В начале XX века сложились все условия для мощного прорыва , скачка , революции в естествознании , а особенно в физике . Однако в той или иной степени это отразилось и на других естественных науках , например на химии . Но все же в физике был совершен самый большой скачок . Было открыто , святая святых , строение атома , что долгие столетия было загадкой и делемой для физиков всего цивилизованного мира . Была от крыта небезызвестная радиоактивность , открытие ко торой так повлияло н а ход миров ой истории . Наконец , была создана новая на ука квантовая механика , которая стала результ атом работы в будущем нобелевского лауреата по физике Макса Планка . Как раз квант овая механика помогла ученому Нильсу Бору уточнить строение атома , представл е нное Эрнестом Резерфордом. Но обо всем по порядку , по хронологическому порядку. Эра научных открытий , перевернувших мир , началась в 1897 году с открытия электрона ( отрицательно заряженной элементарной частицей ) Дж . Дж . Томсоном . Однако Томсон не один с ове ршил основополагающее открытие . Ему по могал не кто иной , как Эрнест Резерфорд . В то время Резерфорд , только что окончи вший институт , бакалавр естественных наук , зан имался исследованием воздействия рентгеновских л учей (открытых годом ранее Вильгельмом Ре н тгеном ) на электрические разряды в газах . Эти исследования и помогли Томсон у открыть электрон. Несмотря на то , нехронологично , но следующим событием в истории физики тех лет стало открытие в 1896 году Антуа ном Анри Беккерелем радиоактивности. Мне б ы хотелось сказать об эт ом человеке несколько слов. Антуан Анри Беккерель (1852-1908) окончил политехническую школу в Париже (1874г .), защитил докторскую диссертацию на факультете естествен ных наук Парижского университета (1888г .) и 1889 г оду был избран в парижскую академию наук . После смерти своего отца Александра Беккереля он возглавил “семейную” кафедру фи зики (1891год ). На протяжении нескольких десятилет ий в их семье все члены были учеными , и в качестве наследства получали “семейн ую” кафедру физики . Т радиция прервал ась в 1948 году после ухода в отставку сы на Анри – Жана Беккереля . Но из всех Беккерелей свое имя обессмертил только А нтуан Анри. 20 января 1896 года на заседании Парижской академии наук во время доклада о рентг еновском излучении , открытого недавно , ему пришла в голову мысль , которую он прове рил на опытах , приведших к феноменальным р езультатам. Вот эти опыты. Фосфоресцирующие препараты требовалось экспо нировать на солнечном свету – так они “заряжались” . После того как препараты пере носили в т емноту , свечение затухало . Э ксперимент был прост : фотографическую пластинку Беккерель заворачивал в два слоя светонепр оницаемой черной бумаги , и ставил на нее блюдечко с фосфоресцирующими кристаллами . По сле проявления на пластинке обнаруживались ко нтуры к р исталлов. Создавалось впечатление , будто индуцированная солнечным светом фосфоресценция побуждает пр епараты испускать Х-лучи , подобно тому как флуоресценция , возникает под действием катодных лучей ., побуждает стекло катодной трубки исп ускать Х-лучи . В конц е февраля 1896 года Беккерель задумал еще один эксперимент : на блюдце с солями урана , поставленное на фотопластинку , завернутую в светонепроницаемую бумагу , он поместил медный крестик . Но экс понирование солей пришлось отложить : несколько дней в Париже был о пасмурно . И Беккерель в ожидании солнца убрал всю конструкцию в ящик буфета . В воскресение 1 марта 1896 года , так и не дождавшись ясной погоды , он решил на всякий случай про явить пластинку и , к своему изумлению , обн аружил на ней четкие контуры крестика . Э то могло означать только одно : урановые соли испускали излучение , проникавшее сквозь слои светонепроницаемой бумаги и оставлявшее отчетливый след на фотопластинке без подзарядки светом. За свое открытие Беккерель был удосто ен Нобелевской премии в 1903 году. Через несколько лет после открытия ра диоактивности , а именно 14 декабря 1900 года , немецк ий ученый Макс Планк (Макс Карл Эрнест Людвиг Планк ), на заседании Немецкого физиче ского общества , он впервые произнес слово “квант” . Так было положено начало новой науке – квантовой механике . Именно эт а наука до сих пор помогает ученым со бирать новые данные о строении атома . Но , к сожалению , ни сам Планк , ни другие основоположники квантовой теории не смогли примириться с тем , во что превратилось их детище. А теперь н есколько слов о сам ом Максе Планке. Макс карл Эрнест Людвиг Планк (1958-1947) роди лся в германском городе Киле в семье профессора гражданского права Кильского универси тета . Когда ему было девять лет , семья Планка переехала в Мюнхен , где мальчик учи лся в Ма ксимиллиановской гимназии , намери ваясь стать лингвистом или музыкантом (Планк превосходный пианист , в более поздние год ы играл дуэтом с Альбертом Эйнштейном , исп олнявшим партию скрипки ). Физика привлекла вни мание Планка как область , в которой можно сделат ь нечто оригинальное . В 1874 году он поступил в Мюнхенский университет , год провел в Берлине , где изучал физику у Густава Кирхгофа и Германа Гельмгольца . Через год после окончания Мюнхенского ун иверситета (1878 год ) Планк защитил докторскую дис сертацию по к ругу проблем , связанных с первым началом термодинамики , и был оставлен в родном университете в качестве приват-доцента . В 1888 году он переехал в Берлин , где получил пост первого директора нового Института теоретической физики , а с 1892 по 1926 год заним а л должность п олного профессора Берлинского университета , являя сь преемником Кирхгофа по кафедре . Свой бо гатейший педагогический и научный опыт Планк воплотил в пятитомном “Введении в теорет ическую физику” (1916-1932 гг .), по которому учились не только сту д енты Германии , но и других стран. В 1930 году Макс Планк , ему тогда испо лнилось 72 года , возглавил Институт физики кайзе ра Вильгельма (в Германии наряду с универс итетами с 1911 года существовали на средства крупных промышленников негосударственные научно- исследовательские институты кайзера Вильгель ма , которые были созданы по предложению ка йзера Вильгельма II . После Второй мировой войны их пере именовали в институты Макса Планка ). В 1937 го ду Планк демонстративно ушел в отставку с поста президента Института, в знак протеста против изгнания из него евреев . В 1945 году Планк вновь стал президентом Инсти тута физики (теперь Института Макса Планка ) и занимал этот пост до конца жизни. Макс Планк был воплощением лучших тра диций немецкой научной школы – трудолюбия , т щательности и консерватизма. Следующим делом в физике были события , связанные со строением атома и связанные с именем Эрнеста Резерфорда. Опять же не могу не сказать неско лько слов о самом ученом. Английский фи зик Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии , неподалеку от г . Нельсона . Он б ыл одним из 12 детей колесного мастера и строительного рабочего Джеймса Резерфорда , шотл андца по происхождению , и Марты (Томпсон ) Р езерфорд , школьной учительницы из Англии . Снач ала Резерфорд посещал начальную и среднюю местные школы , а затем стал стипен диатом Нельсон-колледжа , частной высшей школы , где проявил себя талантливым студентом , особе нно по математике . Благодаря успехам в уче бе Резерфорд получил еще одну стипендию , к оторая позволила ему поступить в Ке н тербери-колледж в Крайстчерче , одном из крупнейших городов Новой Зеландии. В колледже на Резерфорд оказали большое влияние его уч ителя : преподававший физику и химию Э.У. Бикерт он и математик Дж . Х.Х. Кук . После того к ак в 1892 г . Р . была присуждена степень бакалавра гуманитарных наук , он остался в Кентербери-колледже и продолжил свои за нятия благодаря полученной стипендии по матем атике . На следующий год он стал магистром гуманитарных наук , лучше всех сдав экзаме ны по математике и физике. В 1894 г . Р . была п рисуждена степень бакалавра естественных наук . Затем Резерфорд в течение недолгого времени препода вал в одной из мужских школ Крайстчерча . Благодаря своим необыкновенным способностям к науке Резерфорд был удостоен стипендии К ембриджского университета в Ан г лии , где он занимался в Кавендишской лаборатори и , одном из ведущих мировых центров научны х исследований. В Кембридже Р . работал под руководство м английского физика Дж . Дж . Томсона . На Томсона произвело глубокое впечатление , проведе нное Резерфордом исследов ание радиоволн , и он в 1896 г . предложил совместно изучать воздействие рентгеновских лучей (открытых годом ранее Вильгельмом Рентгеном ) на электрически е разряды в газах . Их сотрудничество увенч алось весомыми результатами , включая открытие Томсоном электро н а – атомной час тицы , несущей отрицательный электрический заряд . Опираясь на свои исследования , Томсон и Резерфорд выдвинули предположение , что , когда рентгеновские лучи проходят через газ , они разрушают атомы этого газа , высвобождая о динаковое число полож и тельно и от рицательно заряженных частиц . Эти частицы они назвали ионами . После этой работы Резерфо рд занялся изучением атомной структуры. В 1898 г . Р . принял место профессора М акгиллского университета в Монреале (Канада ), г де начал серию важных эксперимент ов , к асающихся радиоактивного излучения элемента уран а . Вскоре он открыл два вида этого изл учения : испускание альфа-лучей , проникающих только на короткое расстояние , и бета-лучей , кото рые проникают на значительно большее расстоян ие . Затем Резерфорд обнару ж ил , что радиоактивный торий испускает газообразный р адиоактивный продукт , который он назвал “эман ация” (испускание . – Ред .). Кстати , за открытие альфа и бета и злучения он получил Нобелевскую премию по химии . В своей речи при получении преми и он язвительно сказал : “Мне приходилось дело с весьма различными трансмутациями во времени , но быстрейшая из всех , какие я встречал , это мое собственное превращение из физика в химика – оно произошло в одно мгновение” . Возможно это произошло из-за того , что само понятие а том принадлежало словарю и физиков и хими ков , хотя ни те ни другие еще не у мел его расшифровать. Однако главная его заслуга в открытии строения атома . Вот как это произошло. Шел 1910 год . То было время непрерывного изучения альфа-лучей . Эксперименты Резер ф орда , начатые еще в Канаде вслед за от крытием законов радиоактивности , позволили устано вить природу альфа-лучей . Оказалось , что это дважды ионизированные атомы гелия (голые яд ра без электронных оболочек ), вылетающие при радиоактивном распаде с колоссальн о й скоростью – 10000 км /с . поскольку о тносительная атомная масса альфа частиц равна 4, а заряд +2, они , как тяжелые снаряды пр оникают в толщу вещества и могут кое-что “рассказать” об устройстве материи. Резерфорда удивляло , что альфа-частицы , про низывая миш ени (обычно листки металлическ ой фольги ), отклонялись на самые разные уг лы . Очевидно , внутри вещества действуют мощные электрические поля : ведь только они могут искривлять траектории массивных заряженных ч астиц. И вот в 1909 году наступил тот зимний день , когда Марсден (молодой сотрудник Резерфорда по исследованиям ) остановил на университетской лестнице Резерфорда и совсем буднично произнес : “Вы были правы , профессор : они возвращаются…”. “Они” возвращались редко : в среднем од на альфа-частица из восьми тысяч . Отражен ие от мишени означало , что альфа-частица в стретила на своем пути достойную преграду – массивную и положительно заряженную : тол ько такая может с силой оттолкнуть от себя прилетевшую гостью . Редкость события г оворила о крайне малых размерах преград ы . И потому , немногие альфа-частицы попадают в сердцевину . После этого события , Резерфорд , “забыв остановиться” , представил в своем воображении планетарный атом : вокруг положительно заряженно го ядра , как планеты вокруг Солнца , вращаю тся отрицательно заряже нные электроны. С осмотрительной точностью сказал тогда Резерфорд , что знает только как выглядит атом , а не как он устроен . По зако нам классической физики , атом не мог иметь подобного строения : вращаясь вокруг ядра , электроны должны излучать , а значит , тер ять энергию и неизбежно подать на ядро . В общем , Резерфорд увидел обреченный атом. Спасение пришло в 1913 году . В Манчестере появился 28-летний датчанин Нильс Бор – тихий теоретик и дерзкий мыслитель . Он принес с собой то недостающее новое – идеи теории кв антов . Планетарный атом – детище безумного эксперимента и могучей интуиции – навсегда утвердился на квант овом основании . Наконец , революция закончилась открытиями Пьер Кюри и Марии Склодовской - Кюри. Несколько слов о них. Пьер Кюри (1859-1906). Родился в семье врача . Первоначальное образование получил до ма , а в 16 лет стал студентом Сорбонны . П осле присуждения ему в 1877 году магистерской степени он 22 года преподавал в школе физ ики и химии . Пьер Кюри внес значительный вклад в различные области физики . В месте с братом Жаком Пьер Кюри от крыл прямой пьезоэлектрический эффект (1980 г .) Так же они открыли обратный пьезоэлектрический эф фект . Жак и Пьер Кюри сконструировали перв ый пьезоэлектрический датчик для измерения ма лых электрических зарядов и слабых токо в. Пьер Кюри разработал теорию образовани я кристаллов , сформулировал общий принцип их роста , ввел понятие поверхностной энергии кристаллических граней (1884-1885 гг .). Изучая симметрию кристаллов , он выдвинул принцип , названный его именем , который позволя ет устанавли вать симметрию кристалла , находящегося под вн ешним воздействием. П . Кюри исследовал влияние темпера туры на магнитные свойства тел . В 1895 году он обнаружил , что у диамагнетиков магнитная восприимчивость не зависит от температуры , а у парамагнет иков – обратнопропорцио нальна ей (закон Кюри ). 1895 год ознаменовался открытием температуры , выше которой теряют свои свойства и ск ачкообразно изменяются другие свойства железа. Мария Склодовская – Кюри (1867-1934). Она п оявилась на свет в учительской семье в Варшаве (Королевство Польское в то вр емя входило в Российскую империю ). Мария п рекрасное успевала в школе , но высшее обра зование для женщин в России тогда было несбыточной мечтой , и Мария 8 лет работала гувернанткой , отсылая почти все заработанные день г и сестре Брониславе в Пар иж , где та изучала медицину . В 1891 году с естра получила диплом и вышла замуж . В том же году Мария отправилась к ней Париж и поступила в Сорбонну . В 1893 году она заняла первое место на итоговых эк заменах по физике , а 1894 году – в торое место на экзаменах по математик е Знаменательная встреча Пьера Кюри и Марии Склодовской произошла в 1894, а 24 июля 1895 года они вступили в брак. Сразу после открытия Беккерелем радиоакти вности (1896 год ) супруги Кюри начали планомерное исследование радиоактивных материалов , пров одя эксперименты буквально в сарае . Несколько лет Марии Кюри за работу не платили , и только в 1904 году , когда Пьер Кюри стал профессором физики в Сорбонне , ее взяли на должность ассистентки . В действитель ности же совместная р абота супругов была сотрудничеством равных . Перемыв тонны урановой руды , они сумели выделить из н ее новый элемент – полоний ( названный в честь Полонии – латинизированного названия Польши , родины Марии ), а из урановой с молки – радий ( от лат . Radio – “испу скаю лучи ” ) . В 1903 году Мария Склодовская-Кюри стала первой женщиной , удостоиной во Франции доктор ской степени. После получения Нобелевской премии супруг ами Кюри , для Пьера в Сорбонне была уч реждена кафедра физики и лаборатория (1904 год ), позже преобраз ованная в Радиевый инсти тут . Кюри часто болел . По-видимому , сказывалась работа с радиоактивными материалами . От п ожелтевших листков из лабораторный журналов с упругов Кюри и поныне исходит сильное рад иоактивное излучение , опасное для здоровья . Пьер Кюри п огиб в результате несчастного случая : 19 апреля 1906 года он переходи л улицу , поскользнулся и попал под проезжа вший мимо экипаж. На руках Марии Кюри остались две дочери : Ирен и Ева . Кафедра физики в Сорбонне учрежденная для Пьера , перешла к Марии . В 1910 год у мадам Кюри опубликовала фундаментальную кни гу о радиоактивности , а через четыре года возглавила Лабораторию радиоактивности в тол ько что открытом Радиевом Институте (Париж ). Во время Первой мировой войны на частн ые пожертвования Мария и Ирен оборудов а ла передвижные госпиталя рентгеновск ими установками и возглавила радиологическую службу Общества Красного Креста . После окончания войны Мария выступала в разных странах с лекциями о проблема х науки . Благодаря ее усилиям в Радиевом институте удалось собрат ь большой за пас радиоактивных материалов для исследовательск их целей (до создания первых ускорителей ). Именно эти материалы в немалой степени сп особствовали открытию Ирен и Фредериком Жолио -Кюри искусственной радиоактивности. В честь супругов Кюри названы : внесистемная единица измерения активности изот опов – кюри (Ки ) и химический элемент с атомным номером 96 – Cm (кюрий ), а в честь родины Марии – Полоний 84-ый элемент . В вышеописанных биографиях обозначены осн овные открытия Пьера и Марии Кюри . Но главн ые из них это открытие радия и полония , Написание Марией книги по ра диоактивности. На этом , конечно , не закончилась револ юция , начавшаяся на рубеже веков , но это были ее основные поворотные моменты . О ценности и значимости этих событий говорит уже то , что все ученые , так или иначе внесшие вклад в дело большой физ ики , были удостоены Нобелевской премии. А результаты этой революции мы пожина ем до сих пор. Однако в нашем рассказе мы упустили не менее важные открытия в физике тех лет – открытие Эйнштейном относи тел ьности (Специальная теория относительности (1905 год ) и Общая теория относительности (1916 год )). Эт о уже открытие совсем другой области физи ки. И еще одно , последнее . Эта революция обязана своим появлением математике , ведь б ез сформировавшегося математ ического аппарат а не было бы всех этих открытий , котор ые требовали сложнейших расчетов . Следовательно , развитие физики спровоцировало и развитие математики , но это уже совсем другая истор ия . Список использ ованной литературы : 1. Физика , Энцикл опедия для детей , М ., Аванта +, 2000 год. 2. История физики , П.С . Кудрявцев , М ., Просвещение , 1956 год.