Ernest Rutherford: biografija in prispevki tega novozelandskega fizika

Ernest Rutherford je eden najbolj priznanih raziskovalcev na področju fizike, saj je bilo njegovih odkritij na tem področju več.

Zanimalo ga je predvsem eksperimentalno področje, torej praktično preverjanje njegovih prepričanj, da bi kasneje oblikoval teorije. Njegov glavni prispevek je bil odkritje radioaktivnih alfa, beta in gama delcev; sprememba narave radioaktivnega elementa, ko razpade; in predlog nove strukture atoma, sestavljenega iz jedra.

V tej biografiji Ernesta Rutherforda bomo pregledali najpomembnejše dogodke v življenju tega raziskovalca in najpomembnejše prispevke, ki jih je dal k znanosti.

• Povezani članek: "Werner Heisenberg: biografija tega nemškega teoretičnega fizika"

Kratka biografija Ernesta Rutherforda

Ernest Rutherford se je rodil 30. avgusta 1871 v Brightwateru na Novi Zelandiji.. Bil je sin Jamesa Rutherforda, ki je bil kmet, in Marthe Thompson, ki je bila predana poučevanju. Njegovi starši so svojim številnim otrokom vedno želeli dati dobro izobrazbo, bilo jih je dvanajst, Ernest četrti.

Mladost in prva leta usposabljanja

Že od malih nog so že izstopale njegove visoke sposobnosti in spretnosti v aritmetiki., ker je precej radoveden otrok. Tako se je lahko vpisal na Nelson College, kjer je poleg akademskih veščin lahko razvijal fizične sposobnosti na enak način kot igralec ragbija.

Po treh letih študija na Nelson College se je vpisal na Canterbury College visokošolskega izobraževanja, kjer je nadaljeval z ragbijem in se je lahko udeležil znanstvenih klubov.

V času njegovega bivanja na univerzi so se začele videti njegove visoke sposobnosti na področju znanstvenega eksperimentiranja, ki skupaj z njegovim vedno brezhibni akademski rezultati so mu omogočili, da je nadaljeval s svojim usposabljanjem in raziskovanjem na Univerzi Nove Zelandije v obdobju pet let.

Glede na njegove dobre ocene po diplomi Imel je srečo, da je prejel edino štipendijo na Novi Zelandiji za študij matematike, zaradi dobre ocene pa je bil imenovan za magistra umetnosti. in sodelujejo pri raziskavah na področju matematike in fizike.

Kasneje je leta 1894 diplomiral, tako da je leto kasneje lahko nadaljeval študij v Veliki Britaniji, ne več ne manj. kot v Cavendish Laboratories v Cambridgeu, ki ga vodi Joseph John Thompson, ki je bil na področju znanosti priznan kot tisti, ki je odkril elektron.

V osebni sferi, natančneje v sentimentalnem, Preden je odpotoval in se naselil v Veliki Britaniji, se je zaročil z Mary Geordina Newton, mlada ženska, ki jo je spoznal med svojim bivanjem v Chriscruchsu.

• Morda vas zanima: "10 vej fizike in njihova področja znanja"

Utrjevanje vašega poklicnega življenja na znanstvenem področju

V letih, ko je bil v Cambridgeu Nadaljeval je s preučevanjem elektromagnetnih valov in kako jih je mogoče sprejemati na velikih razdaljah. Njegova kariera na znanstvenem področju je še naprej napredovala, rezultate svojega dela je uspel predstaviti Cambridge Physical Societu in jih objaviti v znanstveni reviji Filozofska transakcija, ki pripada Kraljevi družbi.

Tudi na začetku vašega bivanja je skupaj s svojim direktorjem laboratorija J.J. Thompsonom začel raziskovati učinke rentgenskih žarkov, projiciranih na plin., s čimer odkrijemo, da lahko ti žarki ionizirajo zrak, kar povzroči veliko število nabitimi delci, ki so lahko tako pozitivni kot negativni in jih rekombinirajo, kar povzroči atome nevtralen.

Zato je razvil tudi tehniko za merjenje hitrosti ionov in njihove hitrosti rekombinacija, proces v nasprotju z ionizacijo, kjer se elektroni združujejo z ioni pozitivno.

Glede na nenehne raziskave in odkritja, ki jih je dosegel, je njegova prepoznavnost na znanstvenem področju naraščala. Torej, leta 1898 se je odprla možnost poučevanja na univerzi McGill v Montrealu v Kanadi., kjer bo ostal do leta 1907. Ta nova sprememba mu je omogočila, da se je leta 1900 na Novi Zelandiji končno poročil s svojo zaročenko Mary Newton. Leta 1901 je sprejel svojo prvo in edino hčer po imenu Eileen.

• Povezani članek: "5 obdobij zgodovine (in njihove značilnosti)"

Raziskave na področju radioaktivnosti

Med bivanjem v Montrealu se je začel zanimati za študij radioaktivnosti, saj je leta 1896 francoski fizik Henri Becquerel odkril, da uran oddaja sevanje, ki ga do tega trenutka niso opazili. Tako je tri leta pozneje, leta 1899, Rutherford preučeval, kako lahko to uranovo sevanje ionizira zrak, opazoval, kako je sevanje prodiralo v različne kovinske pločevine, s katerimi je ovijalo element radioaktivno.

poleg tega je lahko opazoval in poimenoval tri različne vrste sevanja, ki jih oddaja uran: tisti, ki je najbolj prodrl, imenovan beta, in tisti, ki je naredil manj, imenovan alfa, in tretji imenovan gama, ki oddaja zelo energične žarke.

Njegovo raziskovanje bi se zdaj osredotočilo na kemični element torij in odkril, da oddaja tudi sevanje in da se čez nekaj časa eksponentno zmanjšuje, kar mu je omogočilo, da je leta 1900 predstavil nov koncept: obdobje radioaktivnih elementov.

Glede na ta nova odkritja je Rutherford leta 1902 skupaj s Frederickom Soddyjem zaključil, da torij izloča radioaktivne atome in da je ta emisija povezana z razpadom elementa kemična, tako oblikoval teorijo naravne radioaktivnosti, ki je pojasnila spontano preoblikovanje elementov.

Leta 1904 mu je Kraljeva družba podelila Rumfordovo medaljo, s čimer je nagradila in priznala pomembna odkritja, ki jih je ta znanstvenik dosegel do zdaj. V tem istem letu izdal knjigo z naslovom "Radioaktivnost", kjer je med drugimi pristopi prikazala negotovost načela nespremenljivosti snovi., saj so se radioaktivni elementi, ko so oddajali sevanje, preoblikovali v nov element z drugačnimi kemijskimi lastnostmi.

Rutherford je verjel, da je prišlo do razpada v jedru Zemlje, ki bi bil vzrok za ohranjanje konstantne temperature planeta. Na ta način bi sodeloval z Ottom Hahnom, ki je odkril jedrsko cepitev urana in torija.

Leta 1907 se je preselil v Manchester, saj je bil sprejet za profesorja na univerzi v tem mestu. V to smer začeli sodelovati s Hansom Geigerjem in skupaj jima je uspelo zaznati alfa delce, ki jih izločajo radioaktivne snovi; Iz te linije raziskav so lahko na bolj neposreden način ocenili Avogadrovo število, ki se nanaša na število delcev, ki sestavljajo snov.

Bilo je leto pozneje, leta 1908, ko je lahko potrdil, kar je prej domneval; da že omenjeni alfa delci, ko se znebijo naboja, postanejo atomi helija. To odkritje je pomenilo, da je istega leta dobil Nobelovo nagrado za kemijo.

Eden njegovih najpomembnejših prispevkov k znanosti je bila formulacija novega atomskega modela leta 1911, znanega kot Rutherfordov atomski model., kjer dviguje obstoj jedra v atomih, ki bi ga sestavljal naboj pozitiven in ga tvori skoraj vsa masa, obdana s skorjo ali lupino elektronov, naboja negativno.

• Morda vas zanima: "Marie Curie: biografija te pionirske raziskovalke radioaktivnosti"

Oder prve svetovne vojne

V obdobju prve svetovne vojne (1914-1918) fizik se je osredotočil na pomoč pri odkrivanju podmornic z uporabo zvočnih valov. Po vojni, že leta 1919, je nadaljeval s študijem alfa delcev in atomov, v tem primeru dušika, opazoval, kako se dušik z absorpcijo alfa delcev pretvori v kisik in tako doseže prvo transmutacijo umetno.

Po vrnitvi v Cambridge leta 1919 je prevzel mesto direktorja Cavendishovega laboratorija in zamenjal J.J. Thomson. V tem obdobju so bili njegovi prispevki in vplivi na področju jedrske fizike največji.

Med priznanimi fiziki, ki so študirali v laboratoriju v času Rutherfordovega vodenja, velja izpostaviti Jamesa Chadwicka, ki je odkril obstoj nevtrona; Niels Bohr, ki je preveril, da je Rutherfordov atomski model stabilen, in Robert Oppenheimer, ki je veljal za ustvarjalca atomske bombe.

• Povezani članek: "4 glavne vrste znanosti (in njihova raziskovalna področja)"

Zadnja leta življenja

V času bivanja v Cavendishovem laboratoriju, ki velja za najbolj uspešno dobo fizika, zlato dobo, je prejel tudi številne nagrade.

Pet let (1925-1930) je bil predsednik Kraljeve družbe, društvo, katerega član je bil od leta 1903 in je bil leta 1924 nagrajen s Franklinovo medaljo in leta 1936 s Faradayjevo medaljo. Poleg tega je bil leta 1931 imenovan za barona Rutherforda iz Nelsona, že od leta 1914 je imel naziv Sir. Čeprav bi vsa ta priznanja in radosti okrnila smrt njegove edine hčerke Eileen leta 1930, ki je imela le 29 let.

Tudi v tem obdobju z Jamesom Chadwickom in Charlesom Drummondom Ellisom je leta 1930 izdal knjigo "Sevanje radioaktivnih snovi", sedem let pozneje pa je napisal delo "Nova alkimija".

Ernest Rutherford je umrl 19. oktobra 1937, potem ko si ni popolnoma opomogel in se je nenadoma poslabšal po operaciji. Njegovi posmrtni ostanki so bili pokopani v Westminstrski opatiji, kar mu je dodelilo častno mesto poleg Isaaca Newtona in Williama Thomsona.