เออร์เนส รัทเธอร์ฟอร์ด : Ernest Rutherford

เกิด        วันที่ 30 สิงหาคม ค.ศ.1871 ที่ประเทศนิวซีแลนด์ (New Zealand)
เสียชีวิต วันที่ 19 ตุลาคม ค.ศ.1937 ที่กรุงลอนดอน (London) ประเทศอังกฤษ (England)
ผลงาน   - ค้นพบทฤษฎีอะตอม
             - ได้รับรางวัลโนเบล สาขาเคมี ในปี ค.ศ.1909 จากการค้นพบแอลฟาทำลายอะตอม และการศึกษากัมมันตภาพรังสี
             - สร้างเครื่องไฮโดรโฟน (Hydrophone)
             - ค้นพบทฤษฎีครึ่งชีวิต (Half Life) ของสารกัมมันตรังสี

        รัทเธอร์ฟอร์ดเกิดเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม ค.ศ.1871 ที่ประเทศนิวซีแลนด์ บิดาของเขาเป็นชาวสก๊อต มีอาชีพเป็นเกษตรกรทำ
ไร่ป่าน และมีโรงงานเกี่ยวกับป่าน ส่วนมารดาของเขาเป็นครูในโรงเรียนแห่งหนึ่งในนิวซีแลนด์ เขาเริ่มการศึกษาขั้นต้นที่โรงเรียน
เนลสันคอสีเกทรัทเธอร์ฟอร์ดฉายแววความฉลาดหลักแหลมมาตั้งแต่ยังเด็กเขาสามารถสร้างสิ่งประดิษฐ์หลายชิ้นขึ้นตามหนังสือที่
เขาอ่าน เช่น กล้องถ่ายรูป ระมัดวิดน้ำและนาฬิกา เป็นต้น หลังจากจบการศึกษาขั้นต้นแล้ว เขาได้เรียนต่อที่วิทยาลัยแคนเทอร์เบอรี่
ในประเทศนิวซีแลนด์ และสอบชิงทุนเพื่อเรียนต่อต่างประเทศได้ ดังนั้นในปี ค.ศ.1894 เขาได้เดินทางไปยังประเทศอังกฤษ
เพื่อเข้าเรียนในวิชาฟิสิกส์ ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ในระหว่างที่เขาเรียนอยู่ในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เขามีโอกาสได้เข้าทำงานใน
ห้องทดลองฟิสิกส์คาเวนดิช ในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ในตำแหน่งผู้ช่วยของเซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมป์สัน (Sir Joseph John
Thomson) ในระหว่างเขาทำงานอยู่ในห้องทดลองคาเวนดิช เขามีโอกาสได้ทำวิจัย และงานวิจัยของเขาทำให้เขาได้รับปริญญา
โดยไม่ต้องเข้าเรียน หรือสอบตามหลักสูตร

        การค้นคว้าทดลองเกี่ยวกับสารกัมมันตภาพรังสีเป็นที่แพร่หลายอย่างมากในช่วยนั้น รัทเธอร์ฟอร์ดก็เป็นผู้หนึ่งที่ให้ความสนใจ
งานด้านนี้ด้วย แต่เนื่องจากมีงานอื่นค้างอยู่เขาจึงยังไม่ได้ทำการทดลองค้นคว้าอย่างจริงจัง รัทเธอร์ฟอร์ดประดิษฐ์เครื่องดีเทคเตอร์
ชนิดหนึ่งได้ ต่อมาเข้าได้ประดิษฐ์เครื่องมือที่สื่อสารชนิดไร้สายขึ้น และสามารถส่งข้อความได้ไกลกว่า 1 กิโลเมตร ต่อมาเขาทำการ
ค้นคว้าเกี่ยวกับเรื่องการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในอะตอม รังสีอัลตราไวโอเลต เป็นต้น

         ต่อมาเขาได้ทำการค้นคว้าเกี่ยวกับรังสีที่เกิดจากธาตุยูเรเนียม ซึ่งรัทเธอร์ฟอร์ดคิดว่ารังสีนั้นน่าเป็นพลังงานอย่างหนึ่ง ที่ไม่ใช่
เป็นเพียงแสงสว่างธรรมดาเท่านั้น และการค้นพบครั้งแรกของเขาก็เกิดขึ้นในปี ค.ศ.1898 รัทเธอร์ฟอร์ดค้นพบรังสีที่แผ่ออกมาจาก
ธาตุยูเรเนียม 2 ชนิด คือรังสีคลื่นยาวที่ให้พลังงานต่ำ ซึ่งเขาเรียกว่า "รังสีเบต้า" และรังสีคลื่นสั้น ที่ให้พลังงานสูง เรียกว่า
"รังสีแอลฟา" และจากผลงานชิ้นนี้ในปี ค.ศ.1899 รัทเธอร์ฟอร์ดได้รับการคัดเลือกให้เข้ารับตำแหน่งศาสตราจารย์ฟิสิกส์ ประจำ
มหาวิทยาลัยแมคกลีย์ มอนทรีล ประเทศแคนาดา

         ในระหว่างที่เขาทำงานอยู่ที่นี่ เขาได้ทำการค้นคว้าเกี่ยวกับเรื่อยูเรเนียม ซึ่งเป็นเรื่องที่เขาตั้งใจไว้นานแล้วแต่ยังไม่มีโอกาส
จากการศึกษาค้นคว้ารัทเธอฟอร์ดพบว่า ยูเรเนียมสามารถแผ่กัมมันตภาพรังสีออกมาได้ โดยร่วมมือกับศาสตราจารย์รัทเธอร์ฟอร์ด
พบว่า ยูเรเนียมสามารถแผ่กัมมันตภาพรังสีออกมาได้ โดยร่วมมือกับศาสตราจารย์เคมีเฟรดเดอริค ดับบลิวซอดดี้ในการค้นคว้า ถึง
แม้ว่ารัทเธอร์ฟอร์ดจะมีห้องทดลอง และอุปกรณ์ที่ทันสมัย แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จในการค้นคว้า ทำให้เขาต้องเขาค้นคว้าเกี่ยวกับ
ธาตุทอเรียมแทนจากการค้นคว้ารัทเธอร์ฟอร์ดพบว่า การแผ่รังสีของธาตุทอเรียม ไม่คงที่และเป็นสารที่พอจะหาได้ในพื้นโลก

         ในปี ค.ศ.1900 รัทเธอร์ฟอร์ดได้เดินทางกลับบ้านที่ประเทศนิวซีแลนด์ และได้แต่งงานกับแมรี่ นิวตัน จากนั้นไม่นานเขาก็ได
้เดินทางกลับประเทศแคนาดา และทำการทดลองเกี่ยวกับธาตุทอเรียมต่อไป และพบว่าการแผ่รังสีของสารที่ได้จากการแยกตัวของ
ทอเรียม เกิดจากอะตอมของสารนั้นนั่นเอง เขาได้เขียนรายงานเรื่องนี้ลงในนิตยสารชื่อว่า Philosophical Magazine

         รัทเธอร์ฟอร์ดยังคงทำการค้นคว้าการแผ่รังสีของสารกัมมันตภาพรังสีต่อไป และพบว่าการแผ่รังสีประกอบไปด้วยรังสีหลาย
ชนิด ชนิดหนึ่งของรังสีที่เคลื่อนไหวเร็วเป็นอนุภาคของประจุบวก รัทเธอร์ฟอร์ดเรียกรังสีชนิดนี้ว่า "รังสีแอลฟา" และเรียกอนุภาค
ว่า "อนุภาคแอลฟา" ต่อมาจึงพอว่าอนุภาคแอลฟาหนักเป็นสี่เท่าของอะตอมไฮโดรเจน ส่วนรังสีที่ 2 ที่พบ เป็นอนุภาคที่เร็วกว่าแผ่
พุ่งออกมาเป็นประจุชนิดลบ เรียกว่า "รังสีเบต้า" และอนุภาคที่ประกอบขึ้น เรียกว่า "อนุภาคเบต้า" และอนุภาคเบต้านี้เป็นอิเล็กตรอน
ซึ่งเครื่องที่รวดเร็วนั่นเองสิ่งสำคัญอีกอย่างหนึ่งที่รัทเธอร์ฟอร์ดค้นพบเกี่ยวกับธาตุกัมมันตรังสี คือ การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
โดยการสลายตัวนี้จะเป็นไปตามระยะเวลา และเป็นครึ่งหนึ่งของจำนวนอะตอมที่มีอยู่ในสารกัมมันตรังสีเหล่านั้น หรือที่รู้จักกันดีใน
ชื่อทฤษฎีครึ่งชีวิต ซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับการค้นคว้าด้านธรณีวิทยาในการคำนวณหาอายุหรือความเก่าแก่ของแร่ หรือหินชนิด
ต่าง ๆ ได้ อย่างถูกต้องและแม่นยำ อีกทั้งยังล้มล้างทฤษฎีของลอร์ดเคลวินที่กล่าวเกี่ยวกับการเย็นตัวของโลกว่า ใช้เวลาเพียง 2-3
ล้านปีเท่านั้นแต่รัทเธอร์ฟอร์ดได้พิสูจน์ให้เห็นจากการทำให้แร่กัมมันตรังสีเกิดความร้อน และปล่อยให้เย็นตัวลง จากการเปรียบเทียบ
จากหลักการทางคณิตศาสตร์พบว่าโลกต้องใช้เวลานานกว่า 100 ล้านปี ในการเย็นตัว จากผลงานชิ้นนี้ในปี ค.ศ.1903 รัทเธอร์ฟอร์ด
ได้รับเชิญเข้าเป็นสมาชิดของราชสมาคมแห่งกรุงลอนดอน (Royal Society of London) และในปีต่อมา เข้าได้ตีพิมพ์หนังสือ
ออกมาเล่มหนึ่งชื่อว่า การแผ่รังสีของสารกัมมันตภาพ

         ในปี ค.ศ.1907 รัทเธอร์ฟอร์ดได้เดินทางไปยังมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ เพื่อทำการค้นคว้าเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม
โดยงานชิ้นนี้เขาได้เริ่มต้นจากการวัดการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีในขณะนั้นสามารถตรวจนับได้จากเปลวของแสง เมื่อการ
แผ่รังสีกระทบกับจอแสง ซึ่งต้องอาศัยกล้องจุลทรรศน์ และห้องก็ต้องมืดสนิท รัทเธอร์ฟอร์ดเห็นว่าวิธีการนี้เสียเวลามาก เขาจึง
สร้างเครื่องตรวจนับขึ้น โดยการทำหลอดที่มีอนุภาคแอลฟาหรือเบต้า เครื่องมือชนิดนี้จะจับอาการเต้นของเปลวแสง เครื่องมือ
ชนิดนี้ชื่อว่า ไกเกอร์เคาน์เตอร์ (Gyger Counter) ซึ่งตั้งตามชื่อฮันท์ ไกเกอร์ (Hunt Gyger) ผู้ช่วยชาวเยอรมัน ผู้ประดิษฐ์
เครื่องมือชนิดนี้ตามคำแนะนำของรัทเธอร์ฟอร์ด จากเครื่องมืออันนี้เขาสามารถนับการสลายตัวของเรเดียม 1 กรัมต่อวินาที
ได้อย่างถูกต้องแม่นยำและรวดเร็ว

         ในปี ค.ศ.1908 รัทเธอร์ฟอร์ดได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี จากผลงานการค้นคว้าสมบัติของสารกัมตมันภาพรังสีทางเคมี
ในปี ค.ศ.1904

         ในปี ค.ศ.1911 รัทเธอร์ฟอร์ดได้ตีพิมพ์ผลงานเกี่ยวกับการค้นพบนิวเคลียสออกมา โดยมีรายละเอียดเกี่ยวกับนิวเคลียสว่า
นิวเคลียสมีขนาดเล็กกว่าอะตอมถึง 10,000 เท่า และในนิวเคลียสก็มีมวลของอะตอมเกือบทุกมวล ผลงานชิ้นนี้เกิดขึ้นจาก การทดลองให้อนุภาคของแอลฟาและเบต้าผ่านแผ่นทองคำบาง ๆ ก่อนจะเข้าหลอดวัด เขาพบว่ามีอนุภาคบางส่วนกระโดดเป็น
จังหวะจากแผ่นทองคำ ซึ่งน่าจะเกิดจากการกระทบกับแผ่นทองคำนั่งเอง เมื่อเป็นเช่นนี้รัทเธอร์ฟอร์ดจึงพยายามหาคำตอบ และทำ
การทดลองซ้ำไปซ้ำมาหลายครั้ง จนในที่สุดก็พบว่า ส่วนที่กระทบกับโลหะก็คือ นิวเคลียส หรือแกนกลางของอะตอมนั่นเอง

        ผลงานของเขายังไม่หมดเพียงเท่านี้ ในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 1 รัทเธอร์ฟอร์ดได้รับการแต่งตั้งจากรัฐบาลอังกฤษ
ให้ดำรงตำแหน่งหัวหน้าคณะนักวิทยาศาสตร์ในการสร้างเครื่องไฮโดรโฟน (Hydrophone) สำหรับฟังเสียงเรือดำน้ำของ
ฝ่ายศัตรู ซึ่งก็ประสบความสำเร็จเป็นอย่างดี หลังจากสงครามโลกครั้งที่ 1 ยุติลง รัทเธอร์ฟอร์ดได้กลับมาทำงานด้านวิทยาศาสตร์
และการค้นคว้าเกี่ยวกับสารกัมมันตรังสี รังสีแอลฟา เบต้า และนิวเคลียส ซึ่งทั้งหมดนี้มีความสัมพันธ์กัน และเกี่ยวโยงไปยังอะตอม
ของไนโตรเจน ซึ่งถือได้ว่ารัทเธอร์ฟอร์ดเป็นผู้บุกเบิกแนวทางให้กับนักฟิสิกส์รุ่นต่อมา ในช่วงบั้นปลายชีวิตของรัทเธอร์ฟอร์ด
เขาได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์คาเวนดิช (Cavendish Professor) ซึ่งถือได้ว่าเป็นเกียรติอย่างมาก
สำหรับตัวเขา รัทเธอร์ฟอร์ดทำงานอยู่ในตำแหน่งนี้จนกระทั่งเสียชีวิตในวันที่ 19 ตุลาคม ค.ศ.1937