1908、ガイガー＝マースデンの実験～ガイガー（独）：アルケーを知りたい(719)

2月 28, 2023

今回は物理学。

▼ガイガー＝マースデンの実験：別名、ラザフォードの散乱実験。1908年、マンチェスター大学の物理学研究室でラザフォード(37)の指導の下でガイガー(26)とマースデン(19)が行った実験。実験の目的は原子の姿を解明すること。当時の原子モデルはJ.J.トムソンらが考えたものだった。これに今ひとつ納得がいかなかったラザフォードは、金箔に正電荷のα粒子を通過させる実験を行った。ほとんどのα粒子は金箔を通過した。しかし、一部のα粒子は、曲がったり跳ね返された。ラザフォードは驚いて「大砲をティッシュペーパーに打ち込んだら、弾が跳ね返って戻ってきた」と言った。正電荷のα粒子のほとんどが金箔を通過することと時折曲がったり跳ね返されたりすることから、正電荷の原子核はそれまで考えられていたものよりずっと小さいことが分かった。この実験の結果、今でもアメリカ原子力委員会が採用している原子モデルが誕生した。

▼ガイガーのここが面白い：ドイツの大学で24才で博士号を取った後、イギリスの大学に留学。ラザフォードから優秀さを買われて、実験担当の研究員になる。これがガイガーが人と巡り会う運の良さ（例1）。ラザフォード研究室の若手のマースデンを弟分にして、今の高校物理の教科書にも出てくるガイガー＝マースデンの実験（あるいはラザフォードの散乱実験）ができた運の良さ（例2）。ドイツに帰ってからは自分の年齢の半分のミュラーとガイガー＝ミュラーカウンターを開発できた運の良さ（例3）。

▼ガイガー　Hans Wilhelm Geiger　1882年9月30日 - 1945年9月24日

ドイツの物理学者。

【人物】父親はインド学の学者でエアランゲン大学教授。

【教育】1902-06(20-24) エアランゲン大学で物理学と数学を学ぶ。

1906(24) エアランゲン大学で博士。

【活動/業績】1906(24) マンチェスター大学に留学しシュスターの助手。

1907-12(25-30) マンチェスター大学でシュスターの後任の物理学教授ラザフォードのもとで研究員。

1908-12(26-30) ラザフォードの監督の元でガイガー＝マースデンの実験など、原子の構造を追求する実験を開始。論文『物体によるアルファ粒子の散乱について』を発表。α粒子をカウントするガイガー・カウンターを開発。

1909(27) マースデンとの共著で論文『アルファ粒子の拡散反射について』を発表。

1910(28) 論文『物質によるアルファ粒子の散乱』を発表。

1911(29) ラザフォードが『α および β 粒子の物質による散乱と原子の構造』を発表。ラザフォードの原子モデルが登場。

1912(30) ドイツ国立科学技術研究所で放射線研究の責任者。

1913(31) マースデンとの共著で論文『大きな角度でのアルファ粒子の偏向の法則』を発表。

1914-18(32-36) WWI。ドイツ軍で砲兵将校。

1925(43) キール大学で教授。

1928(46) ミュラー(23)とα粒子、β粒子、γ粒子が検出できるガイガー＝ミュラー・カウンターを開発。

1929(47) テュービンゲン大学で物理学教授。宇宙線シャワーを初めて観測。

1936-45(54-63) ベルリン工科大学で教授。

【ネットワーク】

シュスター　Franz Arthur Friedrich Schuster　1851年9月12日 - 1934年10月14日　ドイツ生まれでイギリスの物理学者。キルヒホフ、ウェーバーの弟子。マンチェスター大学を物理学研究の中心地にした立役者。▼ガイガーの留学を受け入れ1年助手にした。翌年退任。後任教授がラザフォード。

長岡半太郎　ながおかはんたろう　1865年8月19日 - 1950年12月11日　物理学者。ボルツマンが師匠。▼土星型原子モデルの提唱者。ラザフォードの原子モデルが登場したとき祝辞を送った。

ラザフォード　Ernest Rutherford　 1871年8月30日 - 1937年10月19日　イギリスの物理学者・化学者。原子物理学の父。1908(37) ノーベル化学賞受賞(元素の崩壊、放射性物質の化学に関する研究)。

マースデン　Ernest Marsden　1889年2月19日 - 1970年12月15日　イギリスの物理学者。▼1908(19) ラザフォードの散乱実験をガイガーと共に実行。共著論文も発表。

ミュラー　Walther Müller　1905年9月6日 - 1979年12月4日　ドイツの物理学者。▼1928(23) キール大学でガイガー＝ミュラー計数管を開発。

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