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Para los artículos | Ernest Rutherford | 
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| Nacimiento | 30 de agosto 1871 Brightwater (  Nueva Zelanda)
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| Óbito | 19 de octubre 1937 (66 años) Cambridge (  Reino Unido)
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| Domicilio | Inglaterra |
| Nacionalidad | Nueva Zelanda
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| Campos | Físico |
| Institución | Universidad de Canterbury Universidad de Cambridge |
| Célebre para | La teoría sobre la existance del neutron (1920) Padre de la Física nuclear |
| Distinciones | Precios Nobel de chimie (1908) Medalla Rumford Medalla Matteucci Medalla Copley Knight Bachelor Orden del Mérito |
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Sir Ernest Rutherford (30 de agosto 1871 a Brightwater, Nueva Zelanda - 19 de octubre 1937 a Cambridge , Inglaterra) es considerado como el padre de la física nuclear. Descubrió los rayonnements alpha, los rayonnements bêta ; descubrió también que la radioactividad se acompañaba de una desintegración de los elementos químicos, lo que valió el precio Nobel de chimie 1908. Es todavía le que puso de manifiesto la existencia de un núcleo atómico, en el cual eran reunidas toda la carga positiva y casi toda la masa de la atome, y que consigue la toda primera transmutation artificial.
Si durante la primera parte de su vida se consagró exclusivamente en su investigación, pasó la segunda mitad de su vida a enseñar y a dirigir el laboratorio Cavendish a Cambridge , donde estuvo descubierto el neutron y donde vinieron formarse los físicos Niels Bohr y Robert Oppenheimer. Su influencia en esta propiedad de la física que ha descubierto fue pues particularmente de entidad.
Sumario |
Los primeros años
Ernest Rutherford es el cuarto de los doce niños de James y Martha Rutherford. Su padre era fermier, pero también mecánico, ingeniero, incluso meunier, mientras su madre, antes su matrimonio, era institutrice. Todos dos mantenían a lo que sus niños reciben una buena educación y puedan proseguir estudios.
Ernest se distingue muy temprano por su curiosidad y sus donativos parala aritmética, animado encubrió por sus parientes y por su instituteur. que Brilla alumno, entre al Nelson College. Es dotado igualmente para el rugby y muy popular en su escuela. Al cabo de su tercer año en el colegio, termina primero en todas las materias, lo que permite entrar en la universidad al Canterbury College todo continuando a practicar el rugby y frecuentando varios clubes científicos e intelectuales.
El ingenio de Rutherford para la experimentación comienza desde esta época a manifestarse. Sus primeras investigaciones muestran que el hierro puede ser magnétisé por las elevadas frecuencias, lo que constituye sí un descubrimiento. El detector magnético de recepción de las ondas radios es anunciado en el público el 12 de junio de 1902, por medio del « Proceedings of the Royal Society». Sus excelentes resultados escolares él permiten proseguir sus estudios y sus investigaciones durante cinco años en esta universidad, que había atribuido la sola bolsa de Nueva Zelanda para estudiar las matemáticas. Él survit durante su último año dando de los cursos.
Obtiene el título de dominio ès artes, con una doble primera clase matemáticas y física. 1894, obtiene el título de selectividad ès ciencias, lo que permite proseguir sus estudios en Inglaterra al laboratorio Cavendish a Cambridge bajo la dirección del découvreur delelectrón, J. J. Thomson a marchar de 1895 . Es el premier que estudia que viene de en ultramar a este hacer. Antes de abandonar Nueva Zelanda, él se fiance con Mary Newton, una joven de Christchurch .
Cambridge, 1895-1898
Prosigue sus trabajos sobre las ondas hertziennes y sobre su recepción en gran distancia. Hace ante la Cambridge Physical Society una exposición aventajada, que — hace escaso para un sí joven investigador — es publicado en los Philosophical Transacciones de la Royal Society de Londres, lo que procura una grande fierté.
En diciembre 1895, se pone a estudiar con Thomson el efecto de los rayos X sobre un gas. Descubren que los rayos X tienen la propiedad de ioniser el aire produciendo de grandes cantidades de partículas cargadas, tanto positivas que negativas, y que estas partículas pueden se recombiner para dar de los atomes neutres. De su lado, Rutherford inventa una técnica para medir la velocidad de las ions, y su tasa de recombinaison. Esto son estos trabajos que lo orientan definitivamente en la vía que lo devolverá célebre.
Montreal, 1898-1907 : radioactividad
1898, a la edad de 27 años, después de tres años pasados a Cambridge , se propone una chaire de física a laUniversidad McGill de Montreal , que él se empresse de aceptar, viendo allí la ocasión de hacer venir cerca de le la que lo esperaba en Nueva Zelanda.
Becquerel Descubre en esta época (1896) que el uranio emite un rayonnement desconocido, el « rayonnement uranique ».
Rutherford Publica 1899 un papel esencial, donde estudia el modo cuyo estos rayonnements ionisent el aire ubicando del uranio entre dos placas cargadas y midiendo la corriente que pasaba. Estudia así el poder de penetración de las rayonnements, cubriendo sus muestras de uranio con hojas metálicas de espesuras diferentes.
Remarca que el ionisation comienza por disminuir muy rápidamente con el aumento de la espesura de las hojas, después, más allá de uno cierto umbral, disminuye muy dulcemente.
Deduce que el uranio emite dos radiaciones diferentes, porque que han poderes de penetración diferente. Nombra la radiación la menos pénétrante el rayonnement alpha, y la radiación la más pénétrante (que produce obligatoriamente una menor ionisation ya que atraviesa el aire) el rayonnement bêta.
1900, Rutherford esposa Mary Newton ; de este matrimonio nace 1901 les sola hija, Eileen.
A esta época, Rutherford estudia el thorium y constata, utilizando el mismo dispositivo que para el uranio, que el hecho de abrir una puerta en el laboratorio perturba claramente la experiencia, como si los movimientos del aire en la experiencia podían perturbarla. Viene pronto en la conclusión que el thorium dégage una emanación, ella también radio-activa, ya que que aspira el aire que rodea el thorium, se apercibe que este aire deja fácilmente pasar la corriente, incluso a gran distancia del thorium.
Remarca también que las emanaciones del thorium no quedan radioactives que una decena de minutos y que esto están partículas neutres. Su radio-actividad no es perturbada por ninguna reacción química, ni cambio de condiciones (temperatura, campo eléctrico). Encuentra incluso que la radioactividad de estas partículas décroît exponentiellement, ya que la corriente que pasa entre los électrodes hace asimismo, y descubre así 1900 el periodo de los elementos radio-activa.
Con la ayuda de un químico de Montreal, Frederick Soddy, llega 1902 a la conclusión que las emanaciones del thorium son bien de los atomes radioactifs, pero sin estar del thorium, y que la radio-actividad se acompaña pues de una desintegración de los elementos.
Este descubrimiento provoca una gran agitación entre las químicas, muy atados al concepto de indestructibilité de la materia. Es sobre este concepto que era de en otro lugar construida una gran parte de la ciencia de la época. Este descubrimiento es pues un verdadero bouleversement ; pero la calidad de los trabajos de Rutherford no podía dejar de duda. Pierre Curie le-mismo no acepta esta idea que dos años más tarde, mientras que había constatado ya con Marie Curie que la radioactividad se acompañaba de una pérdida de masa de las muestras (opinaba que los atomes perdían del peso sin cambiar de naturaleza).
Los trabajos de Rutherford son reconocidos 1903 por la Royal Society, que él décerne la Medalla Rumford 1904. Resume el resultado de sus investigaciones en un libro titulado Radio-actividad en 1904, donde explica que la radioactividad no es influida ni por las condiciones exteriores de presión y de temperatura, ni por las reacciones químicas, y que produce un dégagement de calor muy superior a aquel de una reacción química. Explica igualmente que de nuevos elementos son producidos, que han característicos químicos diferentes, mientras los elementos radioactifs desaparecen.
Con Frederick Soddy, estima que el dégagement de energía debida en las desintegraciones nucleares es de 20 000 a 100 000 vez \
Esta idea de una gran energía potencial contenida en las atomes encuentra un año después de un comienzo de confirmación teórica con el descubrimiento de Einstein del équivalence masa-energía. Como consecuencia de estos trabajos, Otto Hahn, el découvreur de la fission nuclear, viene estudiar con Rutherford a McGill durante algunos meses.
Comienza desde 1903 a plantearse de las cuestiones sobre la naturaleza exacta de las rayonnements alpha ; que les hace atravesar campos eléctricos y magnéticos, deduce su velocidad, el signo (positivo) de su cargo y el informe entre su cargo y su masa. Es la vía que lo llevará hacia sus trabajos los plus célebres.
Durante su estancia a McGill, publica aproximadamente 80 artículos e inventa numerosos dispositivos sin informe con la física nuclear.
Manchester, 1907-1919 : el núcleo atómico
1907, obtiene una plaza de profesora a laUniversidad de Manchester, donde trabaja con Hans Geiger, con que inventa un contador que permite detectar las partículas alpha emitidas por las substancias radioactives (ébauche del futuro contador Geiger), porque ionisant el gas que se encuentra en el aparato, producen una descarga détectable.
1908, con un de sus estudiantes, Thomas Royds, prueba definitivamente este que se suponía, a saber que las partículas alpha son bien de las noyaux de hélium. O más bien, que las partículas alpha son de las atomes de hélium una vez quitados de sus cargos negativos. Para probarlo, aísla la substancia radioactive en un matériau suficientemente delgado para que las partículas alpha lo atraviesan efectivamente, pero para que eso bloquea toda emanación » de los elementos radioactifs, es decir todo produce de la desintegración. Recoge luego el gas que se encuentra en torno a la caja que contiene las muestras y analiza su espectro. Encuentra entonces una gran cantidad de hélium : los noyaux que son las partículas alpha han recuperado electrones disponibles.
Obtiene la mismo año el precio Nobel de chimie para sus trabajos de 1902 . Conserva no obstante una cierta decepción, porque se considera antes todo como un físico. Una de sus citas célebres este : « La ciencia, esté es de la física, esté es de la philatélie », que quiere sin duda significar por allí que ubicaba la física al-encima de las otras ciencias.
Es 1911 que hace su más gran contribución en la ciencia descubriendo el núcleo atómico. Había observado en Montreal que que bombardea una fina hoja de mica con partículas alpha, se obtenía una déflexion de estas partículas. Geiger Y Marsden, rehaciendo de modo más empujada estas experiencias que utilizan una hoja de oro, habían constatado que ciertas partículas alpha eran desviadas además 90 gradas. Rutherford Emite entonces la hipótesis que en el centro del atome tenía que encontrarse un núcleo » continente casi toda la masa y toda la carga positiva de la atome, los electrones determinantes de hecho el tamaño del atome. Geiger Y Marsden verificaron por la continuación estas conclusiones por la experiencia.
Este modelo planetario había sido sugerido 1904 por un Japonés, Hantaro Nagaoka, pero estaba pasado inadvertido — se objectait que los electrones habrían tenido que rayonner girando en torno al núcleo central y pues caer. Los resultados de Rutherford mostraron que este modelo estaba sin duda el bueno, ya que permitía prever con exactitud la tasa de difusión de las partículas alpha en funciones del ángulo de difusión y del tamaño del atome. Los últimas objeciones teóricas sobre el rayonnement del electrón cayeron con el comienzo de la teoría quantique y la adaptación por Niels Bohr del modelo de Rutherford a la teoría de Planck , demostrando así la estabilidad de la atome de Rutherford.
Al principio de la Primera Guerra mundial, Rutherford se concentra en los métodos acústicos de detección de los submarinos. Una vez la guerra terminada, produce, 1919, la primera transmutation artificial. Después de haber observado los protons productos por el bombardeo de hydrogène por partículas alpha (observando las scintillations que producen sobre pantallas recouverts de sulfure de zinc), se apercibe que obtiene mucho más de estos scintillations se hace la misma experiencia con del aire, y mejor, con del diazote puro. Deduce mientras que las partículas alpha, colisionando las atomes de azote, han producido un proton — es decir que el núcleo de azote ha cambiado de naturaleza y se ha transformado en oxígeno, que absorbe la partícula alpha. Rutherford Acababa de producir la primera transmutation artificial de la historia.
Cambridge, 1919-1937 : la edad de oro de Cavendish
La mismo año, sucede a J.J. Thomson al laboratorio Cavendish, cuyo deviene el director. Es el comienzo de una edad de oro, para el laboratorio como para Rutherford, aunque sus trabajos de investigación marcan el paso. Su influencia sobre la investigación en la propiedad de la física nuclear es enorme. Por ejemplo, en una conferencia que da ante la Royal Society, alude la existencia del neutron y a de los isotopes del hydrogène y del hélium. Y es en el laboratorio Cavendish, bajo su impulso, que éstos serán descubiertos.
James Chadwick, découvreur del neutron, Niels Bohr, que mostró que el modelo planetario de Rutherford no era estable, y Robert Oppenheimer, considerado como el padre de la bomba atómica, cuentan entre los que estudiaron en el laboratorio del tiempo de Rutherford. Henry Moseley, que fue su estudiante, mostró que utiliza la diffraction de los rayos X que los atomes contenían tanto electrones que había cargas positivas en el núcleo, y que así sus resultados « sostenían fuertemente las vistas de Bohr y Rutherford ».
Los numerosos cursos que dio en el laboratorio Cavendish y el gran número de contactos que hubo con sus estudiantes, dio de Rutherford la imagen de un hombre extremadamente atado a los hechos, más aunque a la teoría, que para lucido no era en algún tipo que una mera opinión ». Este apego en los hechos experimentales era el signo de un gran rigor y de una gran honradez. Cuando Fermi consigue a désintégrer varios elementos en la ayuda de neutrons, él escribió para felicitarlo de haberse escapado « de la física teórica ».
Afortunadamente sin embargo, Rutherford no se arrestaba en los hechos, y su gran imaginación le hacía entrever las consecuencias teóricas las más lejanas. Pero no daba soporte que se complica las cosas inutilement. Hacía a menudo de los remarcas al respecto en los visitantes del laboratorio que venían exponer sus trabajos en los estudiantes (divertidos) y a los investigadores, qué que sea la fama del visitante. Su apego en la sencillez era casi proverbial. Decía de en otro lugar : « estoy mí-incluso un hombre mero. »
Su autoridad en el laboratorio Cavendish no era basada en el miedo que podía inspirar. Al contrario, Rutherford era de una índole jovial y se sabía que sus trabajos adelantaban cuando él chantonnait en su laboratorio. Era respetado por sus estudiantes, menos para sus trabajos pasados o para el mito que lo rodeaba, que para su personalidad attachante, su generosidad y su autoridad intelectual, hasta tal punto que era considerado como « el profesor » de Cambridge.
Se lo apodaba « el crocodile », porque, como un crocodile que no ve nunca su cola, miraba siempre ante le.
Esta época fue también para Rutherford aquella de los honores : fue presidente de la Royal Society de 1925 a 1930, y presidente del Academic Asistencia Council que, en estos tiempos enturbiados políticamente, ayudaba los universitarios alemanes que huían su país. Fue igualmente lauréat de la medalla Copley 1922, de la Medalla Franklin 1924 y del Faraday Lectureship de la Royal society of chemistry 1936. Hizo 1925 su último viaje en Nueva Zelanda, su país natal que no olvidaba nunca, y fue recibido como un héroe.
Es 1931 que fue anobli y obtuvo el título de Barón Rutherford of Nelson, of Cambridge. La mismo año murió su única hija, Eileen, nueve días después de haber dado nacimiento en su cuarto niño.
Rutherford, Que era un hombre físicamente vigoureux, entró en el hospital en 1937 para una operación menor, después haberse hecho mal que corta árboles en su propiedad. A su regreso en le, parecía ponerse sin problema, cuando su estado se agravó soudainement. Murió muy bruscamente el 19 de octubre y fue inhumé a laabadía de Westminster, a los lados de Newton y de Kelvin .
Su effigie adorna a partir de ahora los billetes de 100 dólares néo-zélandais.
Citas
- « La energía producida por la atome es más bien quelconque. Quiconque Habla de utilizarlo como fuente de energía es cerca bombas. » (Traducción libre de ( ) The energy produced by the atom is ha very poor kind of thing. Anyone who expects Tiene fuente of power from the transformación of these atoms is talking moonshine., 1933)
- « La ciencia es esté de la física, sea de la philatélie. » (Traducción libre de ( ) All ciencia is either physics ahora bien stamp collecting, [ciudad por J. B. Birks, Rutherford at Manchester (1962)]
- « He sido siempre orgulloso ya que esté Néo-Zélandais. » (Traducción de ( ) I have always been proud of the fact that I am ha NewZealander , Auckland, 1925)
- « Es casi también que sorprende que si tiréis de un obus de quince pulgadas sobre un pañuelo en papel y que él volvías. » (Traducción libre de ( ) It was almost has incredible as if you fired ha fifteen-inch shell at ha piece of tissue paper and it came back to hit you, 1909)
Ver también
Artículos connexes
Vínculos externos
- () The Rutherford Museum
- Ernest Rutherford, « La transformación radioactive », 1903 sobre el sitio BibNum (artículo comentado).
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