Henry Moseley

Henry Moseley
Henry Moseley
	Henry Moseley Oxfordi ülikooli Trinity-Ballioli laboris (1910)
Sündinud	23. november 1887; Weymouth; Suurbritannia
Surnud	10. august 1915 (27-aastaselt); Gallipoli, Türgi
Rahvus	inglane
Alma mater	Oxfordi Ülikool; Manchesteri Ülikool
Teadlaskarjäär
Tegevusalad	füüsika; keemia
Tuntumad tööd	Moseley seadus; aatomnumber

Henry Gwyn Jeffreys Moseley (23. november 1887 – 10. august 1915) oli inglise füüsik. 1913. ja 1914. aastal avastas ta seaduspärasuse, mis on nimetatud tema järgi Moseley seaduseks. See oli oluline samm nii füüsika kui ka keemia arengus.

Elulugu

Henry Moseley sündis Weymouthis 1887. aastal. Mõlemad ta vanemad olid hea hariduse saanud teadlased. Tema isa Henry Nottidge Moseley (1844–1891) oli bioloog ja Oxfordi Ülikooli anatoomia ning füsioloogia professor. Isa suri enne Henry nelja-aastaseks saamist. Moseley ema Amabel Gwyn Jeffreys oli Walesi bioloogi John Gwyn Jeffreyse tütar. Ta oli ka 1913. aasta Inglismaa naiste maletšempion.

Moseley õppis erakoolides. Tema õppeedukus oli väga hea. Etoni College'is olid tal suurepärased tulemused füüsikas ja keemias. 1906 astus ta Oxfordi Ülikooli Trinity College'isse, kust sai bakalaureusekraadi. 1910. aastast töötas ta füüsikuna Manchesteris Ernest Rutherfordi alluvuses, olles assistent ja abiõpetaja aga töö Rutherfordiga ei sujunud, ning ta eelistas 1913. aastal naasta Oxfordi, et jätkata sealses laboratooriumis iseseisva tööga, oma uurimusega. Seal said teoks tema küllalt suure tähtsusega eksperimendid ja teoreetiline töö. Moseley hukkus esimeses maailmasõjas 1915. aastal Türgis, olles 27-aastane.

Teadustegevus

Moseley oli tuttav tolleaegsete Rutherfordi ja Bohri aatomi struktuuri mudelitega. Samuti oli ta kursis Antonius van den Broeki 1911. aastal välja pakutud hüpoteesiga, et perioodilisustabeli keemilise elemendi järjekorranumber, aatomnumber Z vastab täpselt aatomituuma laengule ja neutraalse aatomi puhul ka elektronide arvule.

1912 tegi Moseley katseid koos Charles Galton Darwiniga, kes oli abiks röntgenikiirte difraktsiooni uurimisel kristallidelt. Selle nähtuseni oli Max von Laue oma katsetega jõudnud (aga ta ei osanud nähtuse põhjust õigesti seletada). Moseley ja Darwin jõudsid iseseisvalt, kuigi veidi hiljem sama tulemuseni, milleni olid isa ja poeg William Henry Bragg ja William Lawrence Bragg jõudnud – Braggi seaduseni. See teadmine tuli Moseleyle kasuks ka tema järgmistes katsetes röntgenikiirgusega.

Nimelt otsustas noor teadlane oma järgmise uurimistööga van den Broeki hüpoteesi kontrollida. Rakendades C. Barkla poolt avastatud karakteristlikku kiirgust uurimismeetodina, plaanis ta võimalikult täpselt mõõta võimalikult paljude Mendelejevi perioodilisustabeli elementide (peamiselt metallide) karakteristlikke kiirgusi. Hoolika töö tulemuse avalikustas ta 1913. aastal. Elementide kiirgusspektreid uurides leidis ta, et van den Broeki hüpotees vastab tõele.

Tuginedes oma katsete faktidele, vaatas ta üle ja järjekorrastas õigesti keemiliste elementide perioodilisussüsteemi alumiiniumist kuni kullani. Ta ennustas ja kinnitas teoreetiliselt mitme elemendi olemasolu, mida tol ajal ei tuntud, sest loodusest neid leitud polnud, kuid mille olemasolu olid ennustanud juba teadlased Dmitri Mendelejev (radioaktiivne element nr 43 tehneetsium) ja Bohuslav Brauner (haruldane element nr 61 promeetium). Lisaks neile ennustas Moseley veel kahte tundmatut elementi, mille koht tema graafikul tühjaks jäi. Need olid elemendid järjenumbriga 72. ja 75. Enne Moseley edukat eksperimenti reastati keemiliste elementide aatomid eelkõige vastavalt nende massile, mis põhjustas ka mõningaid seletamatuid anomaaliaid elementide järjekorras. Mendelejev oli lähtudes keemilistest omadustest pannud koobalti niklist ettepoole, kuigi nikkel on massi poolest pisut kergem. Selliseid imelikke paare oli teisigi. Moseley röntgenstruktuurianalüüsi andmetele tuginedes saadud graafik (keemilised elemendid reastatuna oma iseloomuliku röntgenikiirguse järgi moodustavad sirgjoontele väga lähedased kõverad. (Toon siin ära ka Moseley enda sõnastuse:^[1])) elementide kohta ei jätnud võimalust teisitimõtlemiseks – keemiliste elementide järjekord perioodilisussüsteemis põhineb elemendi laengul aatomituumas. Z saab olla üksnes täisarvuline suurus (1, 2, 3 jne). Ta tõdes, et perioodilisustabeli järjekorra number Z on tegelik füüsikaline suurus, luues olulise eeltingimuse prootoni avastamisele Rutherfordi poolt aastal 1919. Lisaks eksperimentaalsele avastusele õnnestus Moseleyl ka katsetulemusi üldistada, ühendades andmed empiiriliselt tuletatud matemaatilise võrrandiga – üldistusega, mis moodustab teoreetilise osa Moseley seadusest.

Viited

↑ Examination .. shows that value of square root of $\nu$ (frequency) for all the lines examined both K and L series now fall on regular curves which approximate to straight lines [1] H. Moseley teaduslik artikkel ajakirjas: "The London, Edinburgh and Dublin philosophical magazine and journal of science" (1914). Tsiteeritud lõik leheküljel 711. Artikkel (lk 703-713)

Kirjandus

Õppevahend / Edgar Arumeel, Vambola Kallast; Aatomi ehitus. Keemiline side. Tallinn, TPI anorgaanilise keemia kateeder. , 1972. Peatükk: Röntgenispekter. Moseley seadus (lk 32-36).
Füüsika põhikursus: Õpik kõrgkoolile. Tõlkeraamat (Fundamentals of Physics, 2007, 8th edition, David Halliday, Robert Resnick ja Jearl Walker.) II köide. Eesti Füüsika Selts 2011. Inglise keelest tõlkinud Kristjan Kannike jt (lk 1121, 1122).

Välislingid

[2] H. Moseley teaduslik artikkel ajakirjas "The London, Edinburgh and Dublin philosophical magazine and journal of science" (1914). Tema kirjutis lk (703–713)
Ingliskeelne video Moseley eksperimendist
Video Moseley saavutusi käsitlevast loengust
[3] Henry Moseley ja tema avastatud seaduse kohta inglise keeles.

[1] Examination .. shows that value of square root of $\nu$ (frequency) for all the lines examined both K and L series now fall on regular curves which approximate to straight lines [1] H. Moseley teaduslik artikkel ajakirjas: "The London, Edinburgh and Dublin philosophical magazine and journal of science" (1914). Tsiteeritud lõik leheküljel 711. Artikkel (lk 703-713)

[1]