索迪1877年9月2日出生于英国伦敦的一个商人家庭。年轻时的他立志将来要成为一名有成就的科学家。 为此,他从小学到大学都刻苦学习,年年学习成绩优异。 他还多次获得多项奖学金。 1898年,他以一等荣誉学位毕业于牛津大学,获得东方实验奖。
1899年,英国化学家克鲁克斯在分离铀矿物的过程中发现,铀的一部分具有放射性,而另一部分则无放射性。 其他几位科学家也发现了这种现象。 同时,人们还发现,钍、镭等放射性元素不仅能产生放射性物质,而且会使与其接触的罪证物质也产生放射性。 这种放射性也会随着时间的推移而减弱并最终消失。 这些奇怪且无法解释的现象引起了时任加拿大蒙特利尔大学实验物理学教授卢瑟福的极大兴趣。 他决定开展这个课题的研究,但他觉得要开展这项研究,就必须给自己配备一个精通化学的实验助手。 正当卢瑟福寻找助手时,索迪来到蒙特利尔大学询问。 索迪一眼就被卢瑟福吸引了。 索迪很幸运,在卢瑟福离开学校后不久就成为了他的助手。 事实证明,他们的合作卓有成效。
他们首先对钍的放射性进行了广泛的实验。 他们用氨处理硝酸钍溶液,沉淀出氢氧化钍。 过滤后,他们检查干燥的沉淀物,发现其放射性显着降低。 然而所以物理学家,将滤液蒸发至干除去硝酸铵后的残留物表明,它具有极强的放射性,但照射一个月后,残留物的放射性消失了,但钍又恢复了原来的放射性。 陆健等人证实,钍的放射性确实是可变的。 他们还发现,如果将钍放在密闭容器中,其放射性强度相对稳定。 如果将其放置在开放的容器中,其放射性强度将会波动,并且特别容易受到经过表面的空气的影响。 他们推测这可能是由于某种物质的排放造成的。 很快他们就证明了散发出的物质是一种气体; 他们称之为钍气。
他们对具有放射性弱键合性质的镭和锕进行了实验研究,发现也存在与钍相同的现象。 他们把镭激光发出的气体称为气体,锕发出的气体称为锕气。 基于这些实验结果,卢瑟福和索迪于1902年提出了元素转变假说:放射性是由于原子本身分裂或转变为另一种元素原子而引起的。 这与普通的化学反应不同。 它不是原子或分子之间的变化,而是原子本身的自发变化。 秋生早放出a、b、g射线,成为新矿物学的放射性元素。 同时,他们将这些实验结果和上述假设整理成一篇论文:《放射性的变化》。 他们关于元素相变的假说一经提出,立即引起了物理界和化学界的强烈反对,因为一种元素的原子可以变成另一种元素的原子的观点打破了长期以来元素原子的信念。不能变。 传统观念。 周围的同事也告诫他们要小心,以免自欺欺人。 卢瑟福一开始有些犹豫,但尊重实验事实的朴素唯物主义和科学家的责任感促使卢瑟福和索迪勇敢地决定发表论文。
当他们把论文寄给当时在科学界颇有影响力的《哲学杂志》时,却被该杂志的主编凯尔芬勋爵拒绝了。 开尔文勋爵是英国科学界的领军人物,也是19世纪最杰出的物理学家之一。 凯尔芬对学术问题有自己的观点。 他认为实验只是验证理论的一种方式。 另外所以物理学家,以思想和医疗保护为天寿而闻名的凯尔芬晚年,实际上是反对顾齐伟的杀生论和苦素转化论的。 卢瑟福、索然易、段文海、合作正地在提出元素相变假说时,根据放射性元素在自发放射射线的同时不断放出能量的事实,提出了“原子能”的概念。 卢瑟福还用这个理论解释了太阳能和地热的来源已经完全消失,解决了物理学家和地质学家之间长期存在的争论。 开尔文是物理学家的代表人物,主张这种能量来自于引力收缩。 凯尔芬显然不愿意发表卢瑟福和索迪的论文。 在这种情况下,卢瑟福不得不赶回剑桥,向他的导师汤姆森寻求帮助。 汤姆森通过实验测量电子的荷质比证实了电子的存在,他对新的科学发现和理论受到轻视的事实非常敏感。 因此,他毫不犹豫地支持卢瑟福。 汤姆森亲自找到了凯尔芬,并向凯尔芬保证他对这篇文章负责,凯尔芬只好同意发表卢瑟福和索迪的论文。
同位素假说的提出
关于元素嬗变假说的论文发表引起的轰动是可以理解的。 起初,就连居里夫妇也表示不敢相信。 门捷列夫不仅自己表示怀疑,还呼吁其他科学家不要相信。 至于凯尔芬,尽管他同意发表这篇论文,但他仍然在1906年中商九段新冷尚康和1907年英国科学促进会的两次年会上多次发起挑战,认为镭产生了新元素并不能证明原子的转变,但镭本身和含有该元素的化合物可能存在。 卢瑟福、索迪、居里夫人都反驳了凯尔芬,而最有力的反驳就是实验事实。 提出元素嬗变假说后,卢瑟福和苏迪开始对放射性元素进行进一步深入的研究。
1899年,卢瑟福发现铀和惠福用来合成铀的化合物有两种放射线。 一种很容易被吸收,他将其命名为“射线”; 另一种对人体的渗透力更强。 穿透能力,他称之为B射线。 为了探索a和b射线的性质,卢瑟福和索迪使用空气液化器在低温条件下浓缩射流,并证明射流是气体。 司青发现的稀有气体非常相似。 当他们继续研究时,发现镭衰变时会释放出氦离子,因此他们推测α射线是氦离子流。 为了验证这个猜想,索迪于1903年3月离开保诚实验室,回到伦敦,在那里他因发现时间杀手和研究惰性气体而闻名于世。 拉威七影与穆赛合作研究放射性镭所释放的气体。 很快顺吹千农殿结底传爱红和他们的实验证实了卢瑟福和索迪的上述推测。 A. 射线是带正电的氦离子流。 卢瑟福证明了射线是电子流。 他们的共同努力终于揭示了辐射的本质。
路应元、瑟福和索迪的开创性工作吸引了许多年轻科学家。 1903年以后的岁月里,人们不断地用各种方法从铀、钍、锕等放射性元素中分离出一种又一种“新”放射性元素。 放射性元素。 到1907年,已经分离和研究了近30种放射性元素,数量之多以至于元素周期表中没有它们的位置。 这就产生了矛盾,怀疑元素周期表是否适用于放射性元素。 另外,人们对这些新发现的放射性元素进行比较研究后发现,一些放射性性质不同的元素却具有完全相同的化学性质。 例如,虽然钍及其转化产生的放射性钍的放射性有显着差异,但它们混合后很难通过化学方法分离。 化学性质完全相同。 这样的事实正在越来越多地积累。 基于这些事实,苏迪于1910年提出了著名的同位素假说:存在着原子量和放射性不同,但其他物理和化学性质相同的化学元素变体。 这些变体在元素周期表中应该处于相同的位置,因此被称为同位素。 索迪随后根据原子转变过程中a射线的发射相当于分裂正氦离子,b射线的发射相当于电子的发射这一事实,提出了放射性元素转变的位移规则。 。 放射性元素发生转变后,在元素周期表上向前(即向左)移动两位,即原子序数减少2,原子量减少4。发生b转变后,移动向后一位,即原子序数增加1,原子量不变。 德国化学家法詹斯和英国化学家罗素也独立发现了这一位移规律。
他们根据同位素假说,将天然放射性元素分为三个放射性系列:铀镭系列、钍系列、锕系列。 这不仅解决了周期表中大量放射性“新”元素的位置问题,而且还解释了它们之间的变化关系。 根据位移规则,三个辐射系列的最终产物都是铅,但每个系列产生的铅的原子量不同。 为了验证同位素假说和置换规则的准确性,美国化学家理查兹于1914年完成了这项工作。1919年,英国化学家阿斯顿研制出了质谱仪,使人们对同位素有了更清晰的认识。
1914年至1919年第一次世界大战期间,索迪担任格拉斯哥大学阿伯丁讲座教授。 在此期间,他除了承担部分战时工作外,还对放射性元素的位移规律进行了深入研究。 1919年,索迪申请成为牛津大学化学教授。 在这个岗位上,他辛勤工作了17年。 在继续从事放射化学研究的同时,他几乎将全部精力投入到改进化学教学和实施实验室改造上。 看来他晚年在化学研究上并没有取得什么突出的成就。 据后来分析,可能是因为他只注重个人努力,独自从事实验和研究。 显然,他不适合现代科学研究的要求。 由于现代科学研究的局限性,在深度和广度上,大量的研究工作已经从分散的纯粹个人活动转变为社会化的集体活动。 在早期的研究中,卢瑟福、拉姆齐等著名人士与他合作; 在后来的研究中,他没有一个研究小组,也没有在他周围聚集一些优秀的人才。 另一个原因是,第一次世界大战期间,另一位接触过苏迪作品的年轻化学家莫斯利参军并战死沙场。 一位年仅27岁就展现出非凡才华的科学家的英年早逝,给索迪和整个英国科学界带来了巨大的悲痛和愤慨。 对此,苏迪深感科学进步与社会格格不入。 为什么科学进步不但不能阻止战争,反而加剧战争对人类的伤害? 从此,苏迪开始关注科学与社会的关系,并提出科学促进文明。 口号,积极参加各种相关社会活动,成为知名的社会活动家。
由于从事放射性元素的研究,他特别关心放射性及其能量的和平利用。 他提出,应该控制放射性这一原子能的大能量库,使其成为人类的另一个太阳。 他高度重视科学的社会功能,强调科学家要真正承担起社会责任。 索迪于1956年9月22日在英国布莱顿去世,享年79岁。由于他对现代化学和物理学发展的杰出贡献,他的名字将永远与同位素联系在一起。