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弗雷德里克·索迪
個人簡介
人物成就
元素蛻變假說
1877年9月2日索迪生于英國倫敦一個商人家庭。少年時就立志將來作一位有成就的科學家，為此，從小學到大學他都努力學習，學習成績年年優(yōu)秀，還曾多次獲得獎學金，1898年，他以榮獲一級榮譽學位的優(yōu)異成績畢業(yè)于牛津大學。
盧瑟福
他們首先對釷的放射性做了大量的實驗。他們將硝酸釷溶液用氨處理，沉淀出氫氧化釷，過濾后檢查干燥的沉淀，其放射性顯著降低，而將濾液蒸干除去硝酸銨后的殘渣，卻有極強的放射性、但過了一個月后，殘渣的放射性消失，而釷卻又恢復了原有的放射性。他們證實釷的放射性的確變化無常。他們還發(fā)現，如果把釷放在密閉的器皿中，其放射性強度較穩(wěn)定，如果放在一個敞開的器皿中，其放射性強度就會變化不定，尤其容易受表面掠過的空氣的影響。他們推測這可能是由于有某種物質放射出來，不久他們便證明這種被放射出來的物質是一種氣體；他們稱它為釷射氣。
他們對有放射性的鐳、錒進行實驗研究，也發(fā)現存在同釷一樣的現象。他們把鐳放射出來的氣體稱為鐳射氣，錒放射出來的氣體叫錒射氣。根據這些實驗結果，1902年盧瑟福、索迪提出元素蛻變假說：放射性是由于原子本身分裂或蛻變?yōu)榱硪环N元素的原子而引起的。這與一般的化學反應不同，它不是原子間或分子間的變化，而是原子本身的自發(fā)變化，放射出a、b、g射線，變成新的放射性元素。同時他們將這些實驗結果和上述假說整理寫成論文：“放射性的變化”。他們關于元素蛻變的假說一提出來，立即引起物理學界、化學界的強烈反對，因為認為一種元素的原子可以變成另一種元素的原子的觀點，打破了長期以來認為元素的原子不能變的傳統(tǒng)觀念。周圍的同事們也紛紛告誡他們，千萬要小心，以免愚弄自己。開始時盧瑟福也有點猶豫，但是尊重實驗事實的樸素唯物主義思想和科學家的責任感，促使盧瑟福和索迪勇敢地決定，一定要使論文發(fā)表。
他們將論文寄到當時在科學界頗有影響的《哲學雜志》時，遭到雜志主編開耳芬勛爵的拒絕。開耳芬勛爵是英國科學界的泰斗，19世紀最杰出的物理學家之一。在學術問題上開耳芬有一種觀點，他認為實驗僅是驗證理論的一種方法。另外，晚年以思想保守而著稱的開耳芬實際上是反對元素蛻變理論。盧瑟福和索迪在提出元素蛻變假說時，根據放射性元素在自發(fā)地發(fā)射射線的同時，還不斷地放出能量這一事實，提出了“原子能”的概念。盧瑟福還用這理論說明太陽能和地熱的來源，平息了物理學家和地質學家對此的長期爭論。開耳芬則是物理學家的代表，主張這種能源來自引力收縮。開耳芬顯然不愿意發(fā)表盧瑟福和索迪的論文。在這種情況下，盧瑟福只好趕回劍橋，求助于他的導師湯姆遜。通過實驗測定了電子的荷質比，從而證實了電子的存在的湯姆遜，對新的科學發(fā)現和理論遭受白眼是很有感觸的，因此他毫不遲疑地支持盧瑟福。湯姆遜親自找到開耳芬，向開耳芬保證這篇文章由他負責，開耳芬才不得不同意刊登盧瑟福和索迪的論文。
同位素假說
居里夫人
1899年盧瑟福曾發(fā)現鈾和鈾的化合物所發(fā)出的射線有兩種，一種極易被吸收、他命名為a射線：另人種有較強的穿透本領，他稱之為b射線。為了探索a、b射線的本質，盧瑟福和索迪利用空氣液化機在低溫條件下濃縮射氣，證明射氣是一種氣體，這氣體與拉姆塞曾發(fā)現的惰性氣體很相像。繼續(xù)研究時，他們又發(fā)現鐳衰變時放射出氦離子，于是他們推測a射線就是氦離子流。為了驗證這一推測，1903年3月索迪離開了盧瑟福實驗室，回到倫敦，和以發(fā)現和研究惰性氣體商聞名于世的拉姆塞合作，研究放射性鐳所放射的氣體。不久他們的實驗就確認了盧瑟福和索迪的上述推測，a、射線就是帶正電荷的氦離子流。盧瑟福則證明該射線就是電子流。他們的共同努力，終于揭示了放射線的本質。
盧瑟福、索迪的開創(chuàng)性工作吸引了許多年輕的科學家。就在1903年以后的幾年，人們不斷地用各種方法從鈾、釷、錒等放射性元素中分離出一種又一種“新”的放射性元素。到1907年、被分離出來并加以研究過的放射性元素已近30種，多到周期表中沒有可容納它們的空位。這就產生了矛盾，懷疑周期表對放射性元素是否適用，另外人們對這些新發(fā)現的放射性元素進行對比研究后，發(fā)現有些放射性不同的元素化學性質則完全一樣。例如釷與由它蛻變生成的射釷，盡管放射性顯著不同，可是將它們混合后，卻難以用化學方法使它們分離。化學性質則完全一樣。這類事實積累得愈來愈多。素迪根據這類事實，于1910年提出了著名的同位素假說：存在不同原子量和放射性，但其它物理、化學性質完全一樣的化學元素變種，這些變種應該處在周期表的同一位置上，因而命名為同位素。接著索迪根據原子蛻變時放出a射線相當于分裂出一個氦的正離子，放出b射線相當于放出一個電子，從而提出了放射性元素蛻變的位移規(guī)則。放射性元素在進行以a蛻變后，在周期表上向前（即向左）移兩位，即原子序數減2，原子量減4。發(fā)生b蛻變后，向后移一位，即原子序數增1，原子量不變。德國化學家法揚斯和英國化學家羅素也獨立地發(fā)現了這一位移規(guī)則。
一戰(zhàn)影響
一戰(zhàn)
他是從事放射性元素的研究，所以他特別關心放射性及其能量的和平利用，他提出應當控制放射性即原子能這個大能源庫，使它成為人們的又一個太陽。他十分重視科學的社會功能，強調科學家要真正擔負起自己的社會職責。1956年9月22日，索迪在英國的伯萊頓去世了，享年79歲。由于他對現代化學和物理學發(fā)展的卓越貢獻，他的名字將永遠和同位素聯系在一起。
獲得榮譽
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