ERNEST RUTHERFORD: BIOGRAFIE EN BELANGRIJKSTE BIJDRAGEN - WETENSCHAP - 2024

Ernest Rutherford (1871-1937) was een Nieuw-Zeelandse wetenschapper die grote bijdragen leverde op het gebied van fysica en scheikunde door zijn studies naar radioactiviteit en de structuur van het atoom. Hij wordt beschouwd als de vader van de kernfysica vanwege zijn baanbrekende ontdekkingen over atomaire structuur.

Zijn bijdragen aan de wetenschap omvatten de ontdekking van alfa- en bèta-radioactiviteit, een atoommodel van het atoom, de radiogolfdetector, de regels van radioactief verval en de identificatie van alfadeeltjes als heliumkernen.

Biografie

Jeugd en studies

Ernest Rutherford werd geboren op 30 augustus 1871 in Nelson, Nieuw-Zeeland. Zijn opleiding vond plaats aan de Universiteit van Nieuw-Zeeland en later aan de Universiteit van Cambridge.

Van jongs af aan toonde hij zijn bekwaamheid en vooral de nieuwsgierigheid die rekenkunde bij hem opleverde. Zijn ouders merkten deze kwaliteit in hem op en moedigden hem samen met zijn leraren aan om verder te studeren.

Hij bleek een voorbeeldige student te zijn en zo kreeg hij een plek op Nelson College. Bij deze instelling werd hij uiteindelijk de beste student in alle vakken.

Op sportgebied leunde hij naar rugby, een sport die hij ook op de universiteit beoefende.

Faculteit

Hij ontwikkelde een voorliefde voor lesgeven en nam zijn hele leven als professor deel aan verschillende universiteiten. Hij doceerde eerst natuurkunde aan de McGill University in Montreal, Canada. Daarna verhuisde hij naar de Universiteit van Manchester in Engeland en bleef daar meer dan een decennium.

Aan het einde van deze lange periode diende hij als leraar en directeur van het Cavendish-laboratorium en leidde uiteindelijk een cursus aan de Royal Institution of Great Britain.

In 1931 verwierf Rutherford professionele faam, maar dit was een van de moeilijkste jaren voor de beroemde wetenschapper, aangezien hij zijn enige dochter verloor tijdens de bevalling.

In 1937, na een ongecompliceerde operatie, ging de gezondheid van Rutherford plotseling achteruit. Zo stierf hij op 19 oktober 1937 in Cambridge, Verenigd Koninkrijk.

Hij werd begraven naast Isaac Newton en Kelvin, twee grote personages die, net als hij, een revolutie teweegbrachten in de wetenschap.

Bijdragen aan de wetenschap

Gevonden alfa- en bèta-radioactiviteit

In 1898 begon Rutherford met zijn onderzoek naar de straling van uranium. Zijn experimenten brachten hem tot de conclusie dat radioactiviteit ten minste twee componenten moet hebben, die hij alfa- en bètastralen noemde.

Hij ontdekte dat alfadeeltjes positief geladen zijn en dat bètastralen meer doordringend vermogen hebben dan alfa-stralen. Hij noemde ook gammastralen.

Hij ontdekte dat atomen niet onverwoestbaar waren

Samen met chemicus Frederick Soddy creëerde hij de Theory of Atom Disintegration, waarbij hij de spontane desintegratie van atomen in andere soorten atomen omvat.

Het uiteenvallen van de atomen van radioactieve elementen was in die tijd een belangrijke ontdekking, aangezien tot dan toe werd aangenomen dat atomen een klasse van onverwoestbare materie waren.

Dankzij zijn ontdekkingen op het gebied van het verval van elementen en in de chemie van radioactieve elementen won Rutherford in 1908 de Nobelprijs.

Formuleer een atomair model van het atoom

Samen met wetenschappers Geiger en Mardsen voerde hij een van de beroemdste experimenten in de wetenschap uit.

Onder leiding van Rutherford voerden wetenschappers tussen 1908 en 1913 een reeks experimenten uit, waarbij ze bundels alfadeeltjes op dunne metaalplaten richtten en vervolgens het verspreidingspatroon maten met behulp van een fluorescerend scherm.

Dankzij dit ontdekten ze dat hoewel de meeste deeltjes rechtstreeks vlogen, sommige in alle richtingen stuiterden, waaronder sommige die direct naar de bron terugkeerden.

Dit was onmogelijk te rechtvaardigen met het oude model van het atoom, dus interpreteerde Rutherford de gegevens om Rutherfords atoommodel in 1911 te formuleren.

Een radiogolfdetector uitgevonden

De Duitse natuurkundige Heinrich Hertz bewees eind jaren tachtig het bestaan ​​van elektromagnetische golven.

Rutherford besloot het effect ervan op gemagnetiseerde stalen naalden te meten. Dit experiment bracht hem ertoe een detector uit te vinden voor wat we nu radiogolven noemen. Deze radio-ontvanger werd een onderdeel van de communicatierevolutie die bekend staat als draadloze telegrafie.

Rutherford verbeterde zijn apparaat en korte tijd had hij het wereldrecord voor de afstand waarover elektromagnetische golven konden worden gedetecteerd.

Hoewel Rutherford werd overtroffen door Marconi, wordt zijn ontdekking nog steeds als een belangrijke bijdrage op dit gebied beschouwd.

Ontdekt de atoomkern

Door de goudfolie-experimenten ontdekte Rutherford dat alle atomen een kern bevatten waar hun positieve lading en het grootste deel van hun massa geconcentreerd waren.

Zijn model van het atoom bevatte het nieuwe kenmerk dat een hoge centrale lading geconcentreerd in een klein volume van het atoom verantwoordelijk was voor het grootste deel van zijn massa.

In zijn model werd de kern in een baan om de aarde gebracht door elektronen met een lage massa. Dit model ging over op het atomaire model van Bohr, dat de kwantumtheorie toepaste.

Zijn ontdekking van de atoomkern wordt beschouwd als zijn grootste bijdrage aan de wetenschap.

Ontdekt het proton

In 1917 was hij de eerste die het ene item in het andere veranderde. Hij zette stikstofatomen om in zuurstofatomen door stikstof te bombarderen met alfadeeltjes. Dit was de eerste waarneming van een geïnduceerde kernreactie en wordt beschouwd als de ontdekking van het proton.

In 1920 stelde Rutherford de waterstofkern voor als een nieuw deeltje en stelde de term proton ervoor vast.

Hij theoretiseerde het bestaan ​​van het neutron

In 1921 theoretiseerde hij dat er een neutraal deeltje in de kern van het atoom moet zijn om het afstotende effect van positief geladen protonen te compenseren door een aantrekkelijke kernkracht te creëren; zonder deeltjes zou de kern instorten.

Om deze reden theoretiseerde Rutherford het bestaan ​​van het neutron en stelde hij de term vast waaronder het tegenwoordig bekend is.

Het neutron werd in 1932 ontdekt door wetenschapper James Chadwick, die met Rutherford had gestudeerd en samenwerkte.

Vader van kernfysica

Dankzij zijn werk in het veld, zoals het uitvoeren van de eerste kernreactie, het aantonen van de aard van radioactief verval als een nucleair proces en het vaststellen van de structuur van het atoom, staat hij bekend als de vader van de kernfysica.

Zijn werk was van groot belang voor toekomstig onderzoek en ontwikkeling op dit gebied.

Rutherford diende ook als inspiratie en mentor voor veel wetenschappers; een groot aantal van zijn studenten won vervolgens Nobelprijzen. Hij werd ook beschouwd als de grootste experimentator sinds Faraday.

Werk en erkenningen

In 1896, toen radioactiviteit werd ontdekt door de natuurkundige Antoine Henri Becquerel, identificeert en vestigt Rutherford drie hoofdelementen van straling, die hij alfa-, bèta- en gammastraling noemde, waarmee hij aantoont dat alfadeeltjes heliumkernen zijn.

Dit stelde hem in staat om zijn theorie van atomaire structuur te beschrijven, wat de eerste theorie bleek te zijn die het atoom detailleerde als een dichte kern en specificeerde dat elektronen eromheen draaien.

In 1908 was hij de winnaar van de Nobelprijs voor scheikunde en verkreeg hij de benoeming van Sir in 1914. Tot zijn grootste geschreven werken behoren: Radioactiviteit (1904), Straling van radioactieve stoffen (1930) en The New Alchemy (1937).

De wetenschapper werd tussen 1925 en 1930 benoemd tot president van de Royal Society. In 1924 ontving hij ook de Franklin-medaille.

Na zeven jaar, al in 1931, zou hij de adel hebben bereikt en in zijn land werd hij erkend als een heldhaftig personage. Om deze reden voelde hij een grote band met zijn geboorteland.

Referenties

1. Ernest Rutherford: vader van de nucleaire wetenschap. Hersteld van media.newzealand.com.
2. Ernest Rutherford - Belangrijke wetenschappers - de fysica van de U. Hersteld van phys Componentesheuniverse.com.
3. Ernest Rutherford's 10 belangrijkste bijdragen aan de wetenschap (2016) Opgehaald van learndo-newtonic.com.
4. Ernest Rutherford. Opgehaald van wikipedia.org.