября 1954, Чикаго), виднейший итальянский физик, член Национальной академии деи Линчеи и многих иностранных академий и научных обществ, иностранный член АН СССР, автор многочисленных работ в области квантовой теории, физики элементарных частиц, участник и руководитель теоретических и экспериментальных работ по нейтронной физике и ядерной энергетике.

Детство и юность

Энрико Ферми родился в семье служащего. Хотя дома никто не побуждал его заниматься науками, он еще в детстве проявлял большой интерес к математике и к физике. Большое благотворное влияние на юношу оказал коллега его отца, инженер Амидей, который впоследствии очень подробно поведал о первых шагах Энрико в науке. Он многое изучал самостоятельно по книгам. Так, тринадцати лет он за три дня изучил учебник по проективной геометрии, прорешав все 200 имевшихся там задач, проштудировал несколько книг по различным разделам математики и теоретической механики.

Летом 1918 г., пройдя трехгодичный курс лицея за два года, Ферми получил диплом и встал вопрос, где продолжить учебу. Его особенно привлекала физика, по которой он прочитал больше всего книг, в том числе, огромные тома курса физики русского профессора О. Хвольсона, в которых подробно описывались многочисленные экспериментальные установки.

Можно было поступить в Римский университет, но семнадцатилетний Энрико остановил свой выбор на университете в Пизе. Для поступления туда ему нужно было пройти конкурс в Нормальную школу в Пизе и впоследствии совмещать учебу в ней с посещением лекций в университете. Ферми не только выдержал конкурс, но и вышел в нем на первое место. Впоследствии, в 1934 Ферми писал: «Когда я поступил в университет, классическую физику и теорию относительности я знал так же, как и теперь». Во многом, как и прежде, Ферми оставался самоучкой, к его учебе по книгам преподаватели мало что могли добавить. Он выработал весьма эффективную систему самостоятельных занятий, в чем можно убедиться по его тогдашним конспектам. Феноменальная память позволяла ему также быстро изучать иностранные языки.

Исключительные способности Ферми скоро были замечены не только студентами, но и преподавателями. В 1920 он уже в присутствии ряда профессоров читал лекцию о квантовой теории (почти неизвестной тогда в Италии) в Физическом институте. Тогда же появились его первые исследования в области электродинамики и теории относительности. В воспоминаниях Энрико Персико, будущего профессора Римского университета, с которым Ферми поддерживал тесную дружбу с 14 лет, есть следующие строки о том, как тот работал: «Его метод изучения книги всегда состоял в том, что из книги он брал только данные проблемы и результаты опыта, сам обрабатывал их и затем сравнивал свои результаты с результатами автора. Иногда при проведении такой работы он ставил новые проблемы и решал их, или даже поправлял ошибочные, хотя и общепринятые решения». В качестве диссертационных (дипломных) работ тогда допускались только экспериментальные. Ферми защищал работу по оптике рентгеновских лучей. В 1922 г. он блестяще оканчивает университет и Высшую Нормальную школу.

Поддержка сенатора Корбино

Несмотря на все успехи Ферми, ему не могли предложить работы в Пизанском университете. Он вернулся в Рим, где вскоре состоялось его знакомство с сенатором профессором Орсо Марио Корбино, директором Физического института Римского королевского университета, который сам в молодости проявил себя как блестящий физик-экспериментатор. Корбино очень быстро оценил двадцатилетнего Ферми и принял его под покровительство, дал ему временную работу в качестве преподавателя математики для студентов-химиков Римского университета и обещал при первой возможности сделать его постоянным сотрудником. Ферми считал Корбино своим вторым отцом.

В Италии в то время не было крупной теоретической школы, и поэтому для Ферми явилась большой удачей возможность поехать в 1923 в Геттинген, где работал Макс Борн. Как это ни странно, общение с Борном и его блистательными учениками и сотрудниками не принесло, по словам самого Ферми, ему особенной пользы. Причиной тому могли быть привычка Ферми работать в одиночку и отсутствие у него тогда уверенности в себе, которую ему дало впоследствии общение с Паулем Эренфестом, на обучении у которого в Голландии Ферми находился с сентября по декабрь 1924. После возвращения в 1923 в Римский университет Ферми один год читает курс математики для химиков и естественников, а после возвращения в 1924 от Эренфеста, приступает к преподаванию как временный профессор во Флорентийском университете.

Признание теоретиков

Одной из серьезных заслуг Ферми, начавшего преподавать в Италии, явилось быстрое формирование получившей в дальнейшем заслуженную известность итальянской школы теоретической физики. Как вспоминали впоследствии бывшие его ученики, это происходило как бы исподволь. После занятий собирались в кабинете Ферми и начиналось обсуждение заданного кем-то вопроса, часто не связанного непосредственно с тем, что только что было на занятиях. Ответ Ферми часто превращался в импровизированную лекцию. По воспоминаниям тогдашних учеников Ферми, «скорость формирования молодого физика в этой школе была невероятной». Ферми учил не только физике в прямом смысле этого слова: собственным примером «он учил страстно любить физику, равно как и понимать дух и этику этой науки». Ферми не любил предлагать темы для дипломных работ, справедливо считая, что во всех отношениях полезнее, если студент сам выберет интересную для него задачу.

Задачи же, которые тогда увлекали самого Ферми, стали вскоре научной классикой. В декабре 1925 он независимо от английского физика П. Дирака разработал статистику частиц с полуцелым спином — для них даже привилось название «фермионы» — ставшую одной из основ физики элементарных частиц, развивал эффективный приближенный метод расчетов многоэлектронных атомов (в квантовой, как и в классической механике задачи многих тел физики умеют решать лишь приближенно). В Рим, становившийся новым центром теоретической физики, все чаще стали приезжать коллеги из-за рубежа.

Профессура в Риме

Осенью 1926, заняв первое место на конкурсе, Ферми становится штатным профессором на созданной в Римском университете кафедре теоретической физики. Об этом периоде его жизни в книге Б. Понтекорво написано: «Личная жизнь Ферми с того времени, когда он обосновался в Риме, протекала спокойно и благополучно в течение нескольких лет, примерно до 1936 г. Он женился в 1928 г. на синьоре Лауре Капон; как мы увидим, это событие десять лет спустя стало одной из причин того, что Ферми вместе с семьей покинул родину. В 1929 г. Ферми был несколько неожиданно избран... членом Королевской академии Италии. Это была новая академия, созданная Муссолини для увеличения престижа фашистского режима. Члены академии получали довольно значительное вознаграждение. Избрание в академию заметно увеличило доходы Ферми, принесло звание «его превосходительства» и довольно смешной мундир».

В 1932 Ферми избирается членом-корреспондентом старейшей итальянской Национальной академии Линчеи. «Ферми вел размеренную жизнь и почти никогда не изменял своим привычкам. Творческой работой он занимался с половины шестого утра до половины восьмого,... в институт приезжал не позже девяти утра». Лето он, если не отдыхал в Альпах, проводил за границей, где читал лекции, становившиеся вскоре основой его новых книг. Так появились «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика» по лекциям, прочитанным в Мичиганском и Колумбийском университетах.

В числе ведущих физиков мира, Ферми в 1933 участвует в Брюсселе в работе Сольвеевского конгресса по ядерной физике. К тому времени начатые им недавно работы по физике нейтронов уже получили известность. Но особенно высоко были оценены его работы 1933, в которых излагалась развитая им теория бета-распада.

Физика нейтронов все полнее захватывала Ферми. В 1934 он получает первые радиоактивные изотопы при облучении веществ нейтронами. Годом позже он открывает эффект замедления нейтронов, которому суждено было в дальнейшем сыграть важнейшую роль в ядерной физике и технике. За работы по физике нейтронов Ферми в 1938 г. была вручена Нобелевская премия в Стокгольме, откуда он уже не вернулся в Италию, а вместе с семьей уехал в Нью-Йорк. Так началась жизнь в Америке.

В Америке

Для эмиграции были веские основания. Политический климат в фашистской Италии стал заметно ухудшаться с 1936, в частности, начали появляться антисемитские законы, которые могли угрожать жене Ферми, итальянке еврейского происхождения. В январе 1939 Ферми поступает на работу в Колумбийский университет и приступает к исследования реакции деления ядер. Эта ядерная реакция, открытая в 1938 О. Ганом и Штрассманом, заняла в дальнейшем ключевое место в ядерной физике. Но тогда еще никто не знал о том, к каким военным, политическим и экономическим последствиям приведет изучение этой проблемы, и Ферми воспринял ее просто как интересное физическое явление. Приходится заметить, что этический аспект науки, по-видимому, не очень интересовал Ферми, который был равнодушен ко многому, что лежит за пределами физики, в том числе, и к политике. Рассказывают (хотя в это трудно поверить), что когда ему сообщили об атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки, он не удержался от страшного в своем цинизме замечания: «А все-таки это была прекрасная физика...».

Весной 1942 Ферми переезжает в Чикаго, где разворачиваются работы по исследованию цепных ядерных реакций (Манхэттенский проект). В декабре возглавляемая им экспериментальная группа сумела получить в первом ядерном реакторе такую самоподдерживающуюся реацию. Путь к ядерному оружию был открыт. В 1944 Ферми переехал в Лос-Аламос, где велись основные работы, а в июле 1945 он уже принимал участие в испытании первой атомной бомбы.

В 1946 Ферми становится сотрудником созданного в Чикаго Института ядерных исследований. Последние годы его жизни были посвящены физике высоких энергий. Он выдвинул гипотезу о происхождении космических лучей высоких энергий, в 1950 выступил со статистической теорией множественного образования мезонов. 1952 год отмечен его новым вкладом в физику элементарных частиц — открытием первого адронного резонанса. В 1950 г. Ферми избирается иностранным членом Лондонского Королевского, а в 1953 — президентом Американского физического общества. Год спустя выходит его последняя книга «Лекции о пи-мезонах и нуклонах». Ферми был членом многих иностранных академий и научных обществ, в его честь назван сотый элемент таблицы Менделеева — фермий, его имя после его кончины осталось в названиях ряда научных центров, в его трудах и в памяти многих людей.

  

КУРЧАТОВ Игорь Васильевич (1902/03-1960), российский физик, организатор и руководитель работ по атомной науке и технике в СССР, академик АН СССР (1943), трижды Герой Социалистического Труда (1949, 1951, 1954). Исследовал сегнетоэлектрики. Совместно с сотрудниками обнаружил ядерную изомерию. Под руководством Курчатова сооружен первый отечественный циклотрон (1939), открыто спонтанное деление ядер урана (1940), разработана противоминная защита кораблей, созданы первый в Европе ядерный реактор (1946), первая в СССР атомная бомба (1949), первые в мире термоядерная бомба (1953) и АЭС (1954). Основатель и первый директор Института атомной энергии (с 1943, с 1960 — имени Курчатова). Ленинская премия (1957), Государственная премия СССР (1942, 1949, 1951, 1954).

КУРЧАТОВ, ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ (1903–1960), русский физик, один из создателей ядерной физики в СССР. Родился 12 (25) января 1903 в г.Сим (ныне Челябинская обл.) в семье землемера. В 1908 вместе с семьей переехал в Симбирск, в 1912 – в Симферополь. В 1920 по окончании гимназии поступил в Крымский университет, который окончил в 1923 по специальности «физика». Параллельно учебе работал сначала в деревообделочной мастерской, затем воспитателем в детском доме и препаратором в физической лаборатории при университете. В конце 1923 переехал в Петроград, поступил на кораблестроительный факультет Политехнического института. Работал в Слуцкой магнитно-метеорологической обсерватории (Слуцком с 1918 по 1944 назывался г.Павловск). Здесь было выполнено первое научное исследование ученого – о радиоактивности снега. В 1924 Курчатов вернулся в Крым, работал в Феодосии в гидрометеобюро Черного и Азовского морей. Осенью того же года был приглашен на кафедру физики Азербайджанского политехнического института, где всего за полгода провел два исследования, касающиеся прохождения электрического тока через твердые диэлектрики. Эта работа близко примыкала к проблемам, разрабатываемым Иоффе, и в 1925 Курчатов был приглашен в Физико-технический институт в Ленинграде. Здесь он работал до 1942, с 1930 – заведующим лабораторией. Научные исследования Курчатова в эти годы шли в двух направлениях: до 1932 он занимался изучением электрических свойств твердых тел, после 1932 – вопросами излучения атомного ядра. Исследовал электропроводность твердых тел, механизм пробоя твердых диэлектриков; заложил основы учения о сегнетоэлектричестве; внес большой вклад в изучение электрических свойств кристаллов. В 1931–1932 вместе с К.Д.Синельниковым осуществил исследования по физике полупроводников.

В 1932 научные интересы Курчатова перемещаются в сферу ядерной физики. Большую поддержку в организации исследований в этой области, считавшейся в то время весьма далекой от практического применения, оказал А.Ф.Иоффе, который добился разрешения организовать в своем институте отдел ядерной физики и некоторое время сам возглавлял его, а через полгода назначил руководителем отдела Курчатова. В 1933 была построена высоковольтная установка и ускорительная трубка для ускорения протонов до энергии 350 кэВ, сконструированы высоковольтные установки в Харьковском ФТИ. В 1934 Курчатов начал исследования по нейтронной физике. В 1935 им совместно с Л.И.Русиновым, Б.В.Курчатовым и Л.В.Мысовским было открыто явление ядерной изомерии у искусственно радиоактивного брома. Изучая ядерные реакции с участием быстрых и медленных нейтронов, Курчатов вместе с Арцимовичем доказал захват нейтрона протоном и получил значение эффективного сечения этого процесса, что имело большое значение для построения теории строения дейтрона. В 1937 при прямом руководстве Курчатова был запущен крупный советский циклотрон. Начиная с 1939 ученый работал над проблемой деления тяжелых ядер. В 1940 под его руководством Г.Н.Флёров и К.А.Петржак открыли явление самопроизвольного распада ядер урана, в том же году была доказана возможность цепной ядерной реакции в системе с ураном и тяжелой водой. С началом войны Курчатову пришлось на время оставить ядерную физику и заняться проблемой создания системы противоминной защиты кораблей.

В 1943 в СССР начались работы по преодолению атомной монополии США. Их организация была поручена Курчатову. Работы начались в так называемой Лаборатории №2 АН СССР (ЛИПАН), ставшей впоследствии Институтом атомной энергии, а в 1946 в пригороде Арзамаса в условиях строжайшей секретности был организован научный центр под условным названием КБ-11, известный ныне как Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (Арзамас-16). Здесь над созданием атомного оружия трудились такие ученые, как Ю.Б.Харитон, А.Д.Сахаров, И.В.Тамм, Л.Б.Зельдович, Д.А.Франк-Каменецкий и другие. За рекордно короткий срок цель была достигнута, и в 1949 состоялись испытания советской атомной бомбы, а в 1953 – водородной.

В 1946 в ЛИПАНе под прямым руководством Курчатова был запущен первый советский уран-графитовый реактор, затем более мощные ядерные реакторы. В 1954 вступила в строй первая в мире атомная электростанция. В начале 1950-х в СССР были начаты исследования по проблеме управляемого термоядерного синтеза, которые тоже находились под постоянным контролем Курчатова.

Курчатов хорошо понимал важность свободного развития всех отраслей науки, в том числе и биологии. Вместе с академиком Несмеяновым он обращался в правительство с представлением о необходимости развития ряда разделов этой науки в тот период, когда влияние Лысенко вновь усилилось. Он частично решил эту задачу по-своему, создав в ИАЭ радиобиологический сектор и пригласив на работу многих ведущих специалистов в области генетики.

Научные достижения Курчатова отмечены многими правительственными наградами (трижды Герой социалистического труда, Ленинская премия, Государственная премия). В 1959 он был награжден Золотой медалью Ф.Жолио-Кюри. Президиумом АН СССР учреждена золотая медаль и премия им. Курчатова. Курчатовием назван 104-й элемент периодической системы Менделеева.

Умер Курчатов в Москве 7 февраля 1960.

 

САХАРОВ, АНДРЕЙ ДМИТРИЕВИЧ (1921–1989), советский физик и правозащитник. Родился в Москве 21 мая 1921. В 1938 поступил на физический факультет МГУ, который окончил с отличием в 1942. В годы Второй мировой войны работал инженером на большом военном заводе в Ульяновске. Сделал несколько изобретений, написал ряд статей по теоретической физике и отослал их в Москву на рецензию. И хотя эти первые работы не были опубликованы, они, по словам самого Сахарова, дали ему «то чувство уверенности в своих силах, которое так необходимо каждому ученому». В 1945 Сахаров поступил в аспирантуру Физического института им. П.Н.Лебедева в Москве, где его научным руководителем стал И.Е.Тамм. В ноябре 1947 защитил диссертацию. В 1948 был включен в группу ученых, работавших над созданием ядерного оружия. Первое испытание советской водородной бомбы, «отцом» которой считается Сахаров, состоялось в 1953. Начиная с 1950 Сахаров вместе с Таммом занимался проблемами управляемого термоядерного синтеза. Ими был предложен принцип магнитной термоизоляции плазмы. В 1952 по инициативе Сахарова были начаты экспериментальные работы по созданию взрывомагнитных генераторов – устройств, в которых энергия взрыва химической или ядерной реакции преобразуется в энергию магнитного поля. В 1964 в ходе этих работ удалось получить рекордно большое магнитное поле – 25 млн. Гс. В 1953 Сахаров был избран действительным членом АН СССР.

Работая над созданием термоядерного оружия, Сахаров как никто другой осознавал его огромную опасность для человечества. С конца 1950-х годов он стал активно выступать за ограничение его испытаний. Именно Сахаров убедил Н.С.Хрущева вступить в переговоры о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах, завершившиеся подписанием Московского договора в 1963. В следующем году Сахаров выступил против попыток оживить дискредитировавшую себя теорию наследственности Т.Д.Лысенко. В 1967 участвовал в работе Комитета по защите Байкала. К 1966–1967 относятся первые обращения Сахарова в защиту жертв политических репрессий. В статье Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе, опубликованной на Западе в 1968, Сахаров обращал внимание на опасность ядерной войны, пагубность политики диктаторских режимов и выступал за развитие открытых демократических обществ в СССР и США. После опубликования этой статьи Сахаров был отстранен от работ по секретной тематике и в 1969 вернулся в Физический институт, где занимался теорией элементарных частиц, теорией гравитации, космологией. В 1970 Сахаров стал одним из учредителей Московского комитета по правам человека. Он защищал своих коллег и друзей, подвергавшихся преследованиям со стороны властей, выступал за право на эмиграцию, отмену смертной казни, против принудительного лечения политических оппонентов режима в психиатрических больницах, высказывался по таким проблемам, как загрязнение окружающей среды. Правозащитная деятельность Сахарова была отмечена Нобелевской премией мира 1975.

В декабре 1979, сразу после ввода советских войск в Афганистан, Сахаров публично выступил с осуждением агрессии. Был лишен всех правительственных наград СССР (ордена Ленина, звания трижды Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской и Государственной премий). 22 января 1980 Сахаров был выслан в Горький, пробыл в изоляции от внешнего мира 7 лет, дважды объявлял голодовку в знак протеста против незаконных действий властей по отношению к его родным и близким. В декабре 1986 Сахаров был возвращен в Москву по распоряжению М.С.Горбачева.

В марте 1989 Сахаров был избран народным депутатом СССР от Академии наук. Стал одним из лидеров группы наиболее радикально настроенных депутатов, выступавших за быструю экономическую и политическую децентрализацию в стране и отмену привилегированного положения Коммунистической партии. Умер Сахаров в Москве 14 декабря 1989.

 

 

4. Итог урока.

 

На сегодняшнем уроке мы повторили одну из самых интересных, современных и бурно развивающегося раздела физики – ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

Рассмотрели применение компьютеров при изучении физики  и использовании информационных ресурсов Интернет и электронных учебников. Конечно, вашими рассказами не ограничивается описание развития физики. Мы изучили только небольшую часть данной темы, так сказать – вершину айсберга. Большей частью мы опирались на классическое представление о пространстве и времени, в микромире же господствует законы квантовой физики. Кроме того, в строении атомного ядра, взаимодействия элементарных частиц, создание управляемых термоядерных реакций многое еще не известно и предстоит немало потрудится для выяснения истинной природы атомного ядра.

Мы с вами рассмотрели жизнь некоторых ученых, внесших наиболее яркий вклад в развитие физики. Как вы понимаете этими именами не заканчивается список выдающихся ученых. В современной науке исследования проводятся целыми институтами, научными лабораториями. Я надеюсь, что вы или ваши сверстники внесут посильную лепту в рассмотрение данного раздела физики.