Ърнест Ръдърфорд: биография и приноси на този новозеландски физик

Ърнест Ръдърфорд е един от най-признатите изследователи в областта на физиката, тъй като неговите открития в тази област са многобройни.

Той се интересуваше особено от експерименталната област, тоест от практическата проверка на неговите вярвания, за да конституира по-късно теориите. Основният му принос е откриването на радиоактивни алфа, бета и гама частици; промяната в естеството на радиоактивния елемент при разпадането му; и предложението за нова структура на атома, съставена от ядро.

В тази биография на Ърнест Ръдърфорд ще прегледаме най-важните събития от живота на този изследовател и най-важните приноси, които е направил към науката.

• Свързана статия: "Вернер Хайзенберг: биография на този немски физик-теоретик"

Кратка биография на Ърнест Ръдърфорд

Ърнест Ръдърфорд е роден на 30 август 1871 г. в Брайтуотър, Нова Зеландия. Той беше син на Джеймс Ръдърфорд, който беше фермер, и Марта Томпсън, която беше посветена на преподаването. Родителите му винаги са искали да дадат на многобройните си деца добро образование, те са били дванадесет, като Ърнест е четвъртият.

Младост и първите години на обучение

От съвсем ранна възраст вече се открояват високите му способности и умения по аритметика., като доста любопитно дете. По този начин той успя да влезе в колежа Нелсън, където освен академичните умения успя да развие физически способности по същия начин като ръгбист.

След като учи три години в колежа Нелсън, той постъпва във висшия колеж в Кентърбъри, където продължава да практикува ръгби и може да посещава научни клубове.

По време на престоя му в университета започват да се забелязват високите му способности в областта на научните експерименти, които заедно с неговата винаги безупречни академични резултати, му позволиха да продължи с обучението и изследванията си в Университета на Нова Зеландия през период от пет години.

Предвид добрите му оценки, след като завърши Той имаше късмета да получи единствената стипендия в Нова Зеландия за изучаване на математика, като беше обявен за магистър по изкуствата за добрите си оценки и участват в изследвания в областта на математиката и физиката.

По-късно той получава бакалавърска степен през 1894 г., като по този начин година по-късно успява да продължи обучението си във Великобритания, нито повече, нито по-малко отколкото в лабораториите Кавендиш в Кеймбридж, управлявани от Джоузеф Джон Томпсън, който беше признат в областта на науката за това, че е открил електрон.

В личната сфера, по-точно в сантименталната, Преди да пътува и да се установи във Великобритания, той се сгоди за Мери Джордина Нютън, млада жена, която срещна по време на престоя си в Chriscruchs.

• Може да се интересувате от: "10-те клона на физиката и техните области на познание"

Консолидиране на професионалния ви живот в научната област

През годините, в които беше в Кеймбридж Той продължи с изучаването на електромагнитните вълни и как те могат да бъдат приемани на големи разстояния. Кариерата му в научната област продължава да напредва, като успява да представи резултатите от работата си пред Cambridge Physical Society и ги публикува в научното списание Философска сделка, принадлежаща на Кралското общество.

В началото на престоя си също започна да изследва, заедно с директора на лабораторията си, J.J. Thompson, ефектите, произведени от рентгеновите лъчи, проектирани върху газ, като по този начин открихме, че тези лъчи могат да йонизират въздуха, което води до голям брой заредени частици, които могат да бъдат както положителни, така и отрицателни и да ги рекомбинират, като пораждат атоми неутрален.

Затова той също така измисли техника за измерване на скоростта на йоните и скоростта им рекомбинация, процес, противоположен на йонизацията, при който електроните се обединяват с йони положителен.

Предвид непрекъснатите изследвания и открития, които постигаше, неговото признание в научната област нараства. Така че, през 1898 г. се повдига възможността за преподаване в университета Макгил в Монреал, Канада., където ще остане до 1907г. Тази нова промяна му позволява най-накрая да се ожени за годеницата си Мери Нютон през 1900 г. в Нова Зеландия. През 1901 г. той приветства първата си и единствена дъщеря, на име Айлин.

• Свързана статия: "5-те епохи на историята (и техните характеристики)"

Изследвания в областта на радиоактивността

По време на престоя си в Монреал се интересува от изучаването на радиоактивността, тъй като през 1896 г. френският физик Анри Бекерел открива, че уранът излъчва радиация, която не е наблюдавана до този момент. Така три години по-късно през 1899 г. Ръдърфорд изследва как тези уранови лъчения могат да йонизират въздуха, наблюдава начина, по който излъчването прониква в различни метални листове, с които обвива елемента радиоактивен.

В допълнение, успя да наблюдава и назове три различни вида радиация, излъчвана от урана: този, който е проникнал най-много, наречен бета, и този, който е проникнал по-малко, наречен алфа, и трети, наречен гама, който излъчва много енергични лъчи.

Изследванията му сега ще се съсредоточат върху химическия елемент торий, откривайки, че той също излъчва радиация и че намалява експоненциално след известно време, което му позволява да представи през 1900 г. нова концепция: периодът на радиоактивните елементи.

Като се имат предвид тези нови открития, през 1902 г., заедно с Фредерик Соди, Ръдърфорд заключава, че торий изхвърля радиоактивни атоми и че това излъчване е свързано с разпад на елемента химикал, по този начин формулира теорията за естествената радиоактивност, която обяснява спонтанната трансформация на елементите.

През 1904 г. Кралското общество го награждава с медал Ръмфорд, награждавайки и признавайки важните открития, които този учен е постигнал досега. През същата тази година публикува книгата, озаглавена "Радиоактивност", където наред с други подходи демонстрира несигурността на принципа на неизменимостта на материята, тъй като радиоактивните елементи, като излъчват радиация, се трансформират в нов елемент с различни химични характеристики.

Ръдърфорд вярвал, че в ядрото на Земята са настъпили дезинтеграции, които биха били причина за поддържане на температурата на планетата постоянна. По този начин той ще си сътрудничи с Ото Хан, който открива ядреното делене на уран и торий.

През 1907 г. се мести в Манчестър, тъй като е приет за професор в университета на този град. По този начин започнаха да си сътрудничат с Ханс Гайгер и заедно успяха да открият алфа частици, изхвърлени от радиоактивни вещества; От тази линия на изследване те успяха да оценят числото на Авогадро, което се отнася до броя на частиците, които съставляват веществото, по по-директен начин.

Беше година по-късно, през 1908 г., когато той успя да потвърди това, което е предполагал преди; че вече споменатите алфа-частици, когато се освободят от заряда си, се превръщат в хелиеви атоми. Това откритие означава, че същата година той печели Нобелова награда по химия.

Един от най-важните му приноси към науката е формулирането на нов атомен модел през 1911 г., известен като атомния модел на Ръдърфорд., където повдига съществуването на ядро ​​в атомите, което би било съставено от заряда положителен и образуван от почти цялата маса, заобиколен от кора или обвивка от електрони, заряд отрицателен.

• Може да се интересувате от: "Мария Кюри: биография на този пионерски изследовател на радиоактивността"

Етап на Първата световна война

По време на Първата световна война (1914-1918 г.) физикът се фокусира върху подпомагането на откриването на подводници с помощта на звукови вълни. След войната, още през 1919 г., той продължава с изучаването на алфа частици и атоми, в случая азот, наблюдава как азотът се трансформира в кислород чрез абсорбиране на алфа частици, като по този начин се постига първата трансмутация изкуствени.

При завръщането си в Кеймбридж през 1919 г. той поема поста директор на Кавендишката лаборатория, като замества J.J. Томсън. Именно в този период неговият принос и влияние в областта на ядрената физика са най-големи.

Сред известните физици, които са учили в лабораторията по време на ръководството на Ръдърфорд, заслужава да се подчертае Джеймс Чадуик, който открива съществуването на неутрона; Нилс Бор, който потвърди, че атомният модел на Ръдърфорд е стабилен, и Робърт Опенхаймер, смятан за създател на атомната бомба.

• Свързана статия: „4-те основни вида наука (и техните области на изследване)“

Последните години от живота

По време на престоя си в Кавендишката лаборатория, считана за най-проспериращата епоха на физика, златния век, той също получи множество награди.

В продължение на пет години (1925-1930) е президент на Кралското общество, общество, в което той е член от 1903 г. и е награден с медала на Франклин през 1924 г. и медала на Фарадей през 1936 г. Освен това през 1931 г. той е наречен барон Ръдърфорд от Нелсън, като вече носи титлата сър от 1914 г. Въпреки че всички тези признания и радости ще бъдат прекъснати от смъртта на единствената му дъщеря, Айлин, през 1930 г., само на 29 години.

Също през този период с Джеймс Чадуик и Чарлз Дръмънд Елис издава книгата "Излъчване на радиоактивни вещества" през 1930 г., а седем години по-късно написва работата "Новата алхимия".

Ърнест Ръдърфорд умира на 19 октомври 1937 г., след като не успява да се възстанови напълно и внезапно се влошава след операция. Останките му са погребани в Уестминстърското абатство, което му осигурява почетно място заедно с Исак Нютон и Уилям Томсън.