Hans Geiger

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Hans Geiger 1928.
Pokus s alfa-česticama i zlatnim listićem
Ruthefordov model atoma ili planetarni model atoma: elektroni (zeleno) i atomska jezgra (crveno).

Johannes Hans Wilhelm Gengar Geiger (Neustadt-an-der-Haardt, Njemačka, 30. rujna 1882. – Potsdam, 24. rujna 1945.) je bio njemački fizičar. Najpoznatiji je kao jedan od izumitelja Geigerovog brojača i po Rutherfordovom pokusu s alfa-česticama i zlatnim listićem u kojem je sudjelovao.

Životopis[uredi VE | uredi]

Hans Geiger je rođen kao jedno od petero djece, a otac mu je bio profesor indologije na Univerzitetu u Erlangenu. Studirao je fiziku i matematiku, a doktorirao je 1906. Od 1907. Radi s Ernestom Rutherfordom i Ernestom Marsdenom. Kao profesor je radio u Kielu, Tübingenu i Berlinu. U nacističkoj Njemačkoj radio je na nacističkom nuklearnom programu. [1]

Znanstveni doprinosi[uredi VE | uredi]

Geigerov brojač[uredi VE | uredi]

Geigerov brojač je uređaj za određivanje i mjerenje ionizirajućeg zračenja. Sastoji se od cijevi s plinom pri niskom tlaku (obično argon ili neon s metanom), u kojoj se nalaze valjkasta katoda, kroz čiji centar prolazi anoda u obliku tanke žice. Između elektroda narinuta je razlika električnog potencijala od oko 1 000 V. Kroz prikladan otvor (prozor) u cijevi, ulazi ionizirana čestica ili foton, izazivajući nastanak iona, a jaka potencijalna razlika će ga usmjeriti na odgovarajuću elektrodu što će izazvati lančanu ionizaciju. Konačni strujni puls može se brojati odgovarajućim elektronskim krugom ili jednostavno preusmjeriti na zvučnik instrumenta. 1928. ga je zajedno sa svojim studentom Waltherom Mullerom unaprijedio, pa se poboljšani uređaj naziva Geiger-Mullerov brojač. [2] [3]

Pokus s alfa-česticama i zlatnim listićem[uredi VE | uredi]

Pokusi Ernesta Rutherforda, Hansa Geigera i Ernesta Marsdena (1909.), s raspršenjem alfa-čestica pri prolasku kroz zlatni listić, doveli su do prvog ("planetarnog") Rutherfordovog modela atoma (1911.), prema kojemu se elektroni gibaju oko atomske jezgre, u kojoj je pak koncentrirana gotovo sva masa atoma. Rutherford je zaključio da je masa atoma skoncentrisana u malom atomskom jezgru (nukleusu), a da se elektroni kreću oko njega. Uz izmjene koje je unijela kvantna fizika, taj planetarni model atoma je preživio do danas. Mjerenja električnog naboja jezgre pokazala su da je, za sve elemente, omjer električnog nabojâ jezgre i elektrona otprilike jednak polovini relativne atomske mase. Na osnovi toga eksperimentalnog nalaza, kao i Rutherfordova planetarnog modela atoma, Antonius van den Broek (1913.) zaključio je da je prirodnije poredati elemente u periodni sustav elemenata po nabojima jezgara, a ne po atomskim masama.

Geiger-Nuttalov zakon[uredi VE | uredi]

Geiger je emprijskim putem utvrdio ovisnost dometa alfa-čestica, pod standardnim tlakom i temperaturom, o njihovoj početnoj brzini. Također je Geiger, zajedno s Johnom Mitchellom Nuttallom, pronašao vezu između vremena poluraspada, odnosno konstante raspadanja λ, nekog radioaktivnog elementa koji zrači alfa-čestice i njihovog dometa u zraku, što se naziva Geiger-Nuttalov zakon:

\ln\lambda=-a_1\frac{Z}{\sqrt{E}}+a_2

gdje je: λ - konstanta raspadanja (λ = ln 2/vrijeme poluraspada), Zatomski broj, E – ukupna kinetička energija (alfa-čestice i atomske jezgre iz koje je nastala), te a1 i a2 - konstante.

S obzirom na vrijeme poluraspada radioaktivnih elemenata, utvrđeno je da nestabilni atomi s kratkim životom zrače alfa-čestice velike energije, velike brzine i velikog dometa. Domet alfa-čestice se kreće od 28 mm (torij-232, vrijeme poluraspada 1,39 x 1010 godina) do 86 mm (polonij-212, vrijeme poluraspada 3 x 10-7 sekundi).

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. Krebs: "Hans Geiger: Fiftieth Anniversary of the Publication of His Doctoral Thesis, 23 July 1906", journal=Science, 1956.
  2. [1] "Povijest fizike", Ivan Supek, 2011.
  3. H. Geiger and W. Müller (1928): "Elektronenzählrohr zur Messung schwächster Aktivitäten" (Electron counting tube for the measurement of the weakest radioactivities), Die Naturwissenschaften (The Sciences)