Van den Broek, Antonius

Antonius van den Broek
Antonius Johannes van den Broek
Van den Broek, noin 1918
Syntymäaika	4. toukokuuta 1870( 1870-05-04 )
Syntymäpaikka	Zoetermeer , Alankomaat
Kuolinpäivämäärä	25. lokakuuta 1926 (56-vuotiaana)( 1926-10-25 )
Kuoleman paikka	Bilthoven , Alankomaat
Maa	Alankomaat
Tieteellinen ala	atomi- ja ydinfysiikka
Alma mater	Leidenin yliopisto Pariisin yliopisto
Tunnetaan	hypoteesin tekijä alkuaineen järjestysluvun yhtäläisyydestä ytimen varauksen kanssa, atomiytimien rakenteen protoni-elektronimallin perustaja
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Antonius Johannes van den Broek _ _ _ _ _ _ _ _ _ ) on hollantilainen lakimies ja amatöörifyysikko. Erityisopetuksen puutteesta huolimatta hän sai useita tuloksia, jotka jättivät jälkensä tieteen historiaan. Hän omistaa ensimmäisen kannanoton jaksollisen järjestelmän elementin järjestysluvun yhtäläisyydestä atomiytimen varaukseen . Van den Broekin nimi liittyy varhaisten teoreettisten ajatusten syntymiseen ytimen koostumuksesta, erityisesti hän ehdotti ydinrakenteen protoni-elektronimallia. Töissään hän yritti toistuvasti löytää oikean periaatteen alkuaineiden järjestykseen jaksollisessa järjestelmässä ja kehittää menetelmän kaikkien mahdollisten luonnon isotooppien laskemiseen .

Elämäkerta

Antonius van den Broek syntyi 4. toukokuuta 1870 Zoetermeerin kylässä lähellä Haagia perheeseen, joka oli peräisin yhdeltä Pohjanmeren rannikkosaarelta . Van den Broekin varhaisista vuosista ja hänen vanhemmistaan tiedetään hyvin vähän. Isä Jan Adriaan van den Broek (1832 - ?), ilmeisesti työskenteli ensin kylän notaarina ja perusti sitten notaaritoimiston Haagiin. Äiti Willemina Francina Nuij (1830-1912) oli koulutettu nainen, joka oli kiinnostunut luonnontieteistä, ja luultavasti siirsi tämän kiinnostuksen pojalleen. Syyskuussa 1889 van den Broek tuli Leidenin yliopiston oikeustieteen laitokselle , marraskuusta 1891 lähtien hän opiskeli Sorbonnessa kaksi tai kolme vuotta ja palasi sitten Leideniin, missä hän 22. lokakuuta 1895 puolusti väitöskirjaansa ja sai tohtorin tutkinnon oikeuskäytäntö. Väitöstyössään nostettiin esille joitakin Hollannin rikos- ja kauppalakien parantamiseen liittyviä kysymyksiä [1] .

Puolustuksen jälkeen ja noin vuoteen 1902 asti van den Broek työskenteli isänsä toimistossa. Vuonna 1896 hän meni naimisiin Elisabeth Margaretha Mauven ( Elisabeth Margaretha Mauve , 1875-1948), kuuluisan taidemaalarin Anton Mauven tyttären kanssa . Seuraavana vuonna heillä oli poika ja tulevaisuudessa vielä kolme tytärtä. Tähän mennessä puolisoilla oli lyhyt intohimo tolstoilaisuuteen , he osallistuivat paikallisen tolstoilaisen yhteiskunnan kokouksiin. Vuonna 1899 van den Broek alkoi käydä oikeustieteen luentoja Amsterdamin yliopistossa , ja vuoden 1902 jälkeen hän lähti ulkomaille opiskelemaan taloustiedettä : ensin Wienissä (professori Carl Mengerin johdolla ) ja sitten Berliinissä ( Adolf Wagnerin ja Gustav Schmollerin johdolla ). Van den Broek ilmeisesti oli ensisijaisesti kiinnostunut taloustieteen filosofisista ja matemaattisista näkökohdista, mutta hänen opinnot ilmeisesti rajoittuivat yleiseen perehtymiseen tämän tieteenalan ongelmiin eivätkä tuottaneet hänelle tyydytystä [2] .

Joulukuussa 1905 - helmikuussa 1906 van den Broek matkusti läpi Romanian , Kreikan ja Turkin . Noihin aikoihin hän alkoi opiskella luonnontieteitä systemaattisesti. Tämän johtopäätöksen teki onnellinen sattuma. 1960-luvun lopulla BSSR:n tiedeakatemian akateemikko Mihail Eljaševitš löysi BSSR : n tiedeakatemian peruskirjastosta Minskissä useita käsinkirjoitettuja katkelmia, jotka olivat yhden vuoden 1914 Filosofisen lehden numeron sivujen väliltä. . Näiden tekstien tutkiminen johti siihen johtopäätökseen, että ne olivat van den Broekin käsin kirjoittamia. Historioitsija Juri Lisnevsky vuosina 1978-1979 suorittaman kirjaston kassatutkimuksen tuloksena havaittiin, että monet Filosofisen lehden numerot tammikuusta 1906 tammikuuhun 1924 kuuluivat hollantilaiselle tiedemiehelle. Lehden marginaalit osoittavat, että vuoden 1906 ensimmäinen ja osa toisesta numerosta luettiin kokonaan; muistiinpanot muista asioista osoittavat erilaisia van den Broekin tärkeimpiä tieteellisiä kiinnostuksen kohteita - radioaktiivisuutta , atomin rakennetta , röntgensäteilyä . Lisnevsky teki yksityiskohtaisen kuvauksen löydöistä - pentueesta ja liitteistä (käsikirjoitukset, leikkeet ja niin edelleen) - ja se mahdollisti merkittävästi amatöörifyysikon elämän ja työn ymmärtämisen laajentamisen. Ei ole täysin selvää, miten van den Broekin henkilökohtaisen kirjaston julkaisut päätyivät Minskiin. Ilmeisesti tiedemiehen kuoleman jälkeen hänen leski myi lehdet, ja ne päätyivät Minskiin Suuren isänmaallisen sodan jälkeen , kun hyökkääjien ryöstettyjä Fundamental Libraryn rahastoja palautettiin [3] [4] .

Oli miten oli, maaliskuusta 1906 lähtien van den Broek tilasi Philosophical Magazine -lehden ja mahdollisesti myös Nature- ja Physikalische Zeitschrift -lehden . Vuoden intensiivisen tutkimuksen jälkeen hän kirjoitti ensimmäisen tieteellisen työnsä, joka julkaistiin saksalaisessa Annalen der Physik -lehdessä . Tähän asti syyt Van den Broekin odottamattomaan vetoomukseen luonnontieteellisiin aiheisiin ovat jääneet epäselväksi. Lisnevskyn oletuksen mukaan tiedemiehen sukulaisilta saatujen tietojen perusteella van den Broekin kiinnostus fysiikkaan ilmeni melko varhain hänen äitinsä vaikutuksen alaisena; Tämän vahvistaa syvä tieto, jonka hän osoitti jo ensimmäistä artikkeliaan kirjoittaessaan ja jota tuskin olisi voitu hankkia yhdessä vuodessa. Taipumus tieteelliseen tutkimukseen jäi kuitenkin realisoimatta pitkään: isän tahto vaikutti ratkaisevasti ammatinvalintaan. Luultavasti vuoden 1900 tienoilla hänen isänsä kuoli, ja van den Broek, joka tunsi olevansa vapaa aikaisemmista velvoitteista, alkoi "etsiä itseään". Tästä syystä hänen tilapäinen kiehtoonsa taloustieteitä; hänet korvattiin systemaattisilla fysiikan opinnoilla, joita hän ei muuttanut ennen elämänsä loppuun [5] .

Uusista kiinnostuksen kohteista huolimatta van den Broek jatkoi lakitehtävien hoitamista, jotka liittyivät pääasiassa maa-alueiden myyntiin ja ostoon, rakentamiseen ja vastaaviin asioihin. Vuosina 1903-1911 hän asui perheensä kanssa Bourg-la-Reinen lähellä Pariisia ja Gautingissa lähellä Müncheniä , seuraavina vuosina - eri kaupungeissa Alankomaissa ( Noordwijk , Gorssel , De-Bilt, Scheveningen ), matkusti ajoittain ulkomaille: hän halusi vierailla Pariisissa, vieraili Italiassa ja kahdesti Espanjassa. Opiskeluvuosistaan hän piti arkkitehtuurista ja rakentamisesta, ja vuonna 1920 hän rakensi kuusikulmaisen talon, jota hän piti järkevämpänä kuin tavalliset nelikulmaiset rakennukset; ystäviensä kanssa van den Broek perusti Bilthovenin ( hollantilainen Bilthoven ) osuuskuntakylän lähellä Utrechtia . Musiikki oli myös hänen mielenkiinnon kohteena, ja hän soitti pianoa hyvin . Kuten van den Broekin tytär kirjoitti monia vuosia myöhemmin, hän yritti olla mainostamatta intohimoaan tieteeseen: ”Hän ei koskaan raportoinut opinnoistaan ja julkaisuistaan. En usko, että hän oli onneton perheessä, mutta hän oli hyvin suljettu. Hänen sosiaaliset kontaktinsa rajoittuivat enimmäkseen työkavereihin. Hän oli aina kohtelias ja ystävällinen kommunikaatiossa. Hänen terveytensä oli aina erittäin huono... En koskaan ymmärtänyt, mitä hän teki monta tuntia, tuijottaen kiinteästi yhteen pisteeseen. Tämä ärsytti minua. Nyt ymmärrän, että hän työskenteli – ei kirjoituspöytää, ei papereita, ei kynää. Vain pieni muistilappu muistiinpanoja varten, eikä silloinkaan aina” [6] .

Yhteensä van den Broek julkaisi 23 artikkelia alkuaineiden jaksollisesta järjestelmästä, atomin rakenteesta ja isotoopia-ilmiöstä. Ne osoittivat täysin kirjoittajan erityisen kyvyn löytää kvantitatiivisia suhteita suurista ulkoisesti toisiinsa liittymättömien tietojen joukosta. Kuuluisan fyysikon Hendrik Kramersin mukaan "lukujen mysteeri... oli erityisen houkutteleva hänen lahjakkaalle luonteelleen". Van den Broekin työ erottui ajatusten ja hypoteesien rohkeudesta, jotka joskus vaikuttavat riittämättömästi koordinoiduilta ja pinnallisilta. Tiedemies kuitenkin yritti aina antaa esitetyille määräyksille fyysisen perustelun, yhdistää ne uusimpiin koetietoihin. Samaan aikaan ammatillisen koulutuksen puute vaikutti hänen työnsä tyyliin: materiaalin esittämisen logiikan loukkaukset, artikkeleiden epäonnistunut rakenne, sanamuodon sumeus ja moniselitteisyys vaikeutti kirjoittajan ajatusten ymmärtämistä. [7] .

Ilmeisesti van den Broekilla ei ollut minkäänlaista yhteyttä ammattitutkijoihin ennen vuotta 1923 , jolloin professorit Ernst Cohen ( eng. Ernst Cohen ) Utrechtistä ja Remmelt Sissingh Amsterdamista suosittelivat, että hänet hyväksyttäisiin Hollannin kuninkaalliseen tiedeyhdistykseen ( niderl Koninklijke Hollandsche Maatschappij ). der Wetenschhappen ) Haarlemissa . Seuran seuraavassa kokouksessa kuuluisa Hendrik Lorentz puhui van den Broekin työstä, jonka jälkeen jälkimmäinen valittiin tämän järjestön jäseneksi. Siitä lähtien näiden kahden tiedemiehen välille on luotu yhteys, tieteellistä kirjeenvaihtoa on käyty. Van den Broekin huonoa terveyttä ravisteli entisestään koettu henkilökohtainen tragedia: hänen 19-vuotias poikansa kuoli talvella 1917 pudotessaan jään läpi luistellessaan Zuiderzeellä . Vuoden 1924 lopulla tiedemies sairastui vakavasti, hänellä diagnosoitiin edennyt anemia . 25. lokakuuta 1926 hän kuoli Bilthovenissa, jonne hänet haudattiin. Van den Broekin viimeinen käsikirjoitus luovutettiin Lorenzille hänen leskensä toimesta, mutta viimeksi mainitun kuoleman vuoksi se julkaistiin vasta vuonna 1929 Kramersin esipuheella [8] .

Tieteellinen luovuus

Varhainen työ jaksollisen järjestelmän parissa

Syitä van den Broekin kiinnostukseen elementtien jaksollisen järjestelmän rakennetta kohtaan ei tunneta . Tämä kiinnostus ei rajoittunut tiettyjen elementtien sijoittamiseen jaksolliseen taulukkoon , vaan se herätti myös syvempiä kysymyksiä atomin rakenteesta . Ensimmäisessä teoksessaan "Alfahiukkanen ja elementtien jaksollinen järjestelmä" ( saksa: Das α-Teilchen und das periodische System der Elemente , 1907) van den Broek muotoili niin kutsutun alfad-hypoteesin jaksollisen järjestelmän rakenteesta. Lähtökohtana olivat Ernest Rutherfordin tulokset , joka vuonna 1906 mittasi varauksen suhteen alfahiukkasen massaan ja ehdotti tässä suhteessa, että alfahiukkanen voisi olla kokonainen heliumatomi tai puolet siitä. Se oli puolisko heliumatomista, jonka varaus on 1 ja massa 2 (vetyionin eli protonin varaus- ja massayksiköissä ) ja jota hän kutsui "alfoniksi", van den Broek sanoi. perustana elementtijärjestelmän rakentamiselle. Lisäämällä näiden rakenneyksiköiden määrää tiedemies laati atomipainotaulukon ja vertasi sitä Mendeleevin järjestelmään. Tuloksena saatu idealisoitu taulukko antoi yleiskuvan atomipainojen kasvusta, mutta ei kyennyt kuvaamaan yksityiskohtia. Siten alkuaineiden atomipainot, jotka tuolloin tunnettiin hyvällä tarkkuudella, eivät olleet suinkaan parillisia lukuja (suhteessa alfonin massaan), kuten van den Broekin tapauksessa. Vaikka kirjoittajan argumentti ei ollut vakuuttava, alfahypoteesi sisälsi implisiittisesti seuraavan tärkeän ajatuksen: koska taulukon elementin numero määräytyi alfonien lukumäärän perusteella ja alfonin varaus on 1, niin elementti on yhtä suuri kuin siihen sisältyvien perusvarausten lukumäärä . Van den Broek ymmärsi tämän idean täysin vasta paljon myöhemmin [9] [10] .

Van den Broekin toinen teos, "Mendelejevin "kuutioinen" jaksollinen elementtijärjestelmä ja radioelementtien järjestely tässä järjestelmässä" ( saksaksi: Das Mendelejeffsche "kubische" periodische System der Elemente und die Einordnung der Radioelemente in dieses System , julkaistu 15. kesäkuuta, 1911), jatkoi ensimmäisessä artikkelissaan alkanutta linjaa. Hän yritti toteuttaa Mendelejevin ohimennen mainitseman idean vuonna 1869 ja järjesti elementit ei tasaisen pöydän muotoon, vaan suuntaissärmiön ("kuution") muotoon, jonka leveys oli kahdeksan paikkaa, viisi korkea ja kolme. syvä. Tällä kertaa järjestelmään sisällytettiin harvinaiset maametallit ja uudet radioaktiiviset elementit (vaikka ne lähettävät vain alfasäteitä). Vaikka alfonen käsitettä ei enää käytetty, taulukon matemaattinen perusta oli olennaisesti sama: otettiin käyttöön "teoreettinen atomipaino", joka sai parilliset arvot 4:stä 242:een. Tämä heijasti van den Broekin näkemyksiä jaksollisuuden käsite, joka hänen määritelmänsä mukaan vastaa viereisten alkuaineiden atomipainojen erojen vakioisuutta. Koska nämä erot kasvavat vähitellen Mendelejevin järjestelmässä (sen sijaan, että pysyisivät yhtä suurena kuin 2), hän etsi keinoa parantaa sitä ja saattaa elementtien järjestely lähemmäksi hänen teoreettista ihanteetaan. Täällä hän rakensi ensimmäistä kertaa atomipainojen riippuvuuden jaksollisen taulukon elementtien sarjanumeroista, mikä hänen mielestään osoitti "kuutiojärjestelmän" edut. Siten ilmestyi ajatus sarjanumerosta, jolla oli myöhemmin tärkeä rooli tutkijan näkemysten kehittymisessä [11] [12] .

Ytimen sarjanumero ja varaus

Toukokuussa 1911 julkaistiin Rutherfordin kuuluisa paperi, jossa muotoiltiin uusi (ydin)malli atomista . Rutherfordin ja Barklen itsenäisesti saamien arvioiden mukaan massiivisen keskuskappaleen (" ytimen ") varaus on suunnilleen puolet atomipainosta ( ). Jo 20. heinäkuuta 1911 van den Broekin vastaus Rutherfordin työhön ilmestyi Nature -lehdessä - huomautus "Mahdollisten elementtien lukumäärä ja Mendeléeffin "kuutio" jaksollinen järjestelmä" ( eng. Mahdollisten elementtien lukumäärä ja Mendeléeffin "kuutio" jaksollinen järjestelmä järjestelmä ). Koska naapurielementtien atomipainojen ero "kuutiojärjestelmässä" on keskimäärin 2 ja kunkin merkin varausten lukumäärä on yhtä suuri kuin puolet atomipainosta, niin viereisten elementtien on erotettava varauksesta yhdellä. Siksi "mahdollisten alkuaineiden lukumäärä on yhtä suuri kuin atomin kunkin merkin mahdollisten pysyvien varausten lukumäärä, tai jokainen mahdollinen vakiovaraus (molempien merkkien) atomissa vastaa mahdollista alkuainetta." Tämä hypoteesi johti van den Broekin suoraan ajatukseen varauksesta kemiallisen alkuaineen pääominaisuutena sekä varauksen ja atomiluvun identiteetistä . Tätä ajatusta ei kuitenkaan ole vielä ilmaistu yksiselitteisesti, ja huomautus on jäänyt tiedeyhteisöltä huomaamatta. Syynä oli luultavasti esitetyn hypoteesin yhdistäminen "kuutio" elementtijärjestelmään, jonka epätyydyttömyys tuli pian selväksi van den Broekille itselleen [13] [14] . "Näin", kirjoitti kuuluisa fyysikko ja tieteen historioitsija Abraham Pais , "perustuen jaksollisen järjestelmän väärään versioon ja väärään suhteeseen ja välillä, ylivalta jaksollisen järjestelmän järjestyslukuna tuli fysiikkaan ensimmäistä kertaa. " [15] . $Z\approx A/2$ $Z$ $A$ $Z$

1. tammikuuta 1913 julkaistiin ehkä tärkein teos van den Broekin työssä - artikkeli "Radioelements, the periodic system and the structure of the atom" ( saksa: Die Radioelemente, das periodische System und die Konstitution der Atome ). Se koostuu kahdesta löyhästi kytketystä osasta. Ensimmäinen ehdotti toista jaksollisen järjestelmän versiota, joka oli paljon lähempänä perinteistä Mendelejevia. Jotkut järjestelmän solut, joita kirjoittaja kutsui "laajennetuksi", sisälsivät kaksi tai kolme elementtiä. Radioelementeistä vain alfasäteilijät otettiin mukaan: koska beeta-radioaktiivisuus ei muuta atomin massaa, uskottiin , että elementti pysyy samana. Tällä kertaa Theodor Wulfin ehdottamia lukuja käytettiin "teoreettisina atomipainoina " ja niitä verrattiin kokeellisiin tietoihin . Näiden arvojen välistä eroa ei van den Broekin mukaan pidä ottaa liian vakavasti, koska ehkä ei massa, vaan atominsisäinen varaus on atomirakenteen avainominaisuus. Artikkelin toinen osa on omistettu maksun roolin yksityiskohtaiselle tutkimukselle. Analysoituaan beetaradioaktiivisuutta, anodisäteitä (eng. Anode ray) ja ominaista röntgensäteilyä koskevien kokeiden tiedot , jotka osoittavat useiden elektroniryhmien läsnäolon atomeissa , van den Broek esitteli järjestysluvun käsitteen ( saksa: Folgenummer ). Tiedemies yhdisti tämän hypoteesin kokeista tunnettuun tietoon ja antoi periaatteessa oikean kuvan atomin rakenteesta: jaksollisen järjestelmän jaksot vastaavat sitoutuneiden elektroniryhmien muodostumista, jotka täyttävät joitain alueita atomien sisällä. Vaikka sarjanumeron käsite esiteltiin aiemmin van den Broekille tuntemattomien John Newlandsin ja Johannes Rydbergin teoksissa, se sai ensimmäistä kertaa fyysisen sisällön hollantilaiselta fyysikolta - ytimen varauksen Rutherfordin atomimallissa. . Huolimatta siitä, että ehdotettu hypoteesi esiintyi "laajennetun" elementtijärjestelmän yhteydessä, se ei ollut ristiriidassa Mendeleev-järjestelmän tietojen kanssa, ja siksi se kiinnitti tiedeyhteisön huomion. Ensinnäkin Niels Bohr kiinnitti siihen huomion , joka luultavasti keskusteli siitä Rutherfordin kanssa ja viittasi suoraan van den Broekin tuloksiin atomirakenneteoriaa koskevassa työssään, joka julkaistiin syyskuussa 1913 [16] [17] . $4n$ $4n+3$

Mitä tulee "laajennettuun" elementtijärjestelmään, sen jälkeen, kun Casimir Fajansin ja Frederick Soddyn muotoilemat radioaktiivisten siirtymien säännöt ilmestyivät vuoden 1913 alussa , se olisi pitänyt tunnustaa virheelliseksi. Syksyllä van den Broek hylkäsi sen, palasi Mendelejevin standardijärjestelmään ja samalla kyseenalaisti kokeellisen suhteen erottaen sen hypoteesistaan. Artikkelissa "Intra-atomic charge" ( eng. Intra-atomic charge ), joka julkaistiin Nature -lehdessä 27. marraskuuta 1913, tämä hypoteesi muotoiltiin seuraavasti: "Jos kaikki elementit on järjestetty atomipainojen nousevaan järjestykseen, Jokaisen tällaisen sarjan elementin lukumäärän tulisi olla yhtä suuri kuin sen atominsisäinen varaus. Hän löysi näkemyksensä vahvistusta Hans Geigerin ja Ernest Marsdenin kokeiden tiedoista alfa-hiukkasten siroamisesta eri alkuaineiden atomeilla [18] [19] . Suhteen hylkääminen ei ainoastaan mahdollistanut atominsisäisen varauksen tarkempaa määrittämistä, vaan vaati myös atomiytimen rakennetta koskevien ajatusten tarkistamista: jos, kuten silloin uskottiin, se koostuu alfa-hiukkasten joukosta , sitten ylimääräisen positiivisen varauksen kompensoimiseksi oli tarpeen olettaa, että ytimessä oli tietty määrä elektroneja. Kaikki tämä oli sopusoinnussa van den Broekin hypoteesin kanssa, kuten hän osoitti työssään "Ydinelektroneista" ( eng. On ydinelektronit , maaliskuu 1914) [20] . $Z\approx A/2$ $Z\approx A/2$

Jo joulukuussa 1913 Soddyn ja Rutherfordin muistiinpanot ilmestyivät lehden sivuille, jotka tukivat vahvasti van den Broekin johtopäätöksiä. Samaan aikaan ensimmäinen niistä otti käyttöön uuden termin " isotoopit " alkuaineille, jotka ovat samassa paikassa jaksollisessa järjestelmässä, ja osoittivat myös, että isotoopiailmiö ja radioaktiivisten siirtymien empiiriset säännöt saavat luonnollisen selityksen. van den Broekin hypoteesi. Rutherfordin työssä käsite " atomiluku " ( englanniksi atomic number ) näytti ensimmäistä kertaa kuvaavan elementin sijaintia jaksollisessa taulukossa. Vakuuttavat todisteet sarjanumerohypoteesin puolesta saatiin Henry Moseleyn klassisista kokeista , joilla määritettiin tyypillisten röntgensäteiden taajuudet. Nämä kokeet, joiden ensimmäiset tulokset esiteltiin joulukuussa 1913, suoritettiin van den Broekin työn välittömän vaikutuksen alaisena ja Rutherfordin [21] tuella . Artikkelissa "Ordinaals vai atomiluvut?" ( Eng. Ordinals or atomic numbers?, lokakuu 1914), van den Broek osoitti, että "järjestys", Rydbergin ehdottama järjestysluku, joka ylittää Moseleyn atomiluvut kahdella yksiköllä, ei anna niin hyvää selitystä kokeelliselle tiedolle kuin jälkimmäinen. Lukuisat seuraavina vuosina eri menetelmillä tehdyt tarkastukset osoittivat, että ytimen varaus todellakin kasvaa yhdellä elementistä toiseen, täysin van den Broekin hypoteesin [22] mukaisesti .

On huomattava, että atomiluvun löytäminen johtuu usein Bohrin tai Moseleyn ansioista, vaikka he eivät koskaan vaatineet etusijaa ja viittasivat aina van den Broekiin aikansa kirjoituksissaan. Hollantilaisen amatöörifyysikon panoksen aliarviointi johtuu luultavasti tiedon puutteesta hänen elämästään ja työstään, tieteen suuresta "tiheydestä" vuoden 1913 tienoilla, mikä usein vaikeutti eri tutkijoiden tulosten erottamista toisistaan; Moseleyn hahmoa ympäröivä traaginen sädekehä oli myös mukana . Kuten jaksollisen järjestelmän historian asiantuntija Eric Scerri kirjoitti :

Ydinluvun löytäminen saa aikaan pienen poikkeaman siitä, kuinka myöhemmät kommentaattorit usein kirjoittelevat ja puhdistavat tieteen historiaa. Todellinen löytäjä oli amatööritieteilijä Anton van den Broek, jonka panosta yleensä laiminlyödään. Usein ajatellaan, että van den Broek vain tiivisti fyysikkojen Rutherfordin ja Barklen työn, mutta tositarina on aivan erilainen.

Alkuperäinen teksti (englanniksi)[ näytäpiilottaa] Atomiluvun löytäminen tarjoaa mahdollisuuden poiketa pienestä poikkeamasta siitä, kuinka myöhemmät kommentaattorit kirjoittelevat ja puhdistavat usein tieteen historiaa. Todellinen löytäjä oli amatööritieteilijä Anton van den Broek, jonka panoksia yleensä laiminlyödään. Usein ajatellaan, että van den Broek vain tiivisti fyysikkojen Rutherfordin ja Barklan työt, mutta tositarina on täysin erilainen. — Scerri ER The Periodic Table: sen tarina ja merkitys. - Oxford University Press, 2007. - s. 165.

Atomiytimen rakenne

Esitettyään atomin ydinmallin Rutherford ei töissään vuosina 1911-1912 itse asiassa koskenut ytimen rakenteen ongelmaan, vaan rajoittui mainitsemaan alfahiukkaset sen mahdollisena komponenttina. Van den Broek esitti 1. tammikuuta 1913 päivätyssä artikkelissaan ensimmäistä kertaa konkreettisia näkökohtia atomin keskuskappaleen koostumuksesta. Yleisten näkökohtien perusteella hän ehdotti, että alfahiukkasten lisäksi, joiden yhdistelmä ei selvästikään riitä selittämään havaittuja atomipainoja, ytimessä voi olla kevyimmän atomin ioni - vety (eli protoni ). sekä ylimääräisiä elektroneja ylimääräisen positiivisen varauksen kompensoimiseksi. Tässä tapauksessa itse alfahiukkasen (heliumytimen) tulisi koostua neljästä vetyionista ja kahdesta elektronista. Lisäksi selittääkseen atomipainojen poikkeaman kokonaisluvuista van den Broek ehdotti, että ytimessä voisi olla myös muita, ei vielä löydettyjä komponentteja, joilla on yksikköpositiivinen varaus, mutta joiden massa on pienempi kuin protonilla. Sama artikkeli sisälsi myös toisen tärkeän päätelmän: koska ytimen koko, kuten Rutherford on osoittanut, on hyvin pieni verrattuna koko atomin kokoon, keskuskappaleen rakenteen ei pitäisi vaikuttaa atomin ominaisuuksiin; vain ytimen viimeinen varaus on tärkeä. Bohr tuki pian tätä johtopäätöstä, ja hän käytti sitä luodessaan atomien rakenneteorian [24] .

Viitatussa teoksessa "Intraatomic Charge" van den Broek väitti hypoteesinsa perusteella, että ytimen varauksen tulisi olla pienempi kuin puolet atomipainosta, eli . Tämä osoitti, että alfahiukkasten lisäksi ytimessä on oltava elektroneja (beeta-hiukkasia) ylimääräisen positiivisen varauksen kompensoimiseksi. Näiden elektronien uskottiin olevan vastuussa beetaradioaktiivisuudesta. Artikkelissa "Ydinelektroneista" tiedemies ilmaisi ajatuksensa vetyionista ytimen komponenttina; ensimmäistä kertaa hän osoitti, että jos tarkastellaan atomipainoa kokonaislukuna, atomin keskuskappale voidaan esittää vetyioneista ja ydinelektroneista (kompensoivista) koostuvana. Tämä van den Broekin selkeästi muotoilema hypoteesi merkitsi ytimen protoni-elektronimallin syntyä, jota Rutherford ja muut tutkijat kehittivät edelleen ja joka pysyi yleisesti hyväksyttynä lähes kaksikymmentä vuotta neutronin löytämiseen asti [25] . . $Z<A/2$ $A$ $A-Z$

Seuraavien vuosien aikana van den Broek yritti käyttää tuloksiaan syventääkseen ymmärrystään atomin rakenteesta ja ilmaisi tässä yhteydessä useita ajatuksia, joita ei lopulta hyväksytty fysiikassa. Erityisesti hän rakensi niin sanotun "kompressoidun" jaksollisen järjestelmän parannetulla elementtien järjestelyllä, muotoili ajatuksia "varauksensisäisistä luvuista" ja mahdollisesta elektronien sijoittelusta ytimen ympärillä oleviin renkaisiin. Hänen vuonna 1915 ehdottamansa atomin mallissa oletettiin, että atomi sisältää positiivisen ytimen lisäksi neutraaleja heliumhiukkasia, jotka eivät vaikuta ytimen kokonaisvaraukseen ja ovat vastuussa alfa-hajoamisesta. Tämä oli luultavasti ensimmäinen maininta ytimessä olevista neutraaleista hiukkasista, mutta tämän hypoteesin vaikutusta neutronia koskevien ideoiden kehitykseen ei ole vahvistettu [26] .

Isotoopia

Van den Broekin viimeinen työ käsitteli isotoopian ongelmaa . Tiedemies asetti itselleen tavoitteen määrittää teoreettisesti kaikkien kemiallisten alkuaineiden vakaat isotoopit. Hänen toukokuussa 1916 käyttämä menetelmä merkitsi radioaktiivisten sarjojen hajoamiskaavion siirtämistä koko jaksolliseen järjestelmään. Tällainen järjestelmä (neljän alfa- ja kahden beetahiukkasen päästö) antoi hänelle mahdollisuuden saada kaikkien alkuaineiden isotooppien atomipainot, joista monet kuitenkin myöhemmin osoittautuivat tarpeettomiksi; muut todelliset isotoopit jäivät huomaamatta. Myöhemmin tiedemies yritti yksityiskohtaisesti ja tarkentaa suunnitelmaansa rakentaakseen "universaalin isotooppijärjestelmän", mutta yleisesti ottaen laskentamenetelmä pysyi monimutkaisena ja keinotekoisena, eikä se mahdollistanut kaikkien nykyään tunnettujen isotooppien oikein ennustamista. Tällä hetkellä uskotaan, että luonnossa esiintyviä isotooppeja ei voida kuvata yhdellä tai useammalla hajoamiskaaviolla [27] . $4\alpha /2\beta$

Luettelo van den Broekin julkaistuista teoksista

Antonius van den Broekin 23 tieteellistä julkaisua tunnetaan, kaikki kirjoitettu ilman yhteistyökumppaneita:

Das α-Teilchen und das periodische System der Elemente // Annalen der Physik . - 1907. - Bd. 328 (23). - S. 199-203. - doi : 10.1002/andp.19073280614 .
Das Mendelejeffsche "kubische" periodische System der Elemente und die Einordnung der Radioelemente in dieses System // Physikalische Zeitschrift . - 1911. - Bd. 12. - S. 490-497.
Mahdollisten elementtien lukumäärä ja Mendeléeffin "kuutio" jaksollinen järjestelmä // Luonto . - 1911. - Voi. 87. - P. 78. - doi : 10.1038/087078b0 .
Die Radioelemente, das periodische System und die Constitution der Atome // Physikalische Zeitschrift. - 1913. - Bd. 14. - S. 32-41.
Kvantitatiivinen suhde α-hiukkasten alueen ja hajoamisen aikana vapautuneiden varausten lukumäärän välillä // Philosophical Magazine . - 1913. - Voi. 25. - s. 740-742. doi : 10.1080 / 14786440508637391 .
Atomin sisäinen varaus // Luonto. - 1913. - Voi. 92. - s. 372-373. - doi : 10.1038/092372c0 .
Atomin sisäinen varaus ja atomin rakenne // Luonto. - 1913. - Voi. 92. - s. 476-478. - doi : 10.1038/092476b0 .
Ydinelektroneista // Filosofinen aikakauslehti. - 1914. - Voi. 27. - s. 455-467. - doi : 10.1080/14786440308635109 .
Atomien sisäisten elektronien atomimallit ja alueet // Luonto. - 1914. - Voi. 93. - s. 7-8. - doi : 10.1038/093007a0 .
Atomien ja molekyylien rakenne // Luonto. - 1914. - Voi. 93. - s. 241-242. - doi : 10.1038/093241b0 .
β- ja γ-säteet ja atomin rakenne (sisäisten varausten luvut) // Luonto. - 1914. - Voi. 93. - s. 376-377. - doi : 10.1038/093376b0 .
Zu dem "Nachtrag zu dem Aufsatz von Dr. K. Fajans: Die Radioelemente und das periodische System" // Naturwissenschaften . - 1914. - Bd. 2. - S. 717. - doi : 10.1007/BF01497232 .
Radioaktiivisuus ja atomiluvut // Luonto. - 1914. - Voi. 93. - P. 480. - doi : 10.1038/093480a0 .
Järjestysluvut vai atomiluvut? // Filosofinen aikakauslehti. - 1914. - Voi. 28. - s. 630-632. - doi : 10.1080/14786441008635243 .
Röntgenstrahlung und Ordnungszahlen // Physikalische Zeitschrift. - 1914. - Bd. 15. - S. 894-895.
Atombau und Atomzerfall // Arbeiten aus den Gebieten der Physik, Mathematik, Chemie: Festschrift Julius Elster und Hans Geitel zum 60. - Braunschweig: F. Vieweg und Sohn, 1915. - S. 428-434.
Atomipainojen ja radioaktiivisten vakioiden välinen suhde // Luonto. - 1916. - Voi. 96. - P. 677. - doi : 10.1038/096677a0 .
Über die Isotopen sämtlicher chemischen Elemente // Physikalische Zeitschrift. - 1916. - Bd. 17. - S. 260-262.
Onko protohappi atomien pääainesosa? // Luonto. - 1916. - Voi. 97. - P. 479. - doi : 10.1038/097479b0 .
Eine allgemeine Zwillingsreihe der Atomarten // Physikalische Zeitschrift. - 1916. - Bd. 17. - S. 579-581.
Zur allgemeinen Isotopie // Physikalische Zeitschrift. - 1920. - Bd. 21. - S. 337-340.
Das allgemeine System der Isotopen // Physikalische Zeitschrift. - 1921. - Bd. 22. - S. 164-170.
Zum Problem der Isotopie // Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles, ser. 3A. - 1929. - Bd. 12. - S. 143-146.

Muistiinpanot

↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 15-16.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 17-19.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 20, 34-44.
↑ Lisnevsky (VIET), 1984 .
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 20-21.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 20, 22-24.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 25, 28, 144-146.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 24-29.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 60-64.
↑ Scerri, 2007 , s. 165-166.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 65-70.
↑ Scerri, 2007 , s. 166.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 71-74.
↑ Scerri, 2007 , s. 167.
↑ Pais A. Sisään sidottu: aineesta ja voimista fyysisessä maailmassa. - Oxford University Press, 1986. - s. 227.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 76-87.
↑ Scerri, 2007 , s. 168.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 88-93.
↑ Scerri, 2007 , s. 168-169.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 94-95.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 96-101, 105-106.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 108-110.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 111-121.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 122-125.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 126-133.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 134-137.
↑ Lisnevsky (kirja), 1981 , s. 137-143.

Kirjallisuus

Lisnevsky Yu. I. Antonius Van den Broek. - M .: Nauka, 1981.
Scerri ER Jaksollinen järjestelmä: sen tarina ja merkitys. – Oxford University Press, 2007.
Lisnevsky Yu. I. Van den Broek ja hänen löytönsä // Luonto . - 1977. - Numero. 1 . - S. 106-113 .
Lisnevsky Yu. I. Uusia materiaaleja A. Van den Brookin elämästä ja työstä // Kysymyksiä luonnontieteen ja tekniikan historiasta . - 1984. - Numero. 1 . - S. 107-113 .
Lisnevsky Yu. I. Antonius Van den Broek. Amatööri, joka ei ollut amatööri // Kemia ja elämä . - 1985. - Numero. 11, 12 . - S. 90-93, 76-79 . Arkistoitu alkuperäisestä 19. joulukuuta 2013.
Khramov Yu. A. Van den Broek Antonius // Fyysikot: Elämäkertaopas / Toim. A. I. Akhiezer . - Toim. 2nd, rev. ja ylimääräisiä — M .: Nauka , 1983. — S. 55. — 400 s. - 200 000 kappaletta.
Snelders HAM Broek, Antonius Johannes van den // Biografisch Woordenboek van Nederland. - 1979. - Voi. yksi.

Bibliografisissa luetteloissa
BPN : 88599617 GND : 1089111797 ISNI : 0000 0003 8850 6972 NKC : ntk2017956937 NTA : 273437291 NUKAT : n2020008880 VIAF : 281733678 World Cat VIAF : 281733678