Henry Gwyn Jeffreys Moseley (am 23. November 1887 - am 10. August 1915) war ein englischer Physiker. Der hervorragende Beitrag von Moseley zur Wissenschaft der Physik war die Rechtfertigung aus physischen Gesetzen des vorherigen empirischen und chemischen Konzepts der Atomnummer. Das hat von seiner Entwicklung des Gesetzes von Moseley in Röntgenstrahl-Spektren gestammt. Das Gesetz von Moseley hat viele Konzepte in der Chemie durch das Sortieren der chemischen Elemente des Periodensystems der Elemente in einer ziemlich logischen auf ihrer Physik gestützten Ordnung gerechtfertigt.

Das Gesetz von Moseley hat Atomphysik durch die Versorgung der ersten experimentellen Beweise zu Gunsten von der Theorie von Niels Bohr beiseite vom Wasserstoffatom-Spektrum vorgebracht, das die Theorie von Bohr entworfen wurde, um wieder hervorzubringen. Diese Theorie hat das Modell von Ernest Rutherford und Antonius Van den Broeks raffiniert, das vorgeschlagen hat, dass das Atom in seinem Kern mehrere positive Kernanklagen enthält, der seiner (atomaren) Zahl im Periodensystem gleich ist. Das bleibt das akzeptierte Modell heute.

Als Erster Weltkrieg in Westeuropa ausgebrochen ist, hat Moseley seine Forschungsarbeit an der Universität Oxfords hinten verlassen, um für die Königlichen Ingenieure der britischen Armee als Freiwilliger zu dienen. Moseley wurde der Kraft von britischen Reich-Soldaten zugeteilt, die ins Gebiet von Gallipoli, die Türkei im April 1915 als ein Fernmeldeoffizier eingefallen haben. Moseley wurde geschossen und hat während des Kampfs von Gallipoli am 10. August 1915 im Alter von 27 Jahren getötet. Einige prominente Autoren haben nachgesonnen, dass Moseley dem Nobelpreis in der Physik 1916 zuerkannt worden sein könnte, hatte er nicht ist im Dienst der britischen Armee gestorben.

Lebensbeschreibung

Henry Gwyn Jeffreys Moseley ist in Weymouth, Dorset auf der Südküste Englands 1887 geboren gewesen. Sein Vater Henry Nottidge Moseley (1844 - 91), wer gestorben ist, als Henry Moseley ziemlich jung war, war ein Biologe und auch ein Professor der Anatomie und Physiologie an der Universität Oxfords, die ein Mitglied der Herausforderer-Entdeckungsreise gewesen war. Die Mutter von Moseley war Amabel Gwyn Jeffreys Moseley, die die Tochter des Biologen und conchologist John Gwyn Jeffreys war.

Henry Moseley war ein sehr viel versprechender Schüler in der Sommerfeldschule gewesen (wo eine der vier 'Ligen' nach ihm genannt wird), und er einer Gelehrsamkeit eines Königs zuerkannt wurde, um Eton Universität aufzuwarten. 1906 ist Moseley in die Dreieinigkeitsuniversität der Universität Oxfords eingegangen, wo er sein Vordiplom verdient hat. Sofort nach der Graduierung von Oxford 1910 ist Moseley ein Demonstrant in der Physik an der Universität Manchesters unter der Aufsicht von Herrn Ernest Rutherford geworden. Während des ersten Jahres von Moseley an Manchester hatte er eine lehrende Last als ein Absolventenhilfslehrer, aber im Anschluss an dieses erste Jahr wurde er von seinen lehrenden Aufgaben wiederzugeteilt, als ein Absolventenforschungshelfer zu arbeiten.

Beitrag zur Physik und Chemie

1913 hat Moseley beobachtet und hat die Röntgenstrahl-Spektren von verschiedenen chemischen Elementen gemessen (größtenteils Metalle), die durch die Methode der Beugung durch Kristalle gefunden wurden. Das war ein Pioniergebrauch der Methode der Röntgenstrahl-Spektroskopie in der Physik mit dem Beugungsgesetz von Bragg, um die Röntgenstrahl-Wellenlängen zu bestimmen. Moseley hat eine systematische mathematische Beziehung zwischen den Wellenlängen der Röntgenstrahlen erzeugt und die Atomnummern der Metalle entdeckt, die als die Ziele in Röntgenstrahl-Tuben verwendet wurden. Das ist bekannt als das Gesetz von Moseley geworden.

Vor der Entdeckung von Moseley war von den Atomnummern (oder elementare Zahl) eines Elements als eine halbwillkürliche folgende Zahl gedacht worden, die auf der Folge von Atommassen gestützt ist, aber modifiziert etwas, wo Chemiker gefunden haben, dass das, solcher als durch den großen russischen Chemiker, Dimitri Ivanovich Mendeleev wünschenswert war. In seiner Erfindung des Periodensystems der Elemente hatte Mendeleev die Ordnungen von einigen Paaren von Elementen ausgewechselt, um sie in passenderen Plätzen in diesem Tisch der Elemente zu stellen. Zum Beispiel waren das Metallkobalt und der Nickel die Atomnummern 27 und 28 zugeteilt beziehungsweise auf ihrer bekannten Chemikalie und physikalischen Eigenschaften gestützt worden, wenn auch sie fast dieselben Atommassen haben. Tatsächlich ist die Atommasse von Kobalt ein bisschen größer als dieser von Nickel, der sie in umgekehrt die Ordnung gelegt hätte, wenn sie ins Periodensystem blind gemäß der Atommasse gelegt worden wären. Die Experimente von Moseley in der Röntgenstrahl-Spektroskopie haben direkt von ihrer Physik gezeigt, dass Kobalt und Nickel die verschiedenen Atomnummern, 27 und 28 haben, und dass sie ins Periodensystem richtig durch die objektiven Maße von Moseley ihrer Atomnummern gelegt werden. Folglich hat die Entdeckung von Moseley demonstriert, dass die Atomnummern von Elementen nicht nur ziemlich beliebige Zahlen sind, die auf der Chemie und der Intuition von Chemikern gestützt sind, aber eher haben sie eine feste experimentelle Basis von der Physik ihrer Röntgenstrahl-Spektren.

Außerdem hat Moseley gezeigt, dass es Lücken in der Atomnummer-Folge an Nummern 43, 61, 72, und 75 gab. Wie man jetzt bekannt, sind diese Räume beziehungsweise die Plätze des radioaktiven synthetischen Element-Technetiums und Promethiums und auch des letzten zwei ziemlich seltenen natürlich vorkommenden stabilen Element-Hafniums (entdeckter 1923) und Rhenium (entdeckter 1925). Nichts über diese vier Elemente war über in der Lebenszeit von Moseley, nicht sogar ihrer wirklichen Existenz bekannt. Gestützt auf der Intuition eines sehr erfahrenen Chemikers hatte Dimitri Mendeleev die Existenz eines fehlenden Elements im Periodensystem vorausgesagt, das, wie man später fand, durch das Technetium gefüllt wurde, und Bohuslav Brauner die Existenz eines anderen fehlenden Elements in diesem Tisch vorausgesagt hatte, der, wie man später fand, durch das Promethium gefüllt wurde. Die Experimente von Henry Moseley haben diese Vorhersagen durch die Vertretung genau bestätigt, wie die fehlenden Atomnummern, 43 und 61 waren. Außerdem hat Moseley die noch zwei unentdeckten Elemente, diejenigen mit den Atomnummern 72 und 75 vorausgesagt, und er hat sehr starke Beweise gegeben, dass es keine anderen Lücken im Periodensystem zwischen dem Element-Aluminium (Atomnummer 13) und Gold (Atomnummer 79) gab.

Diese letzte Frage über die Möglichkeit von mehr unentdeckten ("fehlenden") Elementen war ein Stehproblem unter den Chemikern der Welt besonders in Anbetracht der Existenz der großen Familie der lanthanide Reihe von seltenen Erdelementen gewesen. Moseley ist im Stande gewesen zu demonstrieren, dass diese lanthanide Elemente, d. h. Lanthan durch das Lutetium, genau 15 Mitglieder - nicht mehr und nicht weniger haben müssen. Die Zahl der Elemente im lanthanides war eine Frage gewesen, die davon sehr weit war, durch die Chemiker des Anfangs des 20. Jahrhunderts gesetzt zu werden. Sie konnten reine Proben aller Selten-Erdelemente sogar in der Form ihrer Salze noch nicht erzeugen, und in einigen Fällen waren sie unfähig, zwischen Mischungen von zwei sehr ähnlichen (angrenzenden) Selten-Erdelementen von den nahe gelegenen reinen Metallen im Periodensystem zu unterscheiden. Zum Beispiel gab es ein so genanntes "Element", das sogar der chemische Name von "didymium" gegeben wurde." Wie man fand, war Didymium" einige Jahre später einfach eine Mischung von zwei echten Selten-Erdelementen, und diese wurden das Namenneodym und Praseodym gegeben, "neuen Zwilling" und "grünen Zwilling" bedeutend. Außerdem war die Methode, die Selten-Erdelemente durch die Methode des Ion-Austausches zu trennen, noch in der Zeit von Moseley nicht erfunden worden.

Die Methode von Moseley in der frühen Röntgenstrahl-Spektroskopie ist im Stande gewesen, die obengenannten chemischen Probleme schnell zu erledigen, von denen einige Chemiker seit mehreren Jahren besetzt hatten. Moseley hat auch die Existenz des Elements 61, ein lanthanide vorausgesagt, dessen Existenz vorher unverdächtigt wurde. Ziemlich viele Jahre später wurde dieses Element 61 künstlich in Kernreaktoren geschaffen und wurde Promethium genannt.

Tod und Nachwirkungen

Einmal in der ersten Hälfte von 1914 hat Moseley von seiner Position an Manchester mit Plänen zurückgetreten, nach Oxford zurückzukehren und seine Physik-Forschung dort fortzusetzen. Jedoch ist Erster Weltkrieg im August 1914 ausgebrochen, und Moseley hat dieses Job-Angebot umgekehrt, sich zu den Königlichen Ingenieuren der britischen Armee stattdessen zu melden. Moseley hat als ein technischer Offizier in Kommunikationen während des Kampfs von Gallipoli in der Türkei gedient, im April 1915 beginnend, wo er in der Handlung am 10. August 1915 getötet wurde. Moseley wurde durch den Kopf von einem türkischen Scharfschützen während in der Tat geschossen, eine militärische Ordnung anzurufen. Isaac Asimov hat einmal geschrieben, "Im Hinblick auf, was er [Moseley] noch... seinen Tod vollbracht haben könnte, könnte der kostspieligste einzelne Tod des Krieges zur Menschheit allgemein gut gewesen sein." Wegen des Todes von Moseley im Ersten Weltkrieg hat die britische Regierung eine Politik errichtet, nicht mehr sein prominentes zu erlauben und Wissenschaftlern zu versprechen, sich für die Kampfaufgabe zu den Streitkräften der Krone zu melden.

Isaac Asimov hat auch dass nachgesonnen, falls er nicht getötet worden war, während im Dienst des britischen Reiches Moseley sehr gut dem Nobelpreis in der Physik 1916 zuerkannt worden sein könnte, die niemandem in diesem Jahr (zusammen mit dem Preis für die Chemie) zuerkannt wurde. Zusätzlicher Glauben wird dem durch die Anmerkung gegeben, wer den Nobelpreis in der Physik in den zwei vorherigen Jahren, 1914 und 1915, und im folgenden Jahr, 1917 gewonnen hat. 1914 hat Max von Laue aus Deutschland den Nobelpreis in der Physik für seine Entdeckung der Beugung von Röntgenstrahlen durch Kristalle gewonnen, die ein entscheidender Schritt zur Erfindung der Röntgenstrahl-Spektroskopie war. Dann, 1915, haben William Henry Bragg und William Lawrence Bragg, ein britisches Paar des Vaters-Sohnes, diesen Nobelpreis für ihre Entdeckungen im Rückproblem - Bestimmung der Struktur von Kristallen mit Röntgenstrahlen geteilt. Dann hat Moseley die Beugung von Röntgenstrahlen durch bekannte Kristalle im Messen der Röntgenstrahl-Spektren von Metallen verwendet. Das war der erste Gebrauch der X-Strahl-Spektroskopie und auch eines mehr Schritts zur Entwicklung der Röntgenstrahl-Kristallographie. Außerdem haben die Methoden und Analysen von Moseley den riesigen Schritt gemacht, das Konzept der Atomnummer auf einem festen in der Physik gestützten Fundament zu legen. Oben auf all diesem wurde Charles Barkla aus Großbritannien diesem Nobelpreis 1917 für seine experimentelle Arbeit im Verwenden der Röntgenstrahl-Spektroskopie im Entdecken der charakteristischen Röntgenstrahl-Frequenzen zuerkannt, die durch die verschiedenen Elemente, besonders die Metalle ausgestrahlt sind. Die Entdeckungen von Moseley waren so desselben Spielraums, wie diejenigen seiner Gleichen, und außerdem, Moseley den größeren Schritt gemacht haben, das wirkliche Fundament von Atomnummern zu demonstrieren.

Nur siebenundzwanzig Jahre alt an seinem Tod, Moseley hat nach Meinungen vieler Wissenschaftler gekonnt, sehr zu den Kenntnissen des Atombaus beigetragen haben, hat ihn überleben lassen. Wie Niels Bohr einmal 1962 gesagt hat, "Sehen Sie wirklich die Arbeit von Rutherford [wurde das Kernatom] nicht ernst genommen. Wir können heute nicht verstehen, aber es wurde überhaupt nicht ernst genommen. Es gab keine Erwähnung davon jeder Platz. Die große Änderung ist aus Moseley gekommen."

Der Beitrag von Moseley zu unserem Verstehen des Atoms

Vor Moseley und seinem Gesetz war von Atomnummern als eine halbwillkürliche Einrichtungszahl gedacht, vage mit dem Atomgewicht zunehmend, aber nicht ausschließlich dadurch definiert worden. Die Entdeckung von Moseley hat gezeigt, dass Atomnummern nicht willkürlich zugeteilt wurden, aber eher haben sie eine starke physische Basis. Moseley hat die Idee von Atomnummern von seinem vorherigen Status als ein numerisches Ad-Hoc-Anhängsel wiederdefiniert, um dem Sortieren der Elemente insbesondere im Periodensystem in eine echte und objektive Menge der ganzen Zahl zu helfen, die experimentell messbar war. Außerdem, wie bemerkt, durch Bohr, hat das Gesetz von Moseley einen vernünftig ganzen experimentellen Satz von Daten zur Verfügung gestellt, die (neu von 1911) Vorstellung durch Ernest Rutherford und Antonius Van den Broek des Atoms mit einem positiv beladenen Kern unterstützt haben, der durch negativ beladene Elektronen umgeben ist, in denen, wie man versteht, die Atomnummer die genaue physische Zahl von positiven Anklagen (später entdeckte und genannte Protone) in den Hauptatomkernen der Elemente ist. Moseley hat die zwei Wissenschaftler oben in seiner Forschungsarbeit erwähnt, aber er hat Bohr nicht wirklich erwähnt, der auf der Szene dann ziemlich neu war. Wie man fand, hat die einfache Modifizierung der Formeln von Rydberg und Bohrs theoretische Rechtfertigung für das empirisch abgeleitete Gesetz von Moseley gegeben, um Atomnummern zu bestimmen.

Der Gebrauch des Röntgenstrahl-Spektrometers

Röntgenstrahl-Spektrometer sind die Grundsteine der Röntgenstrahl-Kristallographie. Die Röntgenstrahl-Spektrometer als Moseley haben sie gewusst hat wie folgt gearbeitet. Eine Glasfässchen-Elektrontube wurde verwendet, daran ähnlich, das von Moseley im Foto an der Oberseite von diesem Artikel gehalten ist. Innerhalb der ausgeleerten Tube wurden Elektronen an einer metallischen Substanz (d. h. eine Probe des reinen Elements in der Arbeit von Moseley) angezündet, die Ionisation von Elektronen von den inneren Elektronschalen des Elements verursachend. Der Rückprall von Elektronen in diese Löcher in den inneren Schalen verursacht als nächstes die Emission von Röntgenstrahl-Fotonen, die aus der Tube in einem Halbbalken durch eine Öffnung in der Außenröntgenstrahl-Abschirmung geführt wurden. Diese werden als nächstes durch einen standardisierten Salz-Kristall, mit winkeligen Ergebnissen vorgelesen als fotografische Linien durch die Aussetzung eines Röntgenfilms gebeugt, der an der Außenseite die Vakuumtube in einer bekannten Entfernung befestigt ist. Die Anwendung des Gesetzes von Bragg (nachdem eine anfängliche Spekulation der Mittelentfernungen zwischen Atomen im metallischen Kristall, der auf seiner Dichte gestützt ist) hat als nächstes, der Wellenlänge des ausgestrahlten - Strahlen erlaubt, berechnet zu werden.

Moseley hat am Design und der Entwicklung der frühen Röntgenstrahl-Spektrometrie-Ausrüstung teilgenommen, einige Techniken von William Henry Bragg und William Lawrence Bragg an der Universität von Leeds lernend, und andere selbst entwickelnd. Viele der Techniken der Röntgenstrahl-Spektroskopie wurden durch die Methoden begeistert, die mit sichtbaren leichten Spektroskopen und spectrograms, durch das Ersetzen von Kristallen, Ionisationsräumen und fotografischen Tellern für ihre Analoga in der leichten Spektroskopie verwendet werden. In einigen Fällen hat Moseley es notwendig gefunden, seine Ausrüstung zu modifizieren, um besonders weich [niedrigere Frequenz] Röntgenstrahlen zu entdecken, die entweder in Luft oder in Papier, durch das Arbeiten mit seinen Instrumenten in einem Vakuumraum, und in der Dunkelheit nicht eindringen konnten.

Verweisungen und Zeichen

Weiterführende Literatur

Außenverbindungen

• Der ursprüngliche Artikel von Moseley, mit der Illustration
• Kommentierte Bibliografie für Henry Moseley von der Alsos Digitalbibliothek für Kernprobleme
• Anschlag von Moseley von charakteristischen Röntgenstrahlen
• Kurze Lebensbeschreibung - Henry Moseley X-Ray Imaging Facility