Автор конспекта:
Автор(ы): — Кушнарева Е.А.

Место работы, должность: —

МБОУ "СОШ им. В.Г.Шухова"

учитель физики

Регион: — Белгородская область

Характеристики урока (занятия) Уровень образования: — среднее (полное) общее образование

Целевая аудитория: — Учитель (преподаватель)

Класс(ы): — 11 класс

Предмет(ы): — Физика

Цель урока: —

Проверить знания учащихся об атомном ядре, радиоактивности, использовании ядерных реакций.

Повторить с учащимися материал по теме «Атомное ядро».

Обобщить знания, полученные школьниками при изучении физики и информатики.

Развить умения учащихся работать с компьютером и использовать информационные технологии.

Выяснить навыки учащихся работать с учебным материалом, выделять главное и делать обобщения.

Определить знания учащихся о применении ядерной энергии в мирных и военных целях, защите окружающей среде от радиации.

Показать применение компьютерных моделей для описания процессов в микромире.

Завершить построение единой физической картины мира.

Дать большую самостоятельность школьникам в поиске, формированию и изложению учебного материала.

Раскрыть умения школьников использовать Интернет и электронные учебники в поиске нужной информации.

Развить чувства коллективизма, ответственность за общее дело.

Определить умение решать задачи по данной теме.

Тип урока: — Комбинированный урок

Учеников в классе: — 20

Используемые учебники и учебные пособия: —

Мякишев Г.Я. Физика: Учебник для 11 класса средней школы. – М.: Просвещение, 2003.

Используемая методическая литература: —

  • В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова. Современный урок физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1983.
  • Энциклопедический словарь юного физика. — М.: Педагогика, 1984.
  • Методика преподавания физики в 8 – 10 классах средней школы. Ч. 2/Под ред. В.П. Орехова, А.В. Усовой и др. – М.: Просвещение 1980.
  • Основы методики преподавания физики в средней школе./Под ред. А.В. Перышкина. – М.: Просвещение, 1983.
  • Яворский Б.М. Основные вопросы современного школьного курса физики. – М.: Просвещение 1980.
  • Школьникам о современной физике. Физика высоких энергий. – М.: Просвещение 1985.
  • Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов. М.: Просвещение, 1986.
  • Рымкевич А.П. Сборник задач по физике для 8-10 классов средней школы. – М.: Просвещение 1987.
  • Родина Н.А. Физика атомного ядра. (сборник иллюстраций) М. Просвещение 1976.
  • Электронный учебник. Программы ФИЗКОНА «Физика 7-11 классы» на 2-х CD. 2005.
  • Электронный учебник. 1С школа. «Физика 7-11 класс». 2005.
  • Электронный учебник. Библиотека электронных наглядных пособий. «Физика 7-11 класс» ГУРЦ ЭМТО «Кирилл и Мефодий», 2003.
  • Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия на 2-х CD. 2002.
  • Электронный учебник. Открытая физика 1.1. – М.: Физикон 2001.
  • Интернет сайты: km.ru, college.ru, krugosvet.ru и др.
  • Используемое оборудование: —

    компьютеры соединенные в локальную сеть с выходом в Интернет, мультимедийный проектор.

    Краткое описание: —

    Атомное ядро. Ядерная энергетика.

    Физика 11 класс.

    Тема урока – конференции: Атомное ядро. Ядерная энергетика.

    Цели урока: Проверить знания учащихся об атомном ядре, радиоактивности, использовании ядерных реакций.

    Повторить с учащимися материал по теме «Атомное ядро».

    Обобщить знания, полученные школьниками при изучении физики и информатики.

    Развить умения учащихся работать с компьютером и использовать информационные технологии.

    Выяснить навыки учащихся работать с учебным материалом, выделять главное и делать обобщения.

    Определить знания учащихся о применении ядерной энергии в мирных и военных целях, защите окружающей среде от радиации.

    Показать применение компьютерных моделей для описания процессов в микромире.

    Завершить построение единой физической картины мира.

    Дать большую самостоятельность школьникам в поиске, формированию и изложению учебного материала.

    Раскрыть умения школьников использовать Интернет и электронные учебники в поиске нужной информации.

    Развить чувства коллективизма, ответственность за общее дело.

    Определить умение решать задачи по данной теме.

    Методы обучения: Беседа. Самостоятельная работа по поиски информации в Интернет, электронных учебниках и литературе. Создание учащимися обучающих презентаций. Рассказ учащихся по выбранной теме.

    Демонстрации: Презентации учеников по выбранным темам. Компьютерные модели электронных учебников, плакаты.

    Оборудование: компьютеры соединенные в локальную сеть с выходом в Интернет, мультимедийный проектор.

    Литература: 1. Мякишев Г.Я. Физика: Учебник для 11 класса средней школы. – М.: Просвещение, 2003.

  • В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова. Современный урок физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1983.
  • Энциклопедический словарь юного физика. — М.: Педагогика, 1984.
  • Методика преподавания физики в 8 – 10 классах средней школы. Ч. 2/Под ред. В.П. Орехова, А.В. Усовой и др. – М.: Просвещение 1980.
  • Основы методики преподавания физики в средней школе./Под ред. А.В. Перышкина. – М.: Просвещение, 1983.
  • Яворский Б.М. Основные вопросы современного школьного курса физики. – М.: Просвещение 1980.
  • Школьникам о современной физике. Физика высоких энергий. – М.: Просвещение 1985.
  • Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов. М.: Просвещение, 1986.
  • Рымкевич А.П. Сборник задач по физике для 8-10 классов средней школы. – М.: Просвещение 1987.
  • Родина Н.А. Физика атомного ядра. (сборник иллюстраций) М. Просвещение 1976.
  • Электронный учебник. Программы ФИЗКОНА «Физика 7-11 классы» на 2-х CD. 2005.
  • Электронный учебник. 1С школа. «Физика 7-11 класс». 2005.
  • Электронный учебник. Библиотека электронных наглядных пособий. «Физика 7-11 класс» ГУРЦ ЭМТО «Кирилл и Мефодий», 2003.
  • Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия на 2-х CD. 2002.
  • Электронный учебник. Открытая физика 1.1. – М.: Физикон 2001.
  • Интернет сайты: km.ru, college.ru, krugosvet.ru и др.
  • Структура урока: 1. Организационный момент………………………5 мин.

    2. Создание презентаций и подготовка докладов ..……40 мин.

    3. Демонстрация презентаций……….…………………..40 мин.

    4. Заключительное слово учителя. Итог урока ………….5 мин.

    Ход урока.

    1.Организационный момент.

  • Приветствия учащихся.
  • Сообщение темы и целей урока.
  • Разделение класса на группы и распределение тем.
  • 2. Создание презентаций, подготовка докладов и решение учащимися задач.

    В силу большого объема изучаемого материала (физика) и самостоятельной подготовки компьютерных презентаций (информатика) урок проводится в 2 академических часа (спаренный урок).

    Для эффективной работы всего класса по данному разделу курса физики, весь класс делю на группы по 4-5 человек. Назначается старший в группе (числа наиболее сильных, активных учеников) и определяются ответственные: за поиск информации в Интернет, электронных учебниках и справочниках; — за создание презентации; — за подготовку докладов; решение задач.

    Например, в 11 классе нашей школы 21 ученик. Вот примерное распределение по группам:

    1. Овтина В., Чалдаева М., Овтин Д., Бояркин Ж., Мялькин Ж.

    2. Кшнякина О., Колжецова М., Овтин Ю., Чудаев Л.

    3. Якомаскина Ю., Тувина Л., Налдин Ж., Кудаев В.

    4. Сарайкина Ю., Десяева Л., Шишканов О., Якомаскин А.

    5. Щанкин Д., Попкова Т., Чалдаев Д., Ерусланкин Р.

    Каждая группа получает карточку — задание с темой для изучения и подготовки выступления. На карточке также имеется примерный план объяснения материала, возможные источники учебного, графического и моделируемого материала, задача на расчет энергетического выхода ядерной энергии.

    Содержание карточек.

    1. Методы наблюдения и регистраций элементарных частиц.

    1) Принцип действия приборов для наблюдения и регистрации элементарных частиц.

    2) Сцинтилляционные счетчики.

    3) Счетчик Гейгера.

    4) Камера Вильсона.

    5) Пузырьковая камера.

    6) Метод толстослойных фотоэмульсий.

    Задача. Найдите энергетический выход термоядерной энергии (в МэВ).

    Ресурсы: 1С Школа, программы Физикона, К&М школа, энциклопедия К&М, km.ru, college.ru, krugosvet.ru, локальная папка c графическим и текстовым материалом.: с20\d\Атомное ядро\.

    2. Радиоактивность.

    1) Открытие радиоактивности.

    2) Природа радиоактивных излучений

    3) Радиоактивные превращения.

    4) Закон радиоактивного распада.

    5) Изотопы.

    Задача. Найдите энергетический выход термоядерной энергии

    (в МэВ).

    Ресурсы: 1С Школа, программы Физикона, К&М школа, энциклопедия К&М, km.ru, college.ru, krugosvet.ru, локальная папка c графическим и текстовым материалом.: с20\d\Атомное ядро\.

    3. Ядерные реакции.

    1) Первые ядерные реакции.

    2) Открытие нейтрона.

    3) Строение атомного ядра.

    4) энергия связи.

    5) Примеры ядерных реакций.

    6) Деление ядер урана.

    7) Цепные ядерные реакции.

    8) Термоядерные реакции.

    Задача. Найдите энергетический выход термоядерной энергии

    (в МэВ).

    Ресурсы: 1С Школа, программы Физикона, К&М школа, энциклопедия К&М, km.ru, college.ru, krugosvet.ru, локальная папка c графическим и текстовым материалом.: с20\d\Атомное ядро\. Использовать анимации и модели CD 1C Школы.

    4. Ядерная энергетика.

    1) Ядерный реактор.

    2) Термоядерный реактор.

    3) Применение ядерной энергии в мирных целях.

    4) Ядерное оружие.

    5) Защита от радиоактивных излучений.

    Задача. Найдите энергетический выход термоядерной энергии

    (в МэВ).

    Ресурсы: 1С Школа, программы Физикона, К&М школа, энциклопедия К&М, km.ru, college.ru, krugosvet.ru, локальная папка c графическим и текстовым материалом.: с20\d\Атомное ядро\. Использовать анимации и модели CD 1C Школы.

    5. Из жизни творцов физики.

    1) Эрнест Резерфорд.

    2) Анри Беккерель.

    3) Династия Кюри.

    4) Энрико Ферми.

    5) Игорь Васильевич Курчатов.

    6) Андрей Дмитриевич Сахаров.

    Задача. Найдите энергетический выход термоядерной энергии

    (в МэВ).

    Ресурсы: 1С Школа, программы Физикона, К&М школа, энциклопедия К&М, km.ru, college.ru, krugosvet.ru, локальная папка c графическим и текстовым материалом.: с20\d\Атомное ядро\.

    В ходе создания презентаций и выступлений учителем деются необходимые рекомендации и указания, контролируется формирование материала.

    3. Выступления учащихся.

    После подготовки презентаций и докладов на втором уроке учащиеся делают выступления сопровождаемые демонстрацией презентаций, мультимедийных моделей и анимацией. Ниже приводится примерное (вкратце) содержание выступлений учащихся.

    1. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц.

    Физика элементарных частиц – сравнительно молодая область физической науки. Она выделилась из ядерной физики в пятидесятые годы двадцатого века.

    Предположение о дискретности строения вещества появилось еще в античности. Тогда же появился и термин "атом", что в переводе на русский язык означает неделимый. Этот термин сохраняется сегодня в науке чисто традиционно, поскольку современной физике известно множество субатомных (то есть — составляющих атомы) частиц. Некоторые из этих частиц, прежде всего — электрон, протон, нейтрон и фотон, — нам уже знакомы.

    СЦИНТИЛЛЯЦИЯ (от лат. scintillatio — мерцание), кратковременная вспышка люминесценции, возникающая в сцинтилляторах под действием ионизирующих излучений (напр., быстрых электронов).

    СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР (сцинтилляционный спектрометр), прибор для регистрации и спектрометрии частиц. Действие основано на возбуждении заряженными частицами в ряде веществ световых вспышек (сцинтилляций), которые регистрируются фотоэлектронными умножителями. Сцинтилляционные детекторы обладают высокой эффективностью регистрации нейтронов и g-квантов и быстродействием. Используются в телевизорах (светящийся при работе экран). Э. Резерфорд применил в опытах по рассеянию a- частиц.

    Газоразрядный счетчик Гейгера. Он используется, в основном, для регистрации электронов и g -квантов. Основа счетчика Гейгера — трубка, заполненная газом и снабженная двумя электродами, на которые подается высокое напряжение. Действие счетчика основано на ударной ионизации. Когда элементарная частица пролетает сквозь счетчик, она ионизирует газ, и ток через счетчик очень резко возрастает. Образующийся при этом на нагрузке импульс напряжения подается к регистрирующему устройству.

    Если счетчик Гейгера позволяет лишь фиксировать факт появления частицы, то камера Вильсона и пузырьковая камера дают возможность наблюдать след, который оставляют пролетающие частицы. Камеру Вильсона заполняют парами воды или спирта, а затем создают условия, в которых пар становится пересыщенным. Для этого резко опускают поршень, вызывая адиабатическое расширение пара. Элементарная частица, пролетая сквозь такую камеру, образует вдоль своей траектории ионы, которые затем выступают как центры конденсации: в них образуются капельки воды. Таким образом, частица оставляет за собой след, или как говорят, трек. Подобный след оставляет высоко летящий в небе самолет. Снимки этих капель и дают информацию о траектории частиц

    Действие пузырьковых камер основано на том, что они заполнены перегретой жидкостью, в которой появляются маленькие пузырьки пара на ионах, возникающих при движении быстрых частиц.

    Если фотоэмульсия содержит мельчайшие кристаллы бромистого серебра, то его атомы ионизируются при пролете элементарной частицы. Затем, когда фотопластинку проявляют, происходит химическая реакция восстановления серебра, и треки частиц становятся видимыми.

    2. Радиоактивность

    Изучая действие люминесцирующих веществ на фотопленку, французский физик Антуан Беккерель обнаружил неизвестное излучение. Он проявил фотопластинку, на которой в темноте некоторое время находился медный крест, покрытый солью урана. На фотопластинке получилось изображение в виде отчетливой тени креста. Это означало, что соль урана самопроизвольно излучает. За открытие явления естественной радиоактивности Беккерель в 1903 году был удостоен Нобелевской премии.

    РАДИОАКТИВНОСТЬ – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра, испуская при этом различные частицы: Всякий самопроизвольный радиоактивный распад экзотермичен, то есть происходитс выделением тепла.

    АЛЬФА-ЧАСТИЦА (a-частица)

    – ядро атома гелия. Содержит два протона и два нейтрона. Испусканием a-частиц сопровождается одно из радиоактивных превращений (альфа-распад ядер) некоторых химических элементов.

    БЕТА-ЧАСТИЦА

    – испускаемый при бета-распаде электрон. Поток бета-частиц является одним из видов радиоактивных излучений с проникающей способностью, большей, чем у альфа-частиц, но меньшей, чем у гамма-излучения.

    ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ (гамма-кванты)

    – коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны меньше 2×10–10м. Из-за малой длины волны волновые свойства гамма-излучения проявляются слабо, и на первый план выступают корпускулярные свойства, в связи с чем его представляют в виде потока гамма-квантов (фотонов).

    Время, за которое распадается половина из начального числа радиоактивных атомов, называют периодом полураспада.

    За это время активность радиоактивного вещества уменьшается вдвое. Период полураспада, определяется только родом вещества и может принимать разные значения — от нескольких минут до нескольких миллиардов лет.

    ИЗОТОПЫ

    – это разновидности данного химического элемента, различающиеся массовым числом своих ядер. Ядра изотопов одного элемента содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Имея одинаковое строение электронных оболочек, изотопы обладают практически одинаковыми химическими свойствами. Однако по физическим свойствам изотопы могут различаться весьма резко.

    Все три составляющие радиоактивного излучения, проходя через среду, взаимодействуют с атомами среды. Результатом этого взаимодействия является возбуждение или даже ионизация атомов среды, что в свою очередь инициирует протекание различных химических реакций. Поэтому радиоактивное излучение обладает химическим действием.

    Если же радиоактивному излучению подвергнуть клетки живого организма, то протекание реакций, инициированных радиоактивным излучением, может привести к образованию веществ, губительных для данного организма и в конечном итоге – к разрушению тканей. По этой причине воздействие радиоактивного излучения на живые организмы губительно. Большие дозы излучения могут привести к серьезным заболеваниям или даже к смерти.

    3. Ядерные реакции

    ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ – это превращения атомных ядер в результате взаимодействия друг с другом или какими-либо элементарными частицами. Для осуществления ядерной реакции необходимо, чтобы сталкивающиеся частицы сблизились на расстояние порядка 10–15м. Ядерные реакции подчиняются законам сохранения энергии, импульса, электрического и барионного зарядов. Ядерные реакции могут протекать как с выделением, так и с поглощением кинетической энергии, причем эта энергия примерно в 106 раз превышает энергию, поглощаемую или выделяемую при химических реакциях.

    Открытие нейтрона Д.Чедвиком в 1932 году

    В 1932 году немецкий физик В. Гейзенберг и советский физик Д.Д. Иваненко предложили протонно-нейтронную модель атомного ядра. Согласно этой модели, атомные ядра состоят из элементарных частиц – протонов и нейтронов.

    Ядерные силы очень мощные, но очень быстро убывают с увеличением расстояния. Они являются проявлением так называемого сильного взаимодействия. Особенностью ядерных сил является их короткодействующий характер: они проявляются на расстояниях порядка размера самого ядра. Физики в шутку называют ядерные силы "богатырем с короткими руками".

    Минимальную энергию, необходимую для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, называют энергией связи ядра.

    Эта энергия равна разности суммарной энергии свободных нуклонов и полной энергии ядра. Таким образом, суммарная энергия свободных нуклонов больше полной энергии ядра, состоящего из этих нуклонов.

    Очень точные измерения позволили зафиксировать тот факт, что масса покоя ядра всегда меньше суммы масс покоя составляющих его

    нуклонов на некоторую величину, называемую дефектом массы.

    Удельная энергия связи характеризует устойчивость ядер. Удельная энергия связи равна отношению энергии связи к массовому числу и характеризует устойчивость ядра. Чем больше удельная энергия связи, тем более устойчивым является ядро. График зависимости удельной энергии связи от количества нуклонов в ядре имеет слабо выраженный максимум в интервале от 50 до 60. Это говорит о том, что ядра со средними значениями массовых чисел, такие как железо, являются самыми устойчивыми. Легкие ядра обладают тенденцией к слиянию, а тяжелые к разделению.

    Примеры ядерных реакций.

    Цепные ядерные реакции.

    Термоядерные реакции – это ядерные реакции между легкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах (~108К и выше). При этом вещество находится в состоянии полностью ионизованной плазмы. Необходимость высоких температур объясняется тем, что для слияния ядер в термоядерной реакции необходимо, чтобы они сблизились на очень малое расстояние и попали в сферу действия ядерных сил. Этому сближению препятствуют кулоновские силы отталкивания, действующие между одноименно заряженными ядрами. Чтобы их преодолеть, ядра должны обладать очень большой кинетической энергией. После начала протекания термоядерной реакции вся энергия, потраченная на разогрев смеси, компенсируется энергией, выделяющейся в ходе протекания реакции.

    4. Ядерная энергетика.

    Использование ядерной энергии – важная научно-практическая задача. Устройство, позволяющее осуществлять управляемую ядреную реакцию, называют ядерным реактором. Коэффициент размножения нейтронов в реакторе поддерживается равным единице посредством введения или выведения из реактора регулирующих стержней. Эти стержни изготавливают из вещества, хорошо поглощающего нейтроны, — из кадмия, бора или графита.

    Основными элементами ядерного реактора являются:
    – ядерное горючее: уран-235, плутоний-239;
    – замедлитель нейтронов: тяжелая вода или графит;
    – теплоноситель для отвода выделяющейся энергии;
    – регулятор скорости ядерной реакции: вещество, поглощающее нейтроны (бор, графит, кадмий).

    Установка ТОКАМАК

    (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками)

    для использования термоядерной энергии

    1- сердечник трансформатора;

    2 – вакуумная камера;

    3 – первичная обмотка:

    4 — управляющие витки;

    5 – обмотка тороидального поля.

    Последствия применения ядерного оружия, как и последствия катастроф на ядерных реакторах, не ограничиваются огромными разрушениями. Зная, что период полураспада многих радиоактивных элементов длится многие сотни, тысячи, миллионы и даже миллиарды лет, можно представить себе, насколько долго сохранится радиоактивное загрязнение в районе ядерного взрыва. В случае же массированного применения ядерного оружия все живое на нашей планете может погибнуть.

    5. Из жизни замечательных физиков.

    РЕЗЕРФОРД Эрнст (1871-1937), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы, иностранный член-корреспондент РАН (1922) и почетный член АН СССР (1925). Директор Кавендишской лаборатории (с 1919). Открыл (1899) альфа- и бета-лучи и установил их природу. Создал (1903, совместно с Ф. Содди) теорию радиоактивности. Предложил (1911) планетарную модель атома. Осуществил (1919) первую искусственную ядерную реакцию. Предсказал (1921) существование нейтрона. Нобелевская премия (1908).

    Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии, в простой шотландской семье. Нам известно, что его дед Джордж Резерфорд жил в Шотландии и был колесным мастером. С детских лет Джордж занимался ремонтом кэбов и крестьянских телег. На Британских островах, как и во всей Европе, эта профессия высоко ценилась. Но, видимо, заработки были все-таки недостаточны, и Джордж решился на рискованный шаг – вместе с семьей отправиться в поисках счастья на далекие, таинственные острова Новой Зеландии.

    Уже в раннем детстве Эрнест с особым интересом, свойственным далеко не всем детям, наблюдал за полевыми работами и обработкой льна, которыми занимался его отец. Эрнест мог бы стать хорошим фермером и механиком. Но оказалось, что его ум и способности пригодны для других занятий.

    Начальную школу он окончил с рекордным количеством баллов: 580 из 600 возможных. Это позволило Эрнесту получить премию 50 фунтов стерлингов для продолжения образования. Это была немалая сумма.

    Следующий этап обучения – колледж в Нельсоне, куда Эрнест был принят в пятый класс. Учителя обратили внимание на его исключительные способности к математике. В школьном дневнике появилась запись: «Очень быстро соображающий и многообещающий математик, легко завоевавший первенство». Но математиком Резерфорд не стал.

    Добавим, что Резерфорд в этот период проявлял большой интерес к устройству различных машин и механизмов. Подобно юному Ньютону, он любил разбирать часы; правда, ему не всегда удавалось их вновь собрать и привести в действие. Отец часто брал его с собой на строительство водяных мельниц, которым он как механик руководил, и одаренный юноша с увлечением строил модели этих сооружений.

    В Кентерберийском университете Резерфорд участвовал в научных и общественно-политических студенческих дискуссиях – не только по вопросам физики, химии, механики, но также литературы, искусства, древнегреческой мифологии и даже алхимии. В 1891 году в университете образовалось студенческое научное общество. На его собраниях обычно выступали студенты с сообщениями на самые различные темы, после чего происходили дискуссии.

    На первом же заседании Резерфорд – тогда студент второго курса – выступил с докладом «Эволюция элементов». Название доклада показалось участникам странным, как, впрочем, и его суть. Резерфорд высказал предположение, что все химические элементы представляют собой сложные системы, состоящие из одних и тех же элементарных частиц. К этому предположению Резерфорд пришел совершенно самостоятельно. В то время атом считался неделимым – в физике господствовала теория Дальтона о неделимости атомов. Гипотеза Проута, согласно которой атомы всех элементов состоят из атомов водорода, к тому времени считалась опровергнутой и потому не включалась в курс обучения. Радиоактивность же – явление, которое могло вызвать сомнение в правильности теории Дальтона о неделимости атомов, – была открыта лишь через пять лет.

    Утверждения Резерфорда показались большинству участников собрания лишенными здравого смысла. Некоторые студенты даже выразили свою полную уверенность в абсурдности такого утверждения, правда, никто из этих самоуверенных молодых людей не стал впоследствии известным ученым в области естествознания.

    Резерфорд с отличием окончил университет, и тут перед ним возникла серьезная проблема: что делать дальше?

    Он становится преподавателем средней школы (хайскул) в Крайстчерче.

    Знакомя класс с новыми открытиями по магнетизму и электричеству, Резерфорд так увлекался, что подчас забывал о недостаточной подготовке своих учеников и учениц. В классе возникал страшный шум и беспорядок. Молодой учитель чаще всего не замечал этого. Если же он все-таки обращал внимание на происходящее вокруг, он выставлял из класса самого шумного ученика и требовал, чтобы тот принес журнал, куда он впишет ему единицу за поведение. Но ученики быстро научились злоупотреблять добротой и забывчивостью Резерфорда. Они поняли, что как только учитель вновь обратится к теме урока, можно будет свободно вернуться в класс без журнала и избежать наказания.

    Трудно сказать, как сложилась бы дальнейшая жизнь Резерфорда, если бы не одно событие, происшедшее через несколько месяцев после начала его учительской карьеры. Как-то он копал картошку в огороде. Это занятие было прервано приходом матери, сообщившей радостную весть: ему присуждена «стипендия 1851 года».

    Услышав о стипендии, Резерфорд бросил лопату и, рассмеявшись, воскликнул: «Это последняя картошка, которую я выкапываю».

    Стипендия присуждалась самым талантливым выпускникам провинциальных английских университетов. Она была учреждена в 1851 году из части доходов Всемирной выставки в Лондоне, размещенной в построенном для нее Хрустальном дворце (впоследствии уничтоженном пожаром). Стипендия представляла значительную по тем временам сумму и позволяла стипендиату проходить стажировку в течение 2…3 лет в одном или нескольких лучших университетах метрополии.

    Провинциальный юноша с университетским дипломом приехал по железной дороге из Лондона в Кембридж и отыскал здание Кевендишской лаборатории на улице Фрискул лэйн (где она находится и ныне). Резерфорд не был уверен, что директор этой знаменитой лаборатории прославленный ученый Джозеф Томсон согласится взять его к себе. Однако опасения рассеяла первая же встреча с Томсоном, который поразил молодого человека своей сердечностью, учтивостью и ученостью. Томсон очень внимательно выслушал Резерфорда и сказал, что ему нужны молодые сотрудники, особенно теперь, когда он приступает к серии новых экспериментов. Он планировал «мощное наступление» на малоисследованные проблемы. К ним Томсон относил, например, электрические разряды в газах, люминесценцию, рентгеновские лучи, только что открытые Конрадом Вильгельмом Рентгеном в провинциальном Вюрцбургском университете.

    Почти одновременно с Резерфордом Томсон принял в Кевендишскую лабораторию Джона Мак-Леннана, Таунсенда и Поля Ланжевена – будущего учителя Фредерика Жолио-Кюри.

    Забегая вперед, скажем, что Резерфорд долго работал в одной комнате с Ланжевеном и они стали друзьями на всю жизнь.

    Резерфорд рассказал Томсону о своих опытах с электромагнитными волнами, проведенных в Кентерберийском университете, и о построенном им приемнике, который он показывал Брэггу. Томсон предложил продолжить эти опыты. Резерфорд тотчас же приступил к экспериментам по распространению электромагнитных волн, используя свой приемник и другую изготовленную им самим, как это было принято в Кевендишской лаборатории, аппаратуру. В 1896 году Резерфорду удалось установить радиосвязь на расстоянии около 3 километров. Это было невиданно. Томсон остался вполне доволен своим практикантом.

    Впоследствии Томсон говорил, что профессор Резерфорд никогда не получал похвалы, которую он мог бы получить за свои работы по радиотелеграфии, выполненные в 1895 году в Кембридже. «Его успехи были так велики, что я с тех пор почувствовал себя виновным в том, что убедил его посвятить себя новой области физики, возникшей после открытия рентгеновских лучей».

    Резерфорд начал исследования рентгеновских лучей с проверки своего предположения о связи между рентгеновскими и беккерелиевыми лучами. Эта мысль пришла в голову Резерфорду по очень простой причине: и те и другие «лучи» производили ионизацию воздуха.

    Целый год работы показал, что сходства между рентгеновскими и беккерелиевыми лучами не существует. Резерфорд опроверг предположение Беккереля о том, что «урановое излучение» обнаруживает свойства света: на самом деле оно не подчинялось законам световой оптики.

    Но наиболее важным результатом Резерфорда было открытие альфа-частиц в составе излучения, испускаемого ураном. Резерфорд поместил урановый источник в сильное магнитное поле и разделил излучение на три различных его вида. Иными словами, он открыл тогда состав радиоактивности: альфа- и бета-частицы и гамма-излучение – то, что сегодня знает каждый школьник.

    Получив альфа-частицы, Резерфорд тотчас же сделал гениальное заключение, что именно они представляют собой мощный инструмент для проникновения в глубь атома. Как подтвердилось позднее, это было абсолютно правильно. В последующих работах Резерфорд широко использовал альфа-частицы в качестве снарядов, проникающих в сердце атома – атомное ядро.

    Открытие альфа-частиц триумфально завершает трехлетний период работы Резерфорда в Кевендишской лаборатории под руководством Джозефа Томсона.

    Выполненные в это время молодым ученым экспериментальные исследования радиоактивности урана и тория принесли ему довольно широкую известность в научных кругах Европы и Америки. В 1898 году он получил приглашение занять должность профессора Мак-Гиллского университета в Монреале – тогда лучшем высшем учебном заведении Канады.

    В рекомендации, отправленной Дж.Томсоном по почте в Монреаль, было сказано: «У меня никогда не было молодого ученого с таким энтузиазмом и способностями к оригинальным исследованиям, как г-н Резерфорд, и я уверен, что, если он будет избран, он создаст выдающуюся школу физики в Монреале… Я считал бы счастливым то учреждение, которое закрепило бы за собой Резерфорда в качестве профессора физики».

    Приехав в Канаду, Резерфорд сразу же приступил к исследованиям радиоактивности, начатым в Англии. Интуитивно он был убежден в их исключительной важности.

    Резерфорд открыл эманацию тория и доказал, что этот радиоактивный газ, выделяющийся из тория, представляет собой химический элемент, отличающийся от самого тория. Позднее он определил атомный вес эманации и показал, что она представляет собой благородный газ нулевой группы периодической системы Менделеева. Статья Резерфорда об эманации тория была напечатана в Англии в феврале 1900 года. В том же году он уехал в отпуск в Новую Зеландию.

    Итак, работы с торием позволили Резерфорду и Содди первыми объяснить механизм радиоактивного распада.

    Радиоактивный процесс нерегулируемый, ничто не может влиять на его ход. Содди писал в начале века: «…все могучие средства современной лаборатории – крайние пределы тепла, холода, давлений, энергичные химические реактивы, действие могучих взрывчатых веществ и самые сильные электрические разряды – не оказывают влияния на радиоактивность радия или на скорость его распада даже в самой ничтожной степени. Он черпает свои запасы энергии из неизвестного до наших дней источника и подчиняется еще не открытым законам. Есть что-то возвышенное в его отчужденности от окружающей среды и в его индифферентности к ней. Он как будто ведет свою родословную от миров, лежащих вне нас, питаемый тем же неугасимым огнем, движимый тем же лежащим вне нашего контроля механизмом, который поддерживает свет солнца в небесах в бесконечные периоды».

    После эманации тория Резерфорд открыл эманацию радия. Ученому было ясно, что радий, испуская альфа-частицы, превращается в новое активное вещество, подобное эманации тория. Открытие эманации радия – радона, который Резерфорд с помощью компрессора «ожижил», доказав этим, что радон – газ, окончательно подтверждало его теорию радиоактивного распада.

    Резерфорд своими работами создал Мак-Гпллскому университету известность во всем мире; провинциальное учебное заведение превратилось в крупнейший в то время мировой центр изучения радиоактивности. Однако самому Резерфорду казалось, что здесь его работы продвигаются недостаточно быстро отчасти из-за того, что круг его сотрудников сравнительно узок. Ему хотелось привлечь к своим исследованиям одаренных молодых ученых, окончивших лучшие европейские университеты: Кембриджский, Геттингенский, Сорбонну и другие. В те времена Канада казалась европейцам очень далекой страной. Трудно было уговорить молодого ученого отправиться туда для многолетней работы. Резерфорда не удовлетворяло такое положение. Еще в 1901 году он писал в Кембридж Дж.Томсону:

    В 1907 году Резерфорд с женой и шестилетней дочерью Эйлин-Мери переезжает из Канады в Англию. К этому времени он уже был не только членом Лондонского Королевского общества, но и лауреатом медали Румфорда, присуждаемой за выдающиеся научные заслуги.

    В Манчестерской лаборатории Резерфорд приступил к широким опытам по исследованию альфа-частиц методом подсчета их с помощью сцинтилляционного счетчика. Опыты начались в 1908 году после того, как Венская академия наук прислала 400 миллиграммов радия (через 20 лет Кембриджский университет заплатил за этот радий 3000 фунтов стерлингов). В этих утомительных и долгих опытах Резерфорду помогал Гейгер.

    Нобелевская премия была вручена Резерфорду 10 декабря. В тот же вечер в зале Стокгольмской городской ратуши состоялся банкет, на который было приглашено 800 гостей; здесь присутствовала и королевская семья. Отвечая на приветствия, Резерфорд шутливо сказал: «Я имел дело со многими разнообразными превращениями с разными периодами, но самым быстрым из всех оказалось мое собственное превращение в один момент из физика в химика».

    Теперь Резерфорд вместе с Гейгером и Марсденом приступил к задуманной им новой серии экспериментов. Результаты произвели переворот в физике. Это была наиболее драматическая глава в науке нашего времени. Резерфорд открыл атомное ядро и тем самым основал новую исключительно важную науку – ядерную физику.

    Что это были за эксперименты? Резерфорд и Гейгер на первых порах продолжили наблюдение сцинтилляций, вызываемых альфа-частицами при ударе о люминесцентный экран из сернистого цинка. Прежде всего опыты привели Резерфорда к заключению, что каждая вспышка (сцинтилляция) вызывается одной альфа-частицей. Таким образом оправдалось предположение, выдвинутое им в книге «Радиоактивные вещества и их излучение», изданной еще во время пребывания его в Канаде. Резерфорд писал тогда, что наблюдение сцинтилляций на экране из сернистого цинка представляет собой очень удобный способ счета частиц, если каждая частица вызывает вспышку. Следовательно, если каждая вспышка вызвана одной альфа-частицей, то перед физиками открывается возможность наблюдать за поведением отдельных атомов.

    Резерфорд и Гейгер визуально подсчитали, что в продолжение секунды из излучателя в одну тысячную грамма радия вылетает 130 тысяч альфа-частиц. Точность подсчета была безукоризненна. Оба ученых, к которым присоединился позднее Марсден, по многу часов проводили в затемненной лаборатории за утомительным счетом сцинтилляций. Гейгер рассказывал, что ему одному пришлось подсчитать в общей сложности миллион альфа-частиц.

    Открытие атомного ядра явилось важнейшим, принципиально новым моментом, меняющим прежние представления о строении атома. На этой основе родилась наука, значение которой теперь всем известно.

    Остановимся на некоторых подробностях. Вот как Резерфорд представлял себе атом. Атом в нормальном, неионизованном состоянии нейтрален, так как в целом он содержит столько же положительного электричества (заряд ядра), сколько и отрицательного (заряд электронов). Атом имеет z электронов, каждый с зарядом e. Следовательно, ядро атома должно иметь заряд +ze. Атомы элементов должны отличаться друг от друга количеством электронов, или, что то же самое, целым числом z единичных зарядов ядра. Число z, характеризующее химический элемент, было названо атомным номером. Позднее было подмечено, что это число оказалось порядковым номером элемента в периодической системе.

    В ядре сосредоточена вся масса атома. Это центральная область системы с трудно представляемым радиусом 10–12…10–13 сантиметра. Электроны же очень легкие частицы, масса которых в 1836 раз меньше массы протона – ядра атома водорода с наименьшим атомным номером z=1. Заряд протона равен заряду электрона, но имеет противоположный знак.

    За водородом в периодической системе расположен благородный газ гелий. Заряд ядра гелия в 2 раза больше заряда протона z=2. Заряд и масса ядра возрастают вместе с атомным номером элемента. Например, элемент уран с атомным номером 92 имеет ядро с электрическим зарядом в 92 раза большим, чем заряд ядра водорода – протона. Атомный вес урана близок к 238.

    Модель Резерфорда довольно хорошо объясняла структуру сложной системы атома. Но в ней имелись серьезные противоречия, которые Резерфорд хотя и хорошо понимал, объяснить не мог. Тогда ведь еще не было квантовой механики. Без нее многие противоречия не могли быть разрешены. Кроме того, не был открыт нейтрон, оказавшийся важным связующим звеном для объяснения структуры атома и происходящих в нем процессов.

    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.

    Учитель отмечает учащихся оценками и добрым словом и указывает домашнее задание: подготовиться к контрольной работе.

    Файлы: Задачи экологического содержания на уроках физики.doc
    Размер файла: 41472 байт.

    ( план – конспект урока 1 класс 5 класс. 6 класс 7 класс 8 класс 9 класс 10 класс Английский язык Литературное чтение Математика Музыка ОБЖ Окружающий мир Оренбургская область Физика ЦОР алгебра биология викторина внеклассное мероприятие география геометрия здоровье игра информатика история классный час конкурс конспект урока краеведение кроссворд литература начальная школа обществознание презентация программа проект рабочая программа русский язык тест технология урок химия экология