Ernest Rutherford: selle Uus-Meremaa füüsiku elulugu ja panused

Ernest Rutherford on füüsika valdkonna tunnustatumaid uurijaid, kuna tema avastused selles valdkonnas olid mitmekordsed.

Teda huvitas eriti eksperimentaalne valdkond, see tähendab oma uskumuste praktiline kontrollimine, et hiljem teooriaid konstrueerida. Tema peamised panused olid radioaktiivsete alfa-, beeta- ja gammaosakeste avastamine; radioaktiivse elemendi olemuse muutus selle lagunemisel; ja ettepanek tuumast koosneva aatomi uue struktuuri kohta.

Selles Ernest Rutherfordi biograafias vaatame läbi selle teadlase elu kõige olulisemad sündmused ja tema kõige olulisemad panused teadusesse.

• Seotud artikkel: "Werner Heisenberg: selle saksa teoreetilise füüsiku elulugu"

Ernest Rutherfordi lühike elulugu

Ernest Rutherford sündis 30. augustil 1871 Uus-Meremaal Brightwateris. Ta oli talupidaja James Rutherfordi ja õpetamisele pühendunud Martha Thompsoni poeg. Tema vanemad tahtsid alati anda oma paljudele lastele hea hariduse, neist kaksteist oli Ernest neljas.

Noorus ja esimesed koolitusaastad

Juba väga noorelt on silma paistnud tema kõrged võimed ja aritmeetikaoskused.

, olles üsna uudishimulik laps. Nii sai ta astuda Nelsoni kolledžisse, kus peale akadeemiliste oskuste sai ta arendada füüsilisi võimeid samamoodi nagu ragbimängija.

Pärast kolmeaastast õppimist Nelsoni kolledžis astus ta Canterbury kõrgkooli, kus jätkas ragbi harjutamist ja sai osaleda teadusklubides.

Ülikoolis viibimise ajal hakkasid silma tema kõrged võimed teadusliku katsetamise vallas, mis koos temaga alati laitmatud akadeemilised tulemused, võimaldasid tal jätkata koolitust ja teadustööd Uus-Meremaa ülikoolis. viis aastat.

Arvestades tema häid hindeid, pärast kooli lõpetamist Tal oli õnn, et ta sai Uus-Meremaal ainsa stipendiumi matemaatika õppimiseks ja sai oma heade hinnete eest magistriks. ning osaleda matemaatika ja füüsika valdkonna uurimistöös.

Hiljem omandas ta 1894. aastal bakalaureusekraadi, nii et aasta hiljem sai ta ei rohkem ega vähem õpinguid jätkata Suurbritannias. kui Cambridge'i Cavendishi laborites, mida juhib Joseph John Thompson, keda tunnustati teaduse valdkonnas selle eest, et ta avastas elektron.

Isiklikus, täpsemalt sentimentaalses sfääris Enne reisimist ja Suurbritanniasse elama asumist kihlus ta Mary Geordina Newtoniga, noor naine, kellega ta oli kohtunud Chriscruchsis viibimise ajal.

• Teid võivad huvitada: "10 füüsika haru ja nende teadmiste valdkondi"

Oma tööelu kindlustamine teadusvaldkonnas

Aastatel, mil ta oli Cambridge'is Ta jätkas elektromagnetlainete uurimist ja seda, kuidas neid suurte vahemaade tagant vastu võtta. Tema karjäär teadusvaldkonnas edenes jätkuvalt, suutis oma töö tulemusi tutvustada Cambridge'i füüsikaühingule ja avaldada need teadusajakirjas. Kuninglikule Seltsile kuuluv filosoofiline tehing.

Ka teie viibimise alguses hakkas koos oma labori direktori J. J. Thompsoniga uurima gaasile projitseeritud röntgenikiirguse mõju, avastades seega, et need kiired võivad õhku ioniseerida, tekitades suure hulga laetud osakesed, mis võivad olla nii positiivsed kui ka negatiivsed ning kombineerides need uuesti, tekitades aatomeid neutraalne.

Nii töötas ta välja ka tehnika ioonide kiiruse ja nende kiiruse mõõtmiseks rekombinatsioon, ionisatsioonile vastupidine protsess, kus elektronid ühinevad ioonidega positiivne.

Arvestades pidevaid uurimisi ja avastusi, mida ta saavutas, kasvas tema tuntus teadusvaldkonnas. Nii et 1898. aastal tõstatati võimalus õpetada McGilli ülikoolis Montrealis, Kanadas., kuhu see jääb kuni 1907. aastani. See uus muutus võimaldas tal 1900. aastal Uus-Meremaal lõpuks abielluda oma kihlatu Mary Newtoniga. 1901. aastal tervitas ta oma esimest ja ainsat tütart, kelle nimi oli Eileen.

• Seotud artikkel: "Ajaloo 5 ajastut (ja nende omadused)"

Teadusuuringud radioaktiivsuse valdkonnas

Montrealis viibides hakkas ta huvi tundma radioaktiivsuse uurimise vastu, kuna 1896. aastal avastas prantsuse füüsik Henri Becquerel, et uraan kiirgab kiirgust, mida kuni selle hetkeni ei täheldatud. Kolm aastat hiljem, 1899. aastal uuris Rutherford, kuidas see uraanikiirgus võib õhku ioniseerida, jälgis, kuidas kiirgus tungis läbi erinevatest metalllehtedest, millega ta elemendi mähkis radioaktiivsed.

Lisaks, suutis vaadelda ja nimetada kolme erinevat tüüpi uraani kiirgavat kiirgust: see, mis tungis kõige rohkem, mida nimetatakse beetaks, ja see, mis tegi vähem, nimetatakse alfaks ja kolmas gamma, mis kiirgab väga energilisi kiiri.

Tema uurimistöö keskenduks nüüd keemilisele elemendile toorium, avastades, et ka see kiirgab kiirgust ja väheneb mõne aja pärast eksponentsiaalselt. võimaldades tal esitada 1900. aastal uut kontseptsiooni: radioaktiivsete elementide periood.

Arvestades neid uusi avastusi, jõudis Rutherford 1902. aastal koos Frederick Soddyga järeldusele, et toorium väljutab radioaktiivseid aatomeid ja see emissioon on seotud elemendi lagunemisega keemiline, sõnastades nii loodusliku radioaktiivsuse teooria, mis selgitas elementide spontaanset muundumist.

1904. aastal autasustas kuninglik selts teda Rumfordi medaliga, autasustades ja tunnustades olulisi avastusi, mille teadlane on seni saavutanud. Sel samal aastal avaldas raamatu pealkirjaga "Radioaktiivsus", kus muude lähenemisviiside hulgas demonstreeriti aine muutumatuse põhimõtte ebakindlust., kuna radioaktiivsed elemendid muudeti kiirgust kiirgades uueks elemendiks, millel on erinevad keemilised omadused.

Rutherford uskus, et Maa tuumas toimusid lagunemised, mis on planeedi temperatuuri konstantse hoidmise põhjuseks. Sel moel teeks ta koostööd Otto Hahniga, kes avastas uraani ja tooriumi tuuma lõhustumise.

1907. aastal kolis ta Manchesteri, kuna ta võeti selle linna ülikooli professoriks. Sellel viisil hakkasid tegema koostööd Hans Geigeriga ja üheskoos suudeti tuvastada radioaktiivsete ainete poolt väljutatud alfaosakesi.; Selle uurimissuuna põhjal suutsid nad otsesemalt hinnata Avogadro arvu, mis viitab aine moodustavate osakeste arvule.

See oli aasta hiljem, 1908. aastal, kui ta sai kinnitada seda, mida ta varem oli eeldanud; et juba mainitud alfaosakesed muutuvad oma laengust vabanedes heeliumi aatomiteks. See avastus tähendas, et samal aastal võitis ta Nobeli keemiaauhinna.

Üks tema olulisemaid panuseid teadusesse oli uue aatomimudeli koostamine 1911. aastal, mida tuntakse Rutherfordi aatomimudelina., kus see tõstatab tuuma olemasolu aatomites, mille moodustaks laeng positiivne ja moodustatud peaaegu kogu massist, mis on ümbritsetud elektronide koore või kestaga, laeng negatiivne.

• Teid võivad huvitada: "Marie Curie: selle teedrajava radioaktiivsuse uurija elulugu"

Esimese maailmasõja etapp

Esimese maailmasõja ajal (1914-1918) füüsik keskendus allveelaevade tuvastamisele helilainete abil. Pärast sõda, juba 1919. aastal, jätkas ta alfaosakeste ja aatomite, antud juhul lämmastiku uurimisega, jälgis, kuidas alfaosakesi absorbeerides muutub lämmastik hapnikuks, saavutades seeläbi esimese transmutatsiooni kunstlik.

Naastes 1919. aastal Cambridge'i, asus ta Cavendishi laboratooriumi direktoriks, asendades J.J. Tomson. Just sel perioodil oli tema panus ja mõju tuumafüüsika valdkonnas suurim.

Rutherfordi juhtimise ajal laboris õppinud tunnustatud füüsikute hulgas tasub esile tõsta James Chadwicki, kes avastas neutroni olemasolu; Niels Bohr, kes kontrollis, et Rutherfordi aatomimudel oli stabiilne, ja Robert Oppenheimer, keda peeti aatomipommi loojaks.

• Seotud artikkel: "Neli peamist teadustüüpi (ja nende uurimisvaldkondi)"

Viimased eluaastad

Cavendishi laboris viibimise ajal, mida peetakse füüsiku kõige jõukamaks ajastuks, kuldajastuks, pälvis ta ka mitmeid auhindu.

Viis aastat (1925–1930) oli ta Kuningliku Seltsi president, selts, kus ta oli liige alates 1903. aastast ja talle omistati Franklini medal 1924. aastal ja Faraday medal 1936. aastal. Lisaks nimetati ta 1931. aastal Nelsoni parun Rutherfordiks, omades juba 1914. aastast Siri tiitlit. Kuigi kõik need äratundmised ja rõõmud kärbiks tema ainsa tütre Eileeni surm 1930. aastal, olles alles 29-aastane.

Ka sel perioodil koos James Chadwicki ja Charles Drummond Ellisega ta avaldas 1930. aastal raamatu "Radioaktiivsete ainete kiirgus" ja seitse aastat hiljem kirjutas ta teose "Uus alkeemia".

Ernest Rutherford suri 19. oktoobril 1937 pärast seda, kui tal ei õnnestunud täielikult taastuda ja äkitselt pärast operatsiooni halvenemist. Tema säilmed maeti Westminster Abbeysse, andes talle Isaac Newtoni ja William Thomsoni kõrval aukoha.