ชีวประวัติ

อาชีพการงานสั้น ๆ ที่ยอดเยี่ยม แต่น่าทึ่งของ Henry Moseley

อาชีพการงานสั้น ๆ ที่ยอดเยี่ยม แต่น่าทึ่งของ Henry Moseley

วันนี้เรานำแนวคิดเรื่องเลขอะตอมมาใช้ เลขอะตอมคือหน่วยวัดจำนวนโปรตอนที่มีประจุบวกภายในนิวเคลียสของอะตอมและกำหนดว่าองค์ประกอบคืออะไร

ตัวอย่างเช่นธาตุออกซิเจนซึ่งมีเลขอะตอม 8แตกต่างจากตะกั่วของธาตุซึ่งมีเลขอะตอม 82 หรือธาตุไอโอดีนซึ่งมีเลขอะตอม 53. คนแรกที่อธิบายแนวคิดเรื่องเลขอะตอมคือ Henry Moseley นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ

ที่เกี่ยวข้อง: นักวิจัยเพิ่งแก้ไขปริศนารัศมีโปรตอน

การเริ่มต้นที่ยอดเยี่ยม

Henry Moseley เกิดเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน พ.ศ. 2430 ในเมือง Weymouth ประเทศอังกฤษกับพ่อของนักธรรมชาติวิทยา Henry Nottidge Moseley ซึ่งเคยเป็นสมาชิกของ Challenger Expedition สมาชิกของคณะสำรวจนี้เดินทางไป 81,000 ไมล์ (130,000 กม) ทั่วโลกสำรวจและสำรวจมหาสมุทรของโลก

แม่ของ Henry Moseley เป็นลูกสาวของ John Gwyn Jeffreys นักชีววิทยาชาวเวลส์และเป็นแชมป์หมากรุกชาวอังกฤษ ในกรณีของแอปเปิ้ลที่หล่นไม่ไกลจากต้นไม้เฮนรีโมสลีย์เก่งด้านเคมีและฟิสิกส์เป็นอันดับแรกที่วิทยาลัยอีตันจากนั้นที่วิทยาลัยทรินิตีออกซ์ฟอร์ด

ในปีพ. ศ. 2453 โมสลีย์ย้ายไปที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์เพื่อเข้าร่วมกลุ่มวิจัยและสอนของเออร์เนสต์รัทเทอร์ฟอร์ด รัทเทอร์ฟอร์ดซึ่งเป็นที่รู้จักในนามบิดาแห่งฟิสิกส์นิวเคลียร์เป็นผู้ค้นพบครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตภาพรังสีผู้ค้นพบธาตุเรดอน และเขาแยกรังสีอัลฟาออกจากรังสีเบต้า

ที่เมืองแมนเชสเตอร์ Moseley ได้สร้างแบตเตอรี่ปรมาณูหรือเบต้าเซลล์เครื่องแรกของโลก ปัจจุบันแบตเตอรี่ปรมาณูถูกใช้ในทุกที่ที่ต้องการพลังงานเป็นเวลานานเช่นในเครื่องกระตุ้นหัวใจและในยานอวกาศ

การฝึกตารางธาตุของธาตุ

ตารางธาตุถูกสร้างขึ้นโดยนักเคมีชาวรัสเซีย Dimitri Mendeleev 44 ปี ก่อนหน้านี้ในปี 1869 องค์ประกอบต่างๆถูกจัดเรียงตามน้ำหนักอะตอมและคุณสมบัติทางเคมี จากนั้นในปีพ. ศ. 2454 แอนโทนีอุสแวนเดนโบรคนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ได้ตีพิมพ์สมมติฐานที่ระบุว่ามีสิ่งที่เรียกว่า เลขอะตอม และมันก็เท่ากับจำนวนประจุในนิวเคลียสของอะตอม

ในปีพ. ศ. 2456 Moseley กลับไปที่ Oxford ซึ่งเขาต้องหาเงินทุนด้วยตนเองในการทดลอง เขาติดตั้งอุปกรณ์ที่ยิงอิเล็กตรอนพลังงานสูงไปยังองค์ประกอบทางเคมีต่างๆจากนั้นเขาก็วัดความยาวคลื่นและความถี่ของรังสีเอกซ์ที่ได้

โมสลีย์ค้นพบว่าแต่ละองค์ประกอบเปล่งรังสีเอกซ์ด้วยความถี่ที่ไม่ซ้ำกันและเขาค้นพบว่าถ้าเขาพล็อตรากที่สองของความถี่ของเอ็กซ์เรย์เทียบกับเลขอะตอมของธาตุต่างๆเขาจะได้กราฟเส้นตรง

ข้อมูลนี้แสดงให้เห็นว่าประจุบวกในนิวเคลียสอะตอมเพิ่มขึ้น หนึ่งหน่วย จากองค์ประกอบหนึ่งไปยังอีกองค์ประกอบหนึ่งในตารางธาตุ ดังนั้นเลขอะตอมจึงเหมือนกับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส งานนี้กลายเป็นที่รู้จักในนามกฎของโมสลีย์

ก่อนการค้นพบของโมสลีย์เป็นเรื่องยากที่จะจัดเรียงองค์ประกอบเช่นโคบอลต์และนิกเกิลซึ่งมีเลขอะตอม 27 และ 28 ตามลำดับเนื่องจากมวลอะตอมของโคบอลต์สูงกว่านิกเกิลเล็กน้อย

ที่สำคัญที่สุด Moseley เห็นว่ามีช่องว่างในตารางธาตุที่เลขอะตอม: 43, 61, 72 และ 75. คงต้องใช้เวลาหลายปีก่อนที่จะทราบว่าตัวเลขเหล่านี้สอดคล้องกับองค์ประกอบ Technetium, Promethium, Hafnium และ Rhenium

ตอนนี้โมสลีย์สามารถบอกได้ว่าองค์ประกอบใดบ้างที่มีอยู่ในตัวอย่างใด ๆ โดยการระดมยิงตัวอย่างนั้นด้วยอิเล็กตรอนพลังงานสูงจากนั้นดูความถี่ของรังสีเอกซ์ที่เกิดขึ้น เรียกว่าเอ็กซเรย์สเปกโทรสโกปีปัจจุบันเทคนิคนี้ใช้ในห้องปฏิบัติการทั่วโลก

ด้านล่างนี้เป็นผลการเอ็กซ์เรย์สเปกโทรสโกปีที่ดำเนินการโดยยาน Mars Pathfinder บนตัวอย่างดินดาวอังคาร

โมสลีย์สามารถแสดงให้เห็นว่าชุดขององค์ประกอบทางเคมีของแลนทาไนด์ประกอบด้วย 15 องค์ประกอบทางเคมีที่เป็นโลหะมีเลขอะตอม 57 ผ่าน 71. ตัวเลขเหล่านี้สอดคล้องกับองค์ประกอบแลนทานัมกับลูเทเทียม

นอกเหนือจากองค์ประกอบที่เป็นพี่น้องกันแล้ว Scandium และ Yttrium องค์ประกอบเหล่านี้เรียกว่าธาตุดินหายากและมีประโยชน์อย่างมากในโลกปัจจุบัน องค์ประกอบของโลกที่หายากจะใช้ในสมาร์ทโฟนกล้องดิจิทัลฮาร์ดดิสก์ของคอมพิวเตอร์หลอดฟลูออเรสเซนต์และไฟ LED โทรทัศน์จอแบนจอคอมพิวเตอร์และจอแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์

สงครามโลกครั้งที่หนึ่ง

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2457 สงครามโลกครั้งที่ 1 ได้ปะทุขึ้นและโมสลีย์ได้เข้าร่วมเป็นวิศวกรของกองทัพอังกฤษโดยรู้สึกว่าเป็นหน้าที่ที่รักชาติของเขา

ตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2458 ถึงเดือนมกราคม พ.ศ. 2459 ในปัจจุบันเกลิโบลูตุรกีอังกฤษฝรั่งเศสและรัสเซียได้พยายามเข้าควบคุมดาร์ดาเนลส์ นี่คือช่องแคบน้ำที่เป็นส่วนหนึ่งของเขตแดนระหว่างยุโรปและเอเชีย

โมสลีย์ทำหน้าที่เป็นเจ้าหน้าที่สื่อสารด้านเทคนิคที่ยุทธการกัลลิโปลีเมื่อวันที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2458 เขาถูกมือปืนยิงเข้าที่ศีรษะ โมสลีย์อายุเพียง 27 ปีเมื่อเขาเสียชีวิตและเขาถูกฝังอยู่บนคาบสมุทรกัลลิโปลีของตุรกี

สถานที่ของ Moseley ในประวัติศาสตร์

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์เช่นนีลส์บอร์แสดงความคิดเห็นว่าโมสลีย์มีชีวิตอยู่ได้อย่างไรเขาจะมีส่วนร่วมอย่างมากในความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างอะตอม Robert Millikan นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันเขียนถึงงานของ Moseley:
"ในงานวิจัยที่ถูกกำหนดให้จัดอันดับให้เป็นหนึ่งในสิบคนที่มีความคิดที่ยอดเยี่ยมที่สุดมีทักษะในการประหารชีวิตและการแสดงผลในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ชายหนุ่มอายุยี่สิบหกปีได้เปิดหน้าต่างที่เรา สามารถมองเห็นโลกย่อยของปรมาณูได้อย่างชัดเจนและแน่นอนที่ไม่เคยคิดฝันมาก่อน”

Isaac Asimov นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ชื่อดังชาวอเมริกันเขียนถึง Moseley:
“ ในแง่ของสิ่งที่เขา [Moseley] อาจยังคงประสบความสำเร็จ…การตายของเขาอาจเป็นการเสียชีวิตเพียงครั้งเดียวของสงครามสำหรับมนุษยชาติโดยทั่วไป”

หากเขามีชีวิตอยู่ Moseley เกือบจะมั่นใจได้ว่าจะได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เพราะในปีพ. ศ. 2457 รางวัลดังกล่าวเป็นรางวัลแก่ Max von Laue ชาวเยอรมันจากการค้นพบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ด้วยคริสตัล ในปีพ. ศ. 2458 รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ตกเป็นของพ่อและลูกชายชาวอังกฤษวิลเลียมเฮนรีแบรกก์และลอว์เรนซ์แบรกก์สำหรับการค้นพบในการกำหนดโครงสร้างของผลึกโดยใช้รังสีเอกซ์

ไม่มีรางวัลโนเบลสาขาเคมีหรือฟิสิกส์ในปีพ. ศ. 2459 อย่างไรก็ตามในปีพ. ศ. 2460 ชาร์ลส์บาร์คลาชาวอังกฤษได้รับรางวัลจากผลงานของเขาในการค้นพบความถี่เอ็กซเรย์ลักษณะเฉพาะที่ปล่อยออกมาจากองค์ประกอบต่างๆ

ปัจจุบันสถาบันฟิสิกส์ Henry Moseley Medal and Prize ได้รับการเสนอชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ Moseley