Henry Moseley - Henry Moseley
Henry Moseley | |
|---|---|
.jpg) 1914 yılında Moseley
| |
| Doğmak |
Henry Gwyn Jeffreys Moseley
23 Kasım 1887 |
| Öldü | 10 Ağustos 1915 (27 yaşında) |
| Ölüm sebebi | Eylemde öldürüldü |
| Milliyet | İngilizce |
| Vatandaşlık | ingiliz |
| Eğitim |
Yaz Tarlaları Okulu Eton Koleji |
| gidilen okul |
Trinity Koleji, Oxford Manchester Üniversitesi |
| Bilinen | Atom numarası , Moseley yasası |
| Ödüller | Matteucci Madalyası (1919) |
| Bilimsel kariyer | |
| Alanlar | fizik , kimya |
| etkiler | Ernest Rutherford |
Henry Gwyn Jeffreys Moseley ( / m oʊ z l i / ; 1887 23 Kasım - 1915 10 Ağustos) bir İngiliz idi fizikçi Uluslararası güce karşı, bilimin ait fiziği önceki ampirik ve fiziksel yasalardan aklanmaydı kimyasal kavramı atom sayı . Bu , X-ışını spektrumlarında Moseley yasasını geliştirmesinden kaynaklandı .
Moseley yasası , Bohr teorisinin yeniden üretmek için tasarlandığı hidrojen atomu spektrumunun yanı sıra Niels Bohr'un teorisi lehine ilk deneysel kanıtı sağlayarak atom fiziği, nükleer fizik ve kuantum fiziğini geliştirdi. Bu teori , atomun çekirdeğinde periyodik tablodaki (atom) sayısına eşit sayıda pozitif nükleer yük içerdiğini öne süren Ernest Rutherford ve Antonius van den Broek'in modelini geliştirdi . Bu, bugün kabul edilen model olmaya devam ediyor.
Ne zaman I. Dünya Savaşı patlak Batı Avrupa'da , Moseley yaptığı araştırma çalışmalarını bıraktı Oxford Üniversitesi için gönüllüye arkasında Kraliyet Mühendisleri ait İngiliz Ordusu . Moseley, Nisan 1915'te Türkiye'nin Gelibolu bölgesini işgal eden İngiliz İmparatorluğu askerlerinin gücüne telekomünikasyon subayı olarak atandı . Moseley, 10 Ağustos 1915'te, 27 yaşındayken Gelibolu Savaşı sırasında vurularak öldürüldü . Uzmanlar, aksi takdirde Moseley'in 1916'da Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülebileceğini düşünüyorlardı .
biyografi
Harry arkadaşlarına bilinen Henry GJ Moseley, doğdu Weymouth içinde Dorset Babası 1887 yılında Henry Nottidge Moseley Moseley çok küçükken öldü (1844-1891), bir biyolog ve ayrıca profesörü oldu anatomi ve fizyolojisi Challenger Expedition'ın bir üyesi olan Oxford Üniversitesi'nde . Moseley'in annesi, Galli biyolog ve konkolog John Gwyn Jeffreys'in kızı Amabel Gwyn Jeffreys'di . Aynı zamanda 1913'te İngiliz kadın satranç şampiyonuydu .
Moseley, Summer Fields Okulu'nda (dört "ligden" birinin adının verildiği) çok umut verici bir öğrenciydi ve Eton Koleji'ne katılmak için King's bursuyla ödüllendirildi . 1906'da Eton'da kimya ve fizik ödüllerini kazandı. 1906'da Moseley , lisans derecesini aldığı Oxford Üniversitesi Trinity Koleji'ne girdi . Moseley, Oxford'da lisans öğrencisiyken Apollo University Lodge'a katıldı . 1910'da Oxford'dan mezun olduktan hemen sonra, Moseley , Manchester Üniversitesi'nde Sir Ernest Rutherford'un gözetiminde fizikte bir gösterici oldu . Moseley'nin Manchester'daki ilk yılında, lisansüstü öğretim asistanı olarak bir öğretim yükü vardı , ancak o ilk yıldan sonra, öğretim görevinden lisansüstü araştırma görevlisi olarak çalışmak üzere yeniden atandı . Rutherford tarafından sunulan bursu reddetti ve Kasım 1913'te Oxford'a geri dönmeyi tercih etti, burada kendisine laboratuvar olanakları verildi, ancak destek yoktu.
Bilimsel çalışma
1912'de beta parçacıklarının enerjisiyle deneyler yapan Moseley, radyoaktif bir radyum kaynağından yüksek potansiyellerin elde edilebileceğini gösterdi ve böylece parçacıkları durdurmak için gerekli 1MeV'yi üretememesine rağmen ilk atom pilini icat etti .
1913'te Moseley , kristaller aracılığıyla kırınım yöntemiyle bulunan çeşitli kimyasal elementlerin (çoğunlukla metaller) X-ışını spektrumlarını gözlemledi ve ölçtü . Bu, X-ışını dalga boylarını belirlemek için Bragg'in kırınım yasasını kullanan X-ışını spektroskopisi yönteminin fizikte öncü bir kullanımıydı . Moseley, üretilen X-ışınlarının dalga boyları ile X-ışını tüplerinde hedef olarak kullanılan metallerin atom numaraları arasında sistematik bir matematiksel ilişki keşfetti . Bu Moseley yasası olarak bilinir hale geldi .
Moseley'in keşfinden önce, bir elementin atom numaraları (veya element numarası) , atom kütlelerinin sırasına dayanan yarı keyfi sıralı bir sayı olarak düşünülmüştü , ancak kimyagerlerin bu değişikliği arzu ettiği yerlerde bir şekilde değiştirildi. Rus kimyager Dmitri İvanoviç Mendeleyev . Elementlerin Periyodik Tablosunu icat ederken , Mendeleev bu elementler tablosunda daha uygun yerlere koymak için birkaç çift elementin sıralarını değiştirmişti. Örneğin, kobalt ve nikel metallerine , neredeyse aynı atom kütlelerine sahip olmalarına rağmen, bilinen kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre sırasıyla 27 ve 28 atom numaraları verilmiştir. Aslında, kobaltın atom kütlesi nikelinkinden biraz daha büyüktür; bu, atom kütlesine göre Periyodik Tabloya kör bir şekilde yerleştirilseydi, onları geriye doğru yerleştirirdi. Moseley'in X-ışını spektroskopisindeki deneyleri, doğrudan fiziklerinden, kobalt ve nikelin farklı atom numaralarına, 27 ve 28'e sahip olduğunu ve Moseley'nin atom numaralarının nesnel ölçümleriyle Periyodik Tabloya doğru bir şekilde yerleştirildiklerini gösterdi. Bu nedenle, Moseley'in keşfi, elementlerin atom numaralarının sadece kimyaya ve kimyagerlerin sezgilerine dayanan keyfi sayılar olmadığını, daha ziyade X-ışını spektrumlarının fiziğinden sağlam bir deneysel temele sahip olduklarını gösterdi.
Ayrıca Moseley, atom numarası dizisinde 43, 61, 72 ve 75 numaralarında boşluklar olduğunu gösterdi. Bu boşluklar artık sırasıyla radyoaktif sentetik elementler olan teknesyum ve prometyum'un yerleri ve aynı zamanda sonuncusu olarak biliniyor. iki oldukça nadir doğal olarak oluşan kararlı elementler hafniyum (1923'te keşfedildi) ve renyum (1925'te keşfedildi). Moseley'in yaşamı boyunca bu dört element hakkında hiçbir şey bilinmiyordu, varlıkları bile. Dmitri Mendeleev, çok deneyimli bir kimyagerin sezgisine dayanarak , Periyodik Tabloda eksik bir elementin varlığını ve daha sonra teknetyum tarafından doldurulduğu tespit edilmiş ve Bohuslav Brauner , bu Tabloda başka bir eksik elementin varlığını öngörmüştü. daha sonra promethium tarafından doldurulduğu bulundu. Henry Moseley'in deneyleri, eksik atom numaralarının 43 ve 61'in tam olarak ne olduğunu göstererek bu tahminleri doğruladı. Ayrıca Moseley, atom numaraları 72 ve 75 olan iki keşfedilmemiş elementin daha varlığını öngördü ve orada olduğuna dair çok güçlü kanıtlar verdi. Periyodik Tabloda alüminyum (atom numarası 13) ve altın (atom numarası 79) elementleri arasında başka boşluk yoktu .
Daha keşfedilmemiş ("kayıp") elementlerin olasılığı hakkındaki bu son soru, özellikle lantanid serisi nadir toprak elementlerinin geniş ailesinin varlığı göz önüne alındığında, dünya kimyagerleri arasında sürekli bir sorun olmuştu . Moseley bu lantanid elemanları, yani göstermek için başardı lantan aracılığıyla Lutesyumu , tam olarak 15 üyeye sahip olmalıdır - ne fazla ne eksik. Lantanitlerdeki elementlerin sayısı, 20. yüzyılın başlarındaki kimyagerler tarafından çözülmekten çok uzak bir soruydu. Henüz tüm nadir toprak elementlerinin tuzları şeklinde bile saf numuneler üretemediler ve bazı durumlarda çok benzer (bitişik) iki nadir toprak elementinin karışımlarını yakındaki saf metallerden ayırt edemediler. Periyodik Tabloda. Örneğin, " didimyum " kimyasal adı bile verilen sözde "element" vardı . Birkaç yıl sonra "Didimyum"un iki gerçek nadir toprak elementinin bir karışımı olduğu bulundu ve bunlara "yeni ikiz" ve "yeşil ikiz" anlamına gelen neodimyum ve praseodimyum adları verildi . Ayrıca, nadir toprak elementlerini iyon değişimi yöntemiyle ayırma yöntemi Moseley'in zamanında henüz icat edilmemişti.
Moseley'in erken X-ışını spektroskopisindeki yöntemi, bazıları birkaç yıldır kimyagerleri meşgul eden yukarıdaki kimyasal sorunları derhal çözebildi. Moseley ayrıca, daha önce varlığından şüphelenilmeyen bir lantanit olan element 61'in varlığını da öngördü. Oldukça birkaç yıl sonra, bu element 61, nükleer reaktörlerde yapay olarak yaratıldı ve prometyum olarak adlandırıldı .
Atomun anlaşılmasına katkı
Moseley ve yasasından önce, atom numaraları, atom ağırlığı ile belli belirsiz artan ancak kesin olarak tanımlanmayan yarı keyfi bir sıralama numarası olarak düşünülmüştü. Moseley'in keşfi, atom numaralarının keyfi olarak atanmadığını, bunun yerine kesin bir fiziksel temelleri olduğunu gösterdi. Moseley, birbirini izleyen her elementin, öncekinden tam olarak bir birim daha büyük bir nükleer yüke sahip olduğunu öne sürdü. Moseley , elementleri Periyodik Tabloyu kesin yapan tam bir artan atom numaraları dizisine ayırmaya yardımcı olmak için atom numaraları fikrini geçici bir sayısal etiket olarak önceki durumundan yeniden tanımladı . (Bu daha sonra atom araştırmalarında Aufbau ilkesinin temeli olacaktı .) Bohr'un belirttiği gibi, Moseley yasası , Ernest Rutherford ve Antonius van den Broek'in ( 1911'den yeni) anlayışını destekleyen makul ölçüde eksiksiz bir deneysel veri seti sağladı . Atom numarasının, elementlerin merkezi atom çekirdeğindeki pozitif yüklerin (daha sonra keşfedilen ve protonlar olarak adlandırılan ) tam fiziksel sayısı olduğu anlaşılan, negatif yüklü elektronlarla çevrili pozitif yüklü bir çekirdeğe sahip atom . Moseley araştırma makalesinde yukarıdaki iki bilim adamından bahsetti, ancak o zamanlar olay yerinde oldukça yeni olan Bohr'dan aslında bahsetmedi. Rydberg'in ve Bohr'un formüllerinin basit modifikasyonunun, Moseley'in atom numaralarını belirlemek için deneysel olarak türetilmiş yasasına teorik gerekçe sağladığı bulundu.
X-ışını spektrometresinin kullanımı
X-ışını spektrometreleri , X-ışını kristalografisinin temel taşlarıdır . Moseley'in bildiği gibi X-ışını spektrometreleri aşağıdaki gibi çalıştı. Moseley'in buradaki fotoğrafta tuttuğuna benzer bir cam ampul elektron tüpü kullanıldı. Boşaltılmış tüp içinde, elektronlar neden olan (Moseley çalışmalarında saf elemanının, yani bir örnek) bir metalik madde ateş edildi iyonizasyon arasında elektron iç gelen elektron kabuklarının elemanın. Elektronların iç kabuklardaki bu deliklere geri dönüşü , daha sonra, harici X-ışını kalkanındaki bir açıklıktan bir yarı-ışın içinde tüpten dışarı yönlendirilen X-ışını fotonlarının emisyonuna neden olur . Bunlar daha sonra standartlaştırılmış bir tuz kristali tarafından kırınıma uğratılır, açısal sonuçlar vakum tüpünün dışına bilinen bir mesafede sabitlenmiş bir X-ışını filminin pozlanmasıyla fotoğrafik çizgiler olarak okunur . Uygulama Bragg yasasına (yoğunluğuna göre metalik kristal atomları arasındaki ortalama mesafe, bazı başlangıç varsayımları sonraki) yayılan x-ışınlarının dalga boyu hesaplanabilir bırakıldı.
Moseley gelen bazı teknikler öğrenmeye ilk olarak X-ışını spektrometresi ekipmanının tasarım ve geliştirme katılan William Henry Bragg ve William Lawrence Bragg at Leeds Üniversitesi'nden ve başkalarına kendini geliştirerek. Teknikleri çoğu x-ışını spektroskopi ile kullanılan yöntemlere göre ilham görülebilir ışık Spektroskopi ve spektrogramlarda ışık bunların analogları için ikame kristaller, iyonlaşma odası ve çekim plakaları tarafından, spektroskopi . Bazı durumlarda, Moseley , aletleriyle bir vakum odasında çalışarak, ne havaya ne de kağıda nüfuz edemeyen özellikle yumuşak [düşük frekanslı ] X-ışınlarını tespit etmek için ekipmanını değiştirmenin gerekli olduğunu gördü .
Ölüm ve sonrası
1914'ün ilk yarısında Moseley, Oxford'a dönüp fizik araştırmalarına orada devam etmeyi planlayarak Manchester'daki görevinden istifa etti. Ancak, I. Dünya Savaşı Ağustos 1914 yılında patlak ve Moseley yerine Kraliyet Mühendisleri ile askere bu iş teklifini geri çevirdi İngiliz Ordusu . Ailesi ve arkadaşları onu katılmaması için ikna etmeye çalıştı ama o bunun görevi olduğunu düşündü. Moseley sırasında iletişimde bir teknik memuru olarak görev Gelibolu Savaşı'nda içinde, Türkiye'de o Nisan 1915, başlayarak çatışmada öldürüldü , bir Türk tarafından başından vurulan 10 Ağustos 1915 Moseley üzerinde keskin nişancı iken telefon a eyleminde askeri düzen.
Bazı bilim adamlarının görüşüne göre, öldüğünde sadece yirmi yedi yaşında olan Moseley, hayatta kalsaydı atom yapısı bilgisine çok katkıda bulunabilirdi. Niels Bohr 1962'de Rutherford'un çalışmasının "hiç ciddiye alınmadığını" ve "büyük değişimin Moseley'den geldiğini" söyledi.
Robert Millikan şöyle yazdı: "Bilim tarihindeki en parlak, uygulama becerisi ve sonuçları aydınlatıcı bir düzine araştırmadan biri olmaya aday bir araştırmada, yirmi altı yaşındaki genç bir adam pencereleri dışarı attı. atom altı dünyayı daha önce hayal bile etmediğimiz bir kesinlik ve kesinlik ile görebiliyoruz Avrupa Savaşı'nın bu genç hayatın sonunu getirmekten başka bir sonucu olmasaydı, tek başına bu bile onu en korkunç ve en onarılamaz suçlardan biri yapardı. tarihte."
George Sarton şöyle yazmıştır: "Ünü o kadar sağlam bir temele oturmuştur ki, hafızası sonsuza kadar yeşerecektir. O, bilimin ölümsüzlerinden biridir ve eğer hayatı bağışlansaydı, bilgimize daha birçok eklemeler yapardı. kendisine atfedilen katkılar o kadar önemliydi ki, kendisini aşma olasılığı son derece küçüktü.Yaşamı ne kadar uzun olursa olsun, yayınladığı 'Moseley yasası' nedeniyle esas olarak hatırlanması çok muhtemeldir. yirmi altı yaşında."
Isaac Asimov , "Moseley'in hâlâ başarmış olabileceği şeyler göz önüne alındığında... onun ölümü, savaşın genel olarak insanlığa en pahalıya mal olan ölümü olabilirdi" diye yazdı. Isaac Asimov ayrıca, İngiliz İmparatorluğu'nun hizmetindeyken öldürülmemiş olsaydı, Moseley'nin 1916'da kimya ödülüyle birlikte , Nobel Fizik Ödülü'nü almamış olabileceğini de düşündü. o yıl herkese verildi. Ek credence iki önceki yıllarda Nobel Fizik Ödülü alıcılarını belirterek bu fikre verilir 1914 ve 1915 ve takip eden yıllarda, 1914 yılında 1917, Max von Laue ve Almanya'da için Nobel Fizik Ödülü kazandı X-ışını spektroskopisinin icadına doğru çok önemli bir adım olan X-ışınlarının kristaller tarafından kırınımını keşfetmesi . Daha sonra, 1915'te, bir İngiliz baba-oğul çifti olan William Henry Bragg ve William Lawrence Bragg , bu Nobel Ödülü'nü ters problemdeki keşifleri için paylaştılar - X-ışınlarını kullanarak kristallerin yapısını belirlediler (Robert Charles Bragg, William Henry Bragg'in diğer oğlu da 2 Eylül 1915'te Gelibolu'da öldürülmüştü). Daha sonra Moseley, metallerin X-ışını spektrumlarını ölçmek için bilinen kristaller tarafından X-ışınlarının kırınımını kullandı. Bu, X-ışını spektroskopisinin ilk kullanımıydı ve ayrıca X-ışını kristalografisinin yaratılmasına yönelik bir adım daha oldu . Ek olarak, Moseley'in yöntemleri ve analizleri atom numarası kavramını büyük ölçüde destekleyerek onu sağlam, fizik tabanlı bir temele yerleştirdi. Dahası, Charles Barkla ait Büyük Britanya keşfetmek X-ışını spektroskopisi kullanılarak yaptığı deneysel çalışmalar için 1917 yılında Nobel Ödülü'ne layık görüldü karakteristik X-ışını frekansları çeşitli unsurları, özellikle metallerin yaydığı. " Moseley'in çalışmalarını sürdüren Siegbahn , bir tane aldı [1924'te Nobel Fizik Ödülü." Moseley'nin keşifleri böylece akranlarınınkiyle aynı kapsamdaydı ve buna ek olarak, Moseley atom numaralarının gerçek temelini göstermek için daha büyük bir adım attı. Ernest Rutherford, Moseley'nin çalışmasının, "Kariyerinin başlangıcında iki yıl boyunca kendisine kesinlikle Nobel ödülü kazandıracak bir dizi araştırmayı tamamlamasına izin verdiğini" söyledi.
Moseley'e anıt plaketler Manchester ve Eton'a yerleştirildi ve onun iradesiyle kurulan bir Royal Society bursu, ikinci alıcısı olarak daha sonra Topluluğun başkanı olan fizikçi PMS Blackett'e sahipti .
Fizik Enstitüsü Henry Moseley Madalyası ve Prize onun onuruna adlandırılmıştır.
Notlar
Referanslar
daha fazla okuma
- Jaffe, Bernard (1971). Moseley ve Elementlerin Numaralandırılması . Garden City, New York: Çapa Kitapları.