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ヘンリー・モーズリーの目がくらむほど素晴らしいが悲痛なほど短いキャリア

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今日、私たちは原子番号の概念を当然のことと考えています。原子番号は、原子核内の正に帯電した陽子の数の尺度であり、元素が何であるかを定義します。

たとえば、原子番号を持つ元素酸素 8は、原子番号を持つ元素鉛とは大きく異なります 82 または原子番号を持つ元素ヨウ素 53。原子番号の概念を最初に解明したのは、英国の物理学者ヘンリー・モーズリーです。

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素晴らしいスタート

ヘンリー・モーズリーは、1887年11月23日にイギリスのウェイマスで、チャレンジャー号探検隊のメンバーであった自然主義者の父、ヘンリー・ノティッジ・モーズリーに生まれました。この遠征のメンバーは旅をしました 81,000マイル (130,000 km)世界中で、世界の海を調査および探索しています。

ヘンリー・モーズリーの母親は、ウェールズの生物学者ジョン・グウィン・ジェフリーズの娘であり、彼女自身も英国のチェスチャンピオンでした。リンゴが木から遠く離れていない場合、ヘンリー・モーズリーは、最初はイートンカレッジで、次にオックスフォードのトリニティカレッジで、化学と物理学に優れていました。

1910年、モーズリーはマンチェスター大学に移り、アーネストラザフォードの研究グループに加わり、教えました。原子核物理学の父として知られているラザフォードは、放射性元素の半減期の発見者であり、元素ラドンの発見者です。そして彼はアルファ線とベータ線を区別しました。

マンチェスターで、モーズリーは世界初の原子力電池、つまりベータセルを作成しました。今日、原子力電池は、心臓ペースメーカーや宇宙船など、電力が長期間必要とされる場所で使用されています。

元素の周期表を使いこなす

元素の周期表は、ロシアの化学者ディミトリメンデレーエフによって作成されました。 44年 1869年の初め。元素は、原子重量と化学的性質に応じて配置されました。その後、1911年に、オランダの物理学者アントニウスファンデンブロークは、と呼ばれるものがあったと述べた仮説を発表しました 原子番号、 そしてそれは原子核の電荷の量に等しいこと。

1913年、モーズリーはオックスフォードに戻り、実験に自己資金を提供しなければなりませんでした。彼は、さまざまな化学元素に高エネルギーの電子を照射する装置を設置し、得られたX線の波長と周波数を測定しました。

Moseleyは、各元素が固有の周波数でX線を放出することを発見し、さまざまな元素の原子番号に対してX線の周波数の平方根をプロットすると、直線グラフが得られることを発見しました。

このデータは、原子核の正電荷が 1ユニット 周期表のある元素から次の元素へ。したがって、原子番号は原子核内の陽子の数と同じです。この作品はモーズリーの法則として知られるようになりました。

Moseleyが発見される前は、コバルトやニッケルなどの原子番号を持つ元素を注文することは困難でした。 27 そして 28 それぞれ、コバルトの原子量は実際にはニッケルの原子量よりもわずかに高いためです。

最も重要なことに、モーズリーは、原子番号で周期表にギャップがあることに気づきました。 43, 61, 72 そして 75。これらの数字がテクネチウム、プロメチウム、ハフニウム、レニウムの元素に対応していることが知られるまでには何年もかかるでしょう。

Moseleyは、サンプルに高エネルギーの電子を照射し、結果として得られるX線の周波数を調べることで、サンプルにどの元素が存在するかを知ることができます。 X線分光法と呼ばれるこの技術は、今日、世界中の研究所で使用されています。

以下は、火星の土壌のサンプルに対して火星パスファインダー着陸船によって実行されたX線分光法の結果です。

Moseleyは、一連のランタニド化学元素が正確に構成されていることを示すことができました。 15 原子番号を持つ金属化学元素 57 使って 71。これらの番号は、ランタンからルテチウムの元素に対応しています。

姉妹元素であるスカンジウムやイットリウムとともに、これらの元素は希土類元素として知られており、今日の世界で非常に有用です。希土類元素は、スマートフォン、デジタルカメラ、コンピューターのハードディスク、蛍光灯とLEDライト、フラットスクリーンテレビ、コンピューターモニター、電子ディスプレイで使用されています。

第一次世界大戦

1914年8月、第一次世界大戦が勃発し、モーズリーはそれが彼の愛国的な義務であると感じて、イギリス陸軍の王立工兵隊に入隊しました。

1915年2月から1916年1月まで、今日のゲリボル、トルコ、イギリス、フランス、ロシアはダーダネルス海峡を支配しようとしていました。これは、ヨーロッパとアジアの境界の一部を形成する狭い海峡です。

モーズリーは、1915年8月10日、狙撃兵に頭を撃たれたとき、ガリポリの戦いでテクニカルコミュニケーションオフィサーを務めていました。モーズリーは亡くなったときわずか27歳で、トルコのガリポリ半島に埋葬されています。

歴史におけるモーズリーの位置

何年にもわたって、ニールス・ボーアなどの科学者は、モーズリーがどのように生きていたかについてコメントしました。彼は原子構造の知識に大きく貢献したでしょう。アメリカの物理学者ロバートミリカンはモーズリーの作品について次のように書いています。
「構想において最も優秀で、実行において巧みであり、科学の歴史の結果に光を当てるダースの1つとしてランク付けされる運命にある研究で、26歳の若い男が私たちが通る窓を開けました。これまで夢にも思わなかった明確さと確実性で、素粒子の世界を垣間見ることができます。」

アメリカの有名なSF作家、アイザック・アシモフはモーズリーについて次のように書いています。
「彼(モーズリー)がまだ成し遂げたかもしれないことを考えると…彼の死は、一般的に人類にとって戦争の最も費用のかかる単一の死であったかもしれない。」

もし彼が生きていたら、モーズリーはほぼ確実にノーベル物理学賞を受賞したでしょう。なぜなら、1914年に、結晶によるX線の回折を発見したことでドイツのマックスフォンラウエにその賞が授与されたからです。 1915年、ノーベル物理学賞は、X線を使用して結晶の構造を決定する際の発見に対して、英国の父と息子のウィリアムヘンリーブラッグとローレンスブラッグに贈られました。

1916年にはノーベル化学賞は授与されませんでしたが、1917年、英国のチャールズバークラは、さまざまな元素から放出される特性X線周波数の発見に取り組んだ功績により賞を受賞しました。

今日、英国物理学会ヘンリー・モーズリーメダルアンドプライズは、モーズリーに敬意を表して命名されました。


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