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Leben und Wirken

Herkunft und Ausbildung

Ernest Rutherford war das vierte von zwölf Kindern von James Rutherford (1838–1928) und dessen Frau Martha Thompson (um 1843– 1935). Sein Vater stammte aus dem schottischen Ort Dundee und war mit seinen Eltern nach Neuseeland immigriert, wo er am 29. März 1843 an Bord der Phoebe ankam. Seine in Hornchurch geborene Mutter kam mit ihrer verwitweten Mutter und ihren Großeltern an Bord der Bank of New Zealand am 3. Januar 1856 in Auckland an. Rutherfords Eltern heirateten am 28. April 1866 in Spring Grove, wo Rutherford auch geboren wurde.

Farmer / Lehrerin Erster Taranaki-Krieg

1876 zog die Familie nach Foxhill. Ab März 1877 besuchte Rutherford die dortige, von Henry Ladley geleitete, Primary School. Vor und nach der Schule musste er wie seine Geschwister auf der Farm seiner Eltern mithelfen. 1883 zog die Familie nach Havelock, wo der Vater am Ruakaka-Fluss eine Flachsmühle errichtete und betrieb. Sein Lehrer in Havelock , Jacob Reynolds, hatte eine besondere Leidenschaft für Latein. Aus wirtschaftlichen Gründen musste die Familie fünf Jahre später noch einmal umziehen, diesmal nach Pungarehu auf der neuseeländischen Nordinsel. Hier betätigte sich Rutherfords Vater erneut als Flachsmüller. Von 1887 bis 1889 besuchte Rutherford mit Hilfe eines Stipendiums des Marlborough Education Boards das Nelson College. Dort spielte er in der Rugby-Mannschaft und war 1889 Schulsprecher. Der Lehrer für Mathematik und Naturwissenschaften William Still Littlejohn (1859–1933) förderte Rutherfords Interesse für dieses Gebiete.

Studium und erste Forschung am Canterbury College

1889 gewann Rutherford eines der zehn landesweit zur Unterstützung für den Besuch an einem College der University of New Zealand vergebenen Stipendien. Ab Februar 1890 studierte er am Canterbury College in Christchurch, einer Einrichtung die damals lediglich sieben Professoren beschäftigte, die etwa 150 Studenten unterrichteten. Der Professor für Mathematik und Naturphilosophie Charles Henry Herbert Cook (1843–1910) förderte Rutherfords mathematische Begabung, während der Professor für Chemie Alexander William Bickerton (1842–1929), der ebenfalls Physik unterrichtete, Rutherfords Interesse für die Physik weckte. Er spielte Rugby und beteiligte sich an den Aktivitäten der „Dialectic Society“, einem studentischen Debattierclub. 1892 bestand Rutherford die Prüfungen für den Bachelor of Arts in den Fächern reine Mathematik, Latein, angewandte Mathematik, Englisch, Französisch und Physik. Im darauffolgenden Jahr erwarb er den Grad eines Master of Arts mit hervorragende Leistungen in Mathematik und mathematischer Physik sowie Naturwissenschaften.

1894 erhielten Rutherford und sein Kommilitone John Angus Erskine (1873–1960) die Erlaubnis eine Garderobe im Keller des Canterbury College für ihre Experimente zu benutzen. Rutherford untersuchte den Einfluss von hochfrequenten Hertzschen Wellen auf die magnetischen Eigenschaften von Eisen, die er durch die Entladung einer Leidener Flasche erzeugte. Er konnte im Gegensatz zur vorherrschenden Auffassung nachweisen, dass Eisen bei diesen sehr schnellen Schwingungen magnetisiert wird. Außerdem stellte er fest, dass stark magnetisierte Eisennadeln durch diese Art von Schwingungen etwas entmagnetisiert werden. Auf diesem Effekt aufbauend gelang es Rutherford Hertzsche Wellen in einer Entfernung von bis zu 20 Metern nachzuweisen. Die Ergebnisse seiner ersten experimentellen Arbeiten wurden in den Transactions of the New Zealand Institute veröffentlicht.

1894 erwarb Rutherford den Abschluss als Bachelor of Science. Außerdem bewarb er sich um den Neuseeland zur Verfügung gestellten Platz des aus den Überschüssen der Great Exhibition von 1851 in London finanziertem Stipendiums, dem „1851 Exhibition Scholarship“. Die Bewertungskommission entschied sich für den zweiten Kandidaten, den Chemiker James Scott Maclaurin (1864–1939) vom Auckland University College. Maclaurin lehnte das Stipendium ab, da ihm die Vergabebedingungen nicht zusagten, so dass Rutherford Nutznießer des Stipendiums wurde.

Während dieser Zeit wohnte Rutherford im Haus der verwitweten Mary Kate De Renzy Newton, einer Sekretärin der Woman’s Christian Temperance Union. Dort lernt er ihre Tochter und seine spätere Frau Mary „May“ Georgina Newton (1876–1945) kennen.

Forschungsstudent am Cavendish-Laboratorium in Cambridge

• 150 Pfund Sterling Stipendium
• Am 1. August 1895 verließ er mit einem Dampfschiff von Wellington aus Neuseeland.
• Zwischenstopp William Henry Bragg Empfehlungsschreiben University of Adelaide, führte Detektor vor
• erreichte am 20. September 1895 an Bord der S.S. Himalaya London

Im Oktober 1895 begann Rutherford seine Tätigkeit am von Joseph John Thomson geleiteten Cavendish-Laboratorium der University of Cambridge. Gemeinsam mit John Sealy Townsend gehörte er zu den ersten Forschungsstudenten, die nicht zuvor in Cambridge ausgebildet wurde und von den kurz zuvor geänderten Zulassungsbedingungen profitierten. Seine ersten Experimente in Cambridge beschäftigten sich mit der Verbesserung der Empfindlichkeit seines Detektor für elektromagnetische Wellen. Robert Stawell Ball, der hoffte auf diese Weise einmal Leuchttürme und Feuerschiffe mit der Küste zu verbinden zu können, ermutigte ihn darin. Im Februar 1896 hatte Rutherford das Verfahren so weit verbessert, dass er die ausgesandten Radiowellen in einer Entfernung von etwa einer halbe Meile nachweisen konnte. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden im Juni 1896 vor der Royal Society verlesen. Bei seinem Vortrag im September vor der British Association for the Advancement of Science erfuhr Rutherford, dass Guglielmo Marconi Radiowellen in einer Entfernung von 1 1/2 Meilen nachgewiesen hatte. Zu diesem Zweitpunkt hatte sich Rutherford allerdings längst einem neuen Thema zugewandt. Zu Beginn des Oster-Semesters 1896 hatte Thomson Rutherford vorgeschlagen, ihn bei seinen Untersuchungen der elektrischen Leitfähigkeit von Gasen zu unterstützen. Sie benutzten die wenige Monate zuvor entdeckten Röntgenstrahlen, um die Leitfähigkeit in den Gasen auszulösen. Rutherford entwickelte die experimentellen Techniken um die Rekombinationsrate und die Geschwindigkeiten der unter der Einwirkung der Röntgenstrahlen entstehenden Ionen zu messen.

• Ultraviolettstrahlung

Nach zwei Jahren in Cambridge erhielt Rutherford 1897 den „B. A. Research Degree“. Durch Thomson Fürsprache wurde ihm 1898 das auf £250 pro Jahr dotierte Coutts-Trotter-Fellowship des Trinity College zugesprochen, dass es ihm ermöglichte ein weiteres Jahr in Cambridge zu verbringen.

der Radioaktivität Uran ausgehenden Strahlung α- und β-Strahlung

Macdonald-Professor an der McGill-Universität in Montréal

...

Als Hugh Longbourne Callendar im Mai 1898 seinen Lehrstuhl für Experimentalphysik an der McGill University aufgab, riet der Macdonald-Professor für Physik John Cox (1851–1923) dem Leiter der Universität William Peterson (1856–1921) am Cavendish-Laboratorium nach einem Nachfolger zu suchen. Thomson empfahl Rutherford, der nach mehrtägiger Bedenkzeit zusagte.

am 24. Februar 1893 erföffnete

• Ankunft September 1898 in Montreal
• William Christoper Macdonald (1831–1917)

• R. B. Owens = Robert Bowie Owens (1870–1940) McGill's professor of electrical engineering, en:Robert_Bowie_Owens
• R. K. McClung = Robert Kenneth McClung (1874–1960)
• H. T. Brooks = Harriet T. Brooks
• S. J. Allen = Samuel Allan?
• F. Soddy = Frederick Soddy
• S. G. Grier
• A. Grier = Arthur Grier - The Griers: pioneers in America and Canada, 1816-1991 ? - eher nicht
• H. L. Cooke = Hereward Lester Cooke (1879–1946) [2] [3]
• H. T. Barnes = Howard Turner Barnes (1873–1950) [4]
• B. B. Boltwood = Bertram Borden Boltwood
• O. Hahn = Otto Hahn

S. 19-20

• unbeständige Strahlungsquellen Offenen Gefäßen
• Emanation von Thorium entdeckt Juli 1899, veröffentlicht Januar/Februar 1900
• Erster Artikel aus dem Oktober 1899 ans Philosophical Magazine => Jan 1900
• Von Owens beobachtete Effekt müsse von irgendeinen Art radioaktiver Teilchen ausgehen, der der Thoriumverbindung entstammten, nannte sie Emanation
• Diffusionseigenschaften deuteten darauf hin, dass sich die Emanation wie ein Gas verhält und wie Ihre Teilchen wie Ionisationszentren.
• Zerfallskurve exponentielle Form, Aktivität verminderte sich innerhalb von etwa einer Minute auf die Hälfte.
• Feiner Staub oder Dampf konnte er experimentell ausschließen
• 1901 Einfluß der Temperatur Physikalische Zeitschrift: Zunahme bis etwa zur Rotglut, bei Weißglut irreversibel verschwunden
• 1901 mit Harriet T. Brooks versuchten das Molekulargewicht der Emanation zu bestimmen, ca. 100 (Radium?)
• Chemiker Frederick Soddy Zusammenarbeit ab Oktober 1901
• Erste Arbeit im Dezember 1901 fertiggestellt und im April des Folgejahres veröffentlicht „The Radioactivity of Thorium Compounds“
  • Deemanation gibt es nicht
  • Emanation ist ein spezifische Eigenschaft des Thoriums
  • Alle drei Emanationen waren unreaktiv und zu Argon-Familie (Edelgase)
• Note on the condensation points of thorium and radium emanations
• Kondensation Kondensationspunkt => Materielle Natur der Eman.
• Umwandlung eines Elementes in ein anderes (Transmutation)
• Frage ob die Emanation von Thorium selbst oder von einem fremden Bestandteil im Thorium ausgeht
• Mit einem einfachen chemischen Verfahren trennten sie vom Thorium einen Bestandteil ab, den sie Thorium X (²²⁴Ra) nannten und dessen

spezifische Aktivität eintausend mal höher war, während der Ausgangsstoff nur noch halb so aktiv war. Nach einem Monat .. Sie stellten fest, dass das abgetrennte Thorium X die Quelle der Emanation war.

• Säkulares Gleichgewicht
• … 2. Paper
• Emanation X (später wieder verworfen), die von Thorium und Radium unterschieden sich in chem. Und anderen Eigenschaften
• Absorption => Energie und Art der Strahlung
• Ablenkung durch magnetische oder elektrische Felder
• Zerfallsreihe

Sammelsurium

• Albert Einstein: „[Ernest Rutherford is …] a second Newton.“
• „It is given to but few men to achieve immortality, still less to achieve Olympian rank, during their own lifetime. In a generation that witnesses one of the greatest revolutions in the entire history of science [Ernest Rutherford] was universally acknowledged as the leading explorer of the vast infinitely complex universe within the atom, a universe that he was first to penetrate.“

Literatur

• Edward Andrade: When Rutherford worked on radio. In: New Scientist. 6. Februar 1964, S. 358–360 (online).
• John Campbell: 1905, Rutherford, Canada and all that. In: Physics in Canada/La Physique au Canada. Band 61, Nummer 1, 2005, S. 21–27 (PDF).
• John Campbell: Rutherford and the Nobel Prize. In: Physics in Canada/La Physique au Canada. Band 64, Nummer 1, 2009, S. 13–18 (PDF).
• S. Devons: Rutherford and the Science of His Day. In: Notes and Records of the Royal Society of London. Band 45, Nummer 2, 1991, S. 221–242 (doi:10.1098/rsnr.1991.0020 1743-0178).
• Cecilia Jarlskog: Lord Rutherford of Nelson, his 1908 Nobel Prize in Chemistry, and why he didn't get a second prize. In: Journal of Physics: Conference Series. Band 136, Teil 1, 2008, S. 012001 (doi:10.1088/1742-6596/136/1/012001).
• W. Marx, M. Cardona, D. J. Lockwood: Rutherford’s impact on science over the last 110 years: a bibliometric analysis. In: Physics in Canada/La Physique au Canada. Band 67, Nummer 1, 2011, S. 35–40 (PDF).
• Alfred Romer: Proton or prouton?: Rutherford and the depths of the atom. In: American Journal of Physics. Band 65, Nummer 8, 1997, S. 707–716 (doi:10.1119/1.18640).
• A. S. Russell: Lord Rutherford: Manchester, 1907-19: a Partial Portrait. In: Proceedings of the Physical Society. Section A. Band 64, Nummer 3, 1951, S. 217–225 (doi:10.1088/0370-1298/64/3/301).
• Erich Vogt: Rutherford’s Legacy to Canada. In: Physics in Canada/La Physique au Canada. Band 67, Nummer 3, 2011, S. 155–160 (PDF).

Radon

• J. Mc Laughlin: An historical overview of radon and its progeny: applications and health effects. In: Radiation Protection Dosimetry. Band 152, Nummer 1–3, S. 2–8 (doi: 10.1093/rpd/ncs189).
• James L. Marshall, Virginia R. Marshall: Ernest Rutherford, the 'True Discoverer' of Radon. In: Bulletin for the History of Chemistry. Band 28, Nummer 2, 2003, S. 76–83 (PDF).
• Marelene F. Rayner-Canham, Geoffrey W. Rayner-Canham: Rutherford, the 'True Discoverer' of Radon. In: Bulletin for the History of Chemistry. Band 29, Nummer 2, 2004, S. 89–90 (PDF).

Kurzbiografien in Lexika

• Lawrence Badash: Rutherford, Ernest, Baron Rutherford of Nelson (1871–1937). In: Henry Colin Gray Matthew, Brian Harrison (Hrsg.): Oxford Dictionary of National Biography, from the earliest times to the year 2000 (ODNB). Band 48: Rowell–Sarsfield. Oxford University Press, Oxford 2004, ISBN 0-19-861398-9; (Lizenz erforderlich), Stand: 2008.
• Lawrence Badash: Rutherford, Ernest. In: Complete Dictionary of Scientific Biography. Band 12, Charles Scribner’s Sons, Detroit 2008, S. 25–36 (online).
• John Campbell: Rutherford, Ernest. In: The Dictionary of New Zealand Biography. Band 3: 1901–1920, Allen & Unwin, Wellington 1996 (online).

Biografisches

• R. H. Cragg: Lord Ernest Rutherford of Nelson (1871–1937). In: Royal Institute of Chemistry, Reviews. 1971, Band 4, Nummer 2, S. 129–145 (doi:10.1039/RR9710400129).
• Ernest Marsden: The Rutherford Memorial Lecture, 1954. Rutherford-His Life and Work, 1871-1937. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A.. Band 226, 1954, S. 283–305 (doi:10.1098/rspa.1954.0254).
• Arthur Stewart Eve, James Chadwick: Lord Rutherford. 1871–1937. In: Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. Band 2, Nummer 6, 1938, S.395–423 (doi:10.1098/rsbm.1938.0025).

Weblinks

• John Campbell: Ernest Rutherford - Scientist Supreme.
• Simon Clarke: Rutherford at Canterbury University College. In: The Rutherford Journal. The New Zealand Journal for the History and Philosophy of Science and Technology.
• Rutherford’s Nuclear World: The Story of the Discovery of the Nucleus. Website des American Institute of Physics.