Ernest Rutherford: Biografia e contributi principali
Ernest Rutherford (1871-1937) era uno scienziato neozelandese che ha dato un grande contributo al campo della fisica e della chimica attraverso i suoi studi sulla radioattività e la struttura dell'atomo. È considerato il padre della fisica nucleare per le sue scoperte pionieristiche sulla struttura atomica.
I suoi contributi alla scienza includono la scoperta della radioattività alfa e beta, un modello atomico dell'atomo, il rivelatore di onde radio, le regole del decadimento radioattivo e l'identificazione di particelle alfa come nuclei di elio.
biografia
Infanzia e studi
Ernest Rutherford è nato il 30 agosto 1871 a Nelson, in Nuova Zelanda. La sua educazione ha avuto luogo presso l'Università della Nuova Zelanda e in seguito presso l'Università di Cambridge.
Fin da bambino mostrava le sue capacità e soprattutto la curiosità che l'aritmetica gli aveva prodotto. I suoi genitori hanno notato questa qualità in lui e insieme ai suoi insegnanti lo hanno spinto a continuare i suoi studi.
Si è rivelato uno studente esemplare ed è così che ha ottenuto un posto al Nelson College. In questa istituzione ha finito per essere il miglior studente in tutte le materie.
Nello sport si è dedicato al rugby, sport praticato anche all'università.
Insegnante
Ha sviluppato un gusto per l'insegnamento e ha partecipato come professore in diverse università durante la sua vita. Prima era un professore di fisica alla McGill University di Montreal, in Canada. Quindi si trasferì all'Università di Manchester in Inghilterra e vi rimase per più di un decennio.
Alla fine di questo lungo periodo di tempo, è stato insegnante e direttore del laboratorio Cavendish e alla fine ha diretto un argomento presso la Royal Institution of Great Britain.
Nel 1931 Rutherford raggiunse la fama a livello professionale, tuttavia, questo fu uno degli anni più difficili per il famoso scienziato, poiché perse la sua unica figlia durante il parto.
Nel 1937, dopo un intervento chirurgico senza complicazioni, lo stato di salute di Rutherford diminuì improvvisamente. È così che è morto il 19 ottobre 1937 a Cambridge, nel Regno Unito.
Fu seppellito con Isaac Newton e Kelvin, due grandi personaggi che, come lui, rivoluzionarono la scienza.
Contributi alla scienza
Rilevata radioattività alfa e beta
Nel 1898, Rutherford iniziò i suoi studi sulle radiazioni emesse dall'uranio. I suoi esperimenti lo portarono a concludere che la radioattività avrebbe dovuto avere almeno due componenti, che chiamò raggi alfa e beta.
Ha scoperto che le particelle alfa hanno una carica positiva e che i raggi beta hanno più potere di penetrazione dei raggi alfa. Ha anche nominato raggi gamma.
Ha scoperto che gli atomi non erano indistruttibili
Insieme al chimico Frederick Soddy, creò la Disintegrazione della Teoria degli Atomi, coinvolgendo la disintegrazione spontanea degli atomi in altri tipi di atomi.
Il decadimento degli atomi degli elementi radioattivi fu una scoperta chiave in quel momento, poiché fino a quel momento si credeva che gli atomi fossero una specie di materia indistruttibile.
Grazie alle sue scoperte nell'area della disintegrazione degli elementi e nella chimica degli elementi radioattivi, Rutherford ha vinto il premio Nobel nel 1908.
Ha formulato un modello atomico dell'atomo
Insieme agli scienziati Geiger e Mardsen, ha condotto uno dei più famosi esperimenti scientifici.
Sotto la direzione di Rutherford, gli scienziati hanno condotto una serie di esperimenti tra il 1908 e il 1913, dove hanno mirato raggi di particelle alfa verso sottili fogli di metallo per poi misurare il modello di diffusione usando uno schermo fluorescente.
Grazie a ciò, scoprirono che sebbene la maggior parte delle particelle volasse direttamente, alcune rimbalzarono in tutte le direzioni, incluse alcune che tornarono direttamente alla fonte.
Questo era impossibile da giustificare con il modello antico dell'atomo, così Rutherford interpretò i dati per formulare il modello atomico di Rutherford nel 1911.
Ha inventato un rilevatore di onde radio
Il fisico tedesco Heinrich Hertz dimostrò l'esistenza di onde elettromagnetiche alla fine del 1880.
Rutherford decise di misurare il suo effetto sugli aghi in acciaio magnetizzato. Questo esperimento lo ha portato a inventare un rilevatore di ciò che ora chiamiamo onde radiali. Questo ricevitore radio è diventato una parte della rivoluzione delle comunicazioni nota come telegrafia senza fili.
Rutherford migliorò il suo dispositivo e per un breve periodo di tempo ebbe il record mondiale della distanza in cui le onde elettromagnetiche potevano essere rilevate.
Sebbene Rutherford sia stato superato da Marconi, la sua scoperta è ancora considerata un contributo importante in questo campo.
Ha scoperto il nucleo atomico
Attraverso gli esperimenti sui fogli d'oro, Rutherford scoprì che tutti gli atomi contenevano un nucleo in cui la sua carica positiva e la maggior parte della sua massa erano concentrati.
Il suo modello dell'atomo conteneva la nuova caratteristica che un'alta carica centrale concentrata in un piccolo volume dell'atomo era responsabile della maggior parte della sua massa.
Nel suo modello, il nucleo era orbitato da elettroni di bassa massa. Questo modello procedette al modello atomico di Bohr, che applicava la teoria quantistica.
La sua scoperta del nucleo atomico è considerato il suo più grande contributo alla scienza.
Scoperto il protone
Nel 1917, divenne la prima persona a trasformare un elemento in un altro. Trasformò gli atomi di azoto in atomi di ossigeno bombardando l'azoto con particelle alfa. Questa fu la prima osservazione di una reazione nucleare indotta ed è considerata la scoperta del protone.
Nel 1920, Rutherford propose il nucleo di idrogeno come una nuova particella e stabilì il termine protone per esso.
Teorizzato l'esistenza del neutrone
Nel 1921 teorizzò che nel nucleo dell'atomo doveva esserci una particella neutra per compensare l'effetto repulsivo dei protoni caricati positivamente creando una forza nucleare attraente; senza particelle, il nucleo collasserebbe.
Per questa ragione, Rutherford teorizzò l'esistenza del neutrone e stabilì il termine con cui è conosciuto oggi.
Il neutrone fu scoperto nel 1932 dallo scienziato James Chadwick che aveva studiato e lavorato con Rutherford.
Padre della fisica nucleare
Grazie al suo lavoro sul campo, come condurre la prima reazione nucleare, per dimostrare la natura del decadimento radioattivo come processo nucleare e per stabilire la struttura dell'atomo, è conosciuto come il padre della fisica nucleare.
Il suo lavoro è stato di grande importanza ai tempi della ricerca futura e dello sviluppo futuro nel campo.
Rutherford è stato anche l'ispirazione e il mentore di molti scienziati; molti dei suoi studenti vennero per vincere premi Nobel. Fu anche considerato il più grande sperimentatore da Faraday.
Lavoro e riconoscimenti
Nel 1896, quando la radioattività fu scoperta dal fisico Antoine Henri Becquerel, Rutherford identifica e stabilisce tre principali elementi di radiazione, che nominano raggi alfa, beta e gamma, dimostrando così che le particelle alfa sono nuclei di elio.
Ciò gli ha permesso di descrivere la sua teoria della struttura atomica, che si è rivelata la prima teoria per descrivere l'atomo come un nucleo denso e per specificare che gli elettroni ruotano attorno ad esso.
Nel 1908 fu il vincitore del Premio Nobel per la Chimica e ottenne la nomina di Sir nel 1914. Tra le sue opere più grandi scritte ci sono: Radioattività (1904), Radiazioni di sostanze radioattive (1930) e La nuova alchimia (1937).
Lo scienziato fu nominato presidente della Royal Society tra gli anni 1925 e 1930. Fu anche insignito della medaglia Franklin nell'anno 1924.
Dopo sette anni, nel 1931, avrebbe raggiunto la nobiltà e nel suo paese lo riconobbero come un personaggio eroico. Per questo motivo ha sentito un grande legame con il suo paese di nascita.
