Ernest Rutherford: biografi og bidrag fra denne newzealandske fysiker

Ernest Rutherford er en af ​​de mest anerkendte forskere inden for fysik, da hans opdagelser på dette område var flere.

Han var især interesseret i det eksperimentelle felt, det vil sige i den praktiske verifikation af hans overbevisninger, for senere at konstituere teorierne. Hans vigtigste bidrag var opdagelsen af ​​radioaktive alfa-, beta- og gamma-partikler; ændringen i det radioaktive grundstofs natur, når det henfalder; og forslaget om en ny struktur af atomet, der består af en kerne.

I denne biografi om Ernest Rutherford vil vi gennemgå de mest relevante begivenheder i denne forskeres liv og de mest relevante bidrag, han gav til videnskaben.

• Relateret artikel: "Werner Heisenberg: biografi om denne tyske teoretiske fysiker"

Kort biografi om Ernest Rutherford

Ernest Rutherford blev født den 30. august 1871 i Brightwater, New Zealand. Han var søn af James Rutherford, der var landmand, og Martha Thompson, der var dedikeret til undervisning. Hans forældre har altid ønsket at give deres mange børn en god uddannelse, der var tolv af dem, Ernest den fjerde.

Ungdom og første års uddannelse

Fra en meget ung alder har hans høje evner og færdigheder inden for regning allerede skilt sig ud., at være et ret nysgerrigt barn. På den måde kunne han komme ind på Nelson College, hvor han udover akademiske færdigheder var i stand til at udvikle fysiske evner på samme måde som en rugbyspiller.

Efter at have studeret i tre år på Nelson College gik han ind på Canterbury College for højere uddannelse, hvor han fortsatte med at øve rugby og var i stand til at deltage i videnskabsklubber.

Under opholdet på universitetet begyndte man at skimte hans høje evner inden for videnskabelige eksperimenter, hvilket sammen med hans altid upåklagelige akademiske resultater, gjorde det muligt for ham at fortsætte med sin uddannelse og forskning ved University of New Zealand i en periode med fem år.

I betragtning af hans gode karakterer, efter endt uddannelse Han var heldig at modtage det eneste stipendium i New Zealand til at studere matematik og blev udnævnt til Master of Arts for sine gode karakterer og deltage i forskning inden for matematik og fysik.

Han opnåede senere en bachelorgrad i naturvidenskab i 1894, og et år senere var han i stand til at fortsætte sine studier i Storbritannien, hverken mere eller mindre end i Cavendish Laboratories i Cambridge, drevet af Joseph John Thompson, som blev anerkendt inden for videnskaben for at være den, der opdagede elektron.

I den personlige sfære, mere specifikt i den sentimentale, Før han rejste og slog sig ned i Storbritannien, blev han forlovet med Mary Geordina Newton, en ung kvinde han havde mødt under sit ophold på Chriscruchs.

• Du kan være interesseret i: "De 10 grene af fysik og deres vidensområder"

Konsolidering af dit professionelle liv på det videnskabelige område

I de år han var i Cambridge Han fortsatte med studiet af elektromagnetiske bølger og hvordan disse kunne modtages på store afstande. Hans karriere inden for det videnskabelige område fortsatte med at udvikle sig, idet han formåede at præsentere resultaterne af sit arbejde for Cambridge Physical Society og udgive disse i det videnskabelige tidsskrift Filosofisk transaktion tilhørende Royal Society.

Også i begyndelsen af ​​dit ophold begyndte sammen med sin laboratoriedirektør, J.J. Thompson, at undersøge virkningerne af røntgenstråler projiceret på en gas., og dermed opdage, at disse stråler kunne ionisere luften, hvilket giver anledning til et højt antal ladede partikler, at kunne være både positive og negative og rekombinere disse giver anledning til atomer neutral.

Så han udtænkte også en teknik med det formål at måle ionernes hastighed og deres hastighed rekombination, en proces i modsætning til ionisering, hvor elektroner forenes med ioner positiv.

I betragtning af de kontinuerlige undersøgelser og opdagelser, som han opnåede, var hans anerkendelse på det videnskabelige område stigende. Så det, i 1898 blev muligheden for at undervise ved McGill University i Montreal, Canada rejst., hvor den forbliver indtil 1907. Denne nye ændring tillod ham endelig at gifte sig med sin forlovede Mary Newton i 1900 i New Zealand. I 1901 bød han velkommen til sin første og eneste datter, ved navn Eileen.

• Relateret artikel: "Historiens 5 aldre (og deres karakteristika)"

Forskning inden for radioaktivitet

Under sit ophold i Montreal blev han interesseret i studiet af radioaktivitet, da den franske fysiker Henri Becquerel i 1896 havde opdaget, at uran udsendte en stråling, der ikke blev observeret før det øjeblik. Tre år senere i 1899 studerede Rutherford, hvordan denne uranstråling kunne ionisere luften, observerede, hvordan strålingen trængte igennem forskellige metalplader, som den pakkede elementet ind med radioaktiv.

Ud over, var i stand til at observere og navngive tre forskellige typer stråling udsendt af uran: den der trængte mest ind, kaldet beta, og den der gjorde mindre, kaldet alfa, og en tredje kaldet gamma, som udsender meget energiske stråler.

Hans forskning ville nu fokusere på det kemiske grundstof thorium og opdage, at det også udsender stråling, og at det aftager eksponentielt efter et stykke tid, giver ham mulighed for i 1900 at præsentere et nyt koncept: perioden med radioaktive grundstoffer.

I betragtning af disse nye opdagelser konkluderede Rutherford i 1902 sammen med Frederick Soddy, at thorium udstøder radioaktive atomer, og at denne emission er relateret til et henfald af grundstoffet kemisk, således formulerede teorien om naturlig radioaktivitet, som forklarede den spontane omdannelse af grundstofferne.

I 1904 tildelte Royal Society ham Rumford-medaljen, der belønnede og anerkendte de vigtige opdagelser, som denne videnskabsmand havde opnået indtil videre. I samme år udgav bogen med titlen "Radioactivity", hvor blandt andre tilgange demonstrerede usikkerheden ved princippet om materiels uforanderlighed, da de radioaktive grundstoffer, efterhånden som de udsendte stråling, blev omdannet til et nyt grundstof med forskellige kemiske egenskaber.

Rutherford mente, at der skete opløsninger i jordens kerne, hvilket ville være årsagen til at holde planetens temperatur konstant. På denne måde ville han samarbejde med Otto Hahn, som opdagede kernespaltning af uran og thorium.

I 1907 flyttede han til Manchester, da han blev optaget som professor ved universitetet i denne by. På denne måde begyndte at samarbejde med Hans Geiger, og sammen var de i stand til at detektere alfapartikler udstødt af radioaktive stoffer; Ud fra denne forskningslinje var de i stand til at estimere Avogadros tal, som refererer til antallet af partikler, der udgør et stof, på en mere direkte måde.

Det var et år senere, i 1908, da han kunne bekræfte, hvad han tidligere havde antaget; at de allerede nævnte alfapartikler, når de slipper af med deres ladning, bliver til heliumatomer. Denne opdagelse betød, at han samme år vandt Nobelprisen i kemi.

Et af hans vigtigste bidrag til videnskaben var formuleringen af ​​en ny atommodel i 1911, kendt som Rutherfords atommodel., hvor det øger eksistensen af ​​en kerne i atomerne, som ville udgøres af ladningen positiv og dannet af næsten al massen, omgivet af en skorpe eller skal af elektroner, ladning negativ.

• Du kan være interesseret i: "Marie Curie: biografi om denne banebrydende forsker af radioaktivitet"

Første verdenskrigs scene

I perioden med Første Verdenskrig (1914-1918) fysikeren fokuserede på at hjælpe med at opdage ubåde ved hjælp af lydbølger. Efter krigen, allerede i 1919, fortsatte han med undersøgelsen af ​​alfapartikler og atomer, i dette tilfælde nitrogen, observeret, hvordan nitrogen omdannes til oxygen ved at absorbere alfapartikler og dermed opnå den første transmutation kunstig.

Da han vendte tilbage til Cambridge i 1919, overtog han som direktør for Cavendish Laboratory og erstattede J.J. Thomson. Det er i denne periode, hvor hans bidrag og indflydelse inden for kernefysik var størst.

Blandt de anerkendte fysikere, som studerede i laboratoriet under Rutherfords ledelse, er det værd at fremhæve James Chadwick, som opdagede neutronens eksistens; Niels Bohr, der verificerede, at Rutherfords atommodel var stabil, og Robert Oppenheimer, betragtede som skaberen af ​​atombomben.

• Relateret artikel: "De 4 hovedtyper af videnskab (og deres forskningsområder)"

Sidste leveår

Under sit ophold på Cavendish Laboratory, der betragtes som fysikerens mest velstående tidsalder, guldalderen, opnåede han også flere priser.

I fem år (1925-1930) var han præsident for Royal Society, et selskab, hvor han var medlem siden 1903 og blev tildelt Franklin-medaljen i 1924 og Faraday-medaljen i 1936. Derudover blev han i 1931 udnævnt til Baron Rutherford af Nelson, som allerede har haft titlen Sir siden 1914. Selvom alle disse anerkendelser og glæder ville blive forkortet af hans eneste datters død, Eileen, i 1930, kun 29 år gammel.

Også i denne periode med James Chadwick og Charles Drummond Ellis han udgav bogen "Stråling af radioaktive stoffer" i 1930, og syv år senere skrev han værket "Den nye alkymi".

Ernest Rutherford døde den 19. oktober 1937, efter at have undladt at komme sig helt og pludselig forværret efter en operation. Hans rester blev begravet i Westminster Abbey, hvilket gav ham en æresplads sammen med Isaac Newton og William Thomson.