Ernest Rutherford

Nascimento: 30 de agosto de 1871, Brightwater, Nova Zelândia.

Falecimento: 19 de outubro de 1937, Cambridge, Reino Unido.

Ernest Rutherford – Físico

Ernest Rutherford

O físico Ernest Rutherford foi a figura central no estudo da radioatividade que liderou a exploração da física nuclear.

O químico e físico Ernest Rutherford nasceu 30 de agosto de 1871, em Spring Grove, Nova Zelândia.

Um pioneiro da física nuclear e o primeiro a dividir o átomo, Rutherford recebeu o Prêmio Nobel 1908 em Química por sua teoria da estrutura atômica.

Apelidado de “Pai da Era Nuclear,” Rutherford morreu em Cambridge, Inglaterra, em 19 de outubro de 1937 aos 66 anos devido a complicações de uma hérnia estrangulada. O cientista, que tinha sido apelidado de “crocodilo” por seus colegas para sempre olhando para frente, foi enterrado na abadia de Westminster.

Rutherford foi premiado com inúmeros prêmios durante sua carreira, incluindo vários títulos honorários e bolsas de organizações como o Instituto de Engenheiros Elétricos. Em 1914 ele foi nomeado cavaleiro.

Em 1931, ele foi elevado à nobreza, e garantiu o título Barão Rutherford. Ele também foi eleito presidente do Instituto de Física no mesmo ano.

Anos antes de morrer, durante a I Guerra Mundial, Rutherford disse esperar que os cientistas não iria aprender a extrair energia atômica até que “o homem foi viver em paz com seus vizinhos.”

A descoberta da fissão nuclear era, na verdade, feito apenas dois anos após sua morte, e, eventualmente, resultou no que Rutherford temia-o uso da energia nuclear para construir armas de guerra.

Ernest Rutherford – Trabalhos

Ernest Rutherford

Ernest Rutherford nasceu na Nova Zelândia e, tal como seus onze irmãos, trabalhou cultivando as terras do pai.

Por ser um aluno bem-sucedido, ganhou uma bolsa de estudos para cursar a Universidade da Nova Zelândia. Foi ali que se interessou pela Física.

Mais tarde, recebeu outra bolsa, dessa vez para a Universidade de Cambridge, na Inglaterra. (É curioso saber que ele era o segundo colocado nesse concurso, mas o vencedor desistiu da viagem para se casar).

Em Cambridge, Rutherford trabalhou com J. J. Thomson. Depois, viveu algum tempo no Canadá, voltando à Nova Zelândia para se casar. Por fim, instalou-se definitivamente na Inglaterra.

Por influência dos trabalhos de Becquerel, Rutherford começou a pesquisar radiatividade.

Da mesma forma que o casal Curie, identificou diferentes tipos de emissões radiativas.

Aos dois primeiros, deu os nomes de raios alfa e raios beta. Em 1900 foi descoberto o terceiro tipo, que Rutherford demonstrou serem radiações eletromagnéticas, dando-lhes o nome de raios gama .

A partir de 1902, realizou trabalhos que levaram à demonstração de que o urânio e o tório se modificavam no processo radiativo, originando outros elementos.

Cada nova forma assim originada permanecia estável por um tempo característico, o que o levou a formular o conceito de meia-vida de um isótopo radiativo.

Com o alemão Hans Geiger, mostrou que os raios alfa eram, na verdade, átomos de hélio desprovidos de elétrons. Essa constatação o levaria a propor, em 1914, que os átomos também continham partículas positivas, a que chamou de prótons. Essas partículas contrabalançariam a carga negativa dos elétrons.

Em 1908, Rutherford realizou uma famosa experiência, na qual bombardeou com partículas alfa uma folha de ouro delgadíssima. Verificou que a grande maioria das partículas atravessava a folha sem se desviar. Concluiu, com base nessas observações e em cálculos, que os átomos de ouro – e, por extensão, quaisquer átomos – eram estruturas praticamente vazias, e não esferas maciças. Numa minúscula região de seu interior estaria concentrada toda a carga positiva, responsável pelo desvio de um pequeno número de partículas alfa. Distante dessa região, chamada núcleo, circulariam os elétrons.

Em 1908, Rutherford recebeu o Prêmio Nobel de Química por seus trabalhos.

Mais tarde, ele conseguiria também transmutar artificialmente um elemento em outro (nitrogênio em oxigênio).

Em 1919, sucedeu J. J. Thomson na direção do Laboratório Cavendish e tornou-se professor catedrático da Universidade de Cambridge. Foi, depois, presidente da Royal Society e também recebeu o título de barão.

Apesar de todos os seus trabalhos, Rutherford não acreditava que a energia contida no núcleo atômico pudesse vir a ser utilizada sob controle.

Dois anos após a sua morte, porém, o alemão Otto Han descobriria o processo para efetuar a fissão controlada do urânio.

Ernest Rutherford – Pai da Química e Física nuclear

Ernest Rutherford é o pai da química nuclear e física nuclear.

Ele descobriu e nomeou o núcleo atômico, o próton, a partícula alfa, e a partícula beta.

Ele descobriu o conceito de meias-vidas nucleares e alcançou a primeira transformação deliberada de um elemento em outro, cumprindo uma das paixões antigas dos alquimistas.

No final do século XIX, o físico neozolandês Ernest Rutherford foi convencido por J.J. Thomson a trabalhar com o fenômeno então recentemente descoberto: a radioatividade..

Seu trabalho permitiu a elaboração de um modelo atômico que possibilitou o entendimento da radiação emitida pelos átomos de urânio, rádio e polônio.

Aos 26 anos de idade, Rutherford fez sua maior descoberta.

Estudando a emissão de radiação do urânio e do tória, observou que existem dois tipos distintos de radiação: uma que é rapidamente absorvida, que denominamos de radiação alfa, e outra com maior poder de penetração, que denominamos radiação beta.

Ele descobriu que a radiação alfa é atraída pelo pólo negativo, enquanto a beta é atraída pelo positivo de um campo elétrico. Em seus estudos, foi mostrado que as partículas alfa são iguais à átomos de hélio sem os elétrons, e que o baixo poder de penetração se deve à sua elevada massa. Rutherford descobriu também que a radiação beta é constituída por partículas negativas que possuem massa igual a dos elétrons e um poder de penetração maior do que a radiação alfa.

Em 1909, o aluno de doutorado em física Johannes Hans Wilhelm Geiger (1882-1945) e o professor inglês Ernest Marsden (1889-1970), sob orientação de Rutherford, trabalharam em um aparato experimental que possibilitava a observação da trajetória das partículas alfa. Diversoso experimentos foram desenvolvidos por Geiger, Marsden e Rutherford, utilizando esse equipamento, e os resultados foram espantosos.

O experimento de Rutherford

Um dos experimentos conduzidos pela equipe de Rutherford revolucionou o modo como os físicos da época passaram a imaginar o átomo. Foram bombardeadas finas lâminas de ouro, para estudo de deflexões (desvios) de partículas alfa.

De acordo com o modelo de Thomson, esses desvios seriam improváveis, pois sendo as partículas alfa muito mais leves do que os átomos da lâmina de ouro, os elétrons teriam tanto dificuldade para desviar suas trajetórias quanto bolas de gude para desviar balas de canhão.

Para perceber possíveis desvios, utilizou-se uma placa de material fosforescente que emite luz quando colidida pela radiação alfa. Dessa maneira, ao colocar uma fina lâmina de ouro entre a chapa fosforescente e o material radioativo, a luminosidade na chapa deveria cessar, pois a lâmina de ouro bloquearia a passagem da radiação.

Para surpresa de Rutherford, uma grande luminosidade continuou aparecendo do outro lado da lâmina de ouro, indicando que a radiação alfa havia atravessado sem a menor dificuldade. Além disso, ele observou o surgimento de uma pequena luminosidade em outras partes da chapa. Isso evidenciava que a trajetória de uma parte da radiação alfa era desviada por algo na lâmina de ouro.

Com bases nas suas observações foi possível notar que existiriam espaços vazios entre os átomos, por onde estava passando a radiação.

Um novo modelo

Através de vários testes, Rutherford e sua equipe conseguiram estabelecer um novo modelo de átomo, que ocuparia um volume esférico e que possuía um núcleo.

Estabeleceu que o núcleo contém a maior parte da massa do átomo e possui carga positiva (responsável pelos poucos desvios da radiação alfa). A região externa ao núcleo está ocupada pelos elétrons numa região denominada eletrosfera ou coroa eletrônica. Os elétrons estariam em movimento em torno do núcleo, na eletrosfera.

O átomo é um sistema neutro, ou seja, o número de cargas positivas e negativas é igual. O átomo é um sistema descontínuo onde prevalecem os espaços vazios.

Ernest Rutherford – Vida

Ernest Rutherford

Com um trabalho cuja importância somente se compara ao de Michael Faraday (1791-1867) e Isaac Newton (1643-1727), Ernest Rutherford — com sua teoria sobre a estrutura atômica — lançou as bases para o desenvolvimento da Física Nuclear.

Prêmio Nobel de Química em 1908, Rutherford começou pesquisando a radioatividade e identificou diferentes tipos de emissões radioativas. Aos dois primeiros, deu os nomes de raios alfa e raios beta.

Catedrático da Universidade de Manchester a partir de 1907, continuou suas pesquisas e formou uma equipe de jovens e brilhantes cientistas.

Em 1911 propôs um modelo de átomo inspirado nos movimentos planetários, aperfeiçoado mais tarde por Niels Bohr (1885-1962), e que foi um extraordinário avanço na teoria atômica.

Com o alemão Hans Geiger (1882-1945), mostrou que os raios alfa eram, na verdade, átomos de hélio desprovidos de elétrons. Essa constatação o levaria a propor, em 1914, que os átomos também continham partículas positivas, a que chamou de prótons. Essas partículas contrabalançariam a carga negativa dos elétrons.

Apesar de todos os seus trabalhos, Rutherford não acreditava que a energia contida no núcleo atômico pudesse vir a ser utilizada sob controle. Dois anos após sua morte, porém, o alemão Otto Hahn (1879 – 1968) descobriria o processo para efetuar a fissão controlada do urânio.

Rutherford desenvolveu a explicação de radioatividade que os cientistas usam até hoje.

Uma unidade de radiação foi nomeada em sua homenagem: rutherford.

Ernest Rutherford nasceu em 30 de agosto de 1871, em Spring Grove (Nova Zelândia). Morreu em Cambridge (Inglaterra), no dia 19 de outubro de 1937, aos 66 anos.

Seu corpo está enterrado na Abadia de Westminster.

Radiação

Ernest Rutherford tem inúmeras e importantes contribuições ao desenvolvimento da física nuclear.

Logo no início das pesquisas sobre a radioatividade, ele descobriu que as radiações emitidas pelos materiais radioativos eram de três tipos.

Um deles consistia em partículas negativas, que ele denomina partículas beta (logo se descobriu que se tratava de elétrons), um outro tipo consistia em partículas positivas, que ele denominou de partículas alfa (na seqüência das investigações, essas partículas foram identificadas com o núcleo do átomo de hélio. Isto é, elas continham dois prótons e dois nêutrons.

O terceiro tipo de radiação é semelhante aos raios X, isto é, uma onda eletromagnética, que ele denominou raios gama.

Por tudo isso ganhou o Prêmio Nobel de Química de 1908.

Em 1919, Rutherford identifica a partícula responsável pela carga positiva do átomo, o próton, e levanta a hipótese de que no interior do núcleo deveria haver uma outra partícula, eletricamente neutra, mas com massa semelhante à do próton.

Em 1932 essa partícula foi descoberta pelo seu aluno Chadwick.

Ernest Rutherford – Biografia

Ernest Rutherford

Ernest Rutherford nasceu em Nelson, Nova Zelândia, a 30 de Agosto de 1871.

Estudou matemática e física no Canterbury College, em Christchurch e com o auxílio de uma bolsa de estudo, ingressou em 1895 no Cavendish Laboratory, em Cambridge.

Foi professor de física e química na McGill University (Canadá), de 1898 a 1907 e na Manchester University (Inglaterra), de 1907 a 1919. Em 1919, sucedeu J. J. Thomson na direção do Cavendish Laboratory, cargo que exerceu até ao resto da sua vida e onde realizou importantes investigações.

Em 1932 detectou, juntamente com Walton e Cockroft a captura de um protão pelo Litio 7, decompondo-se em duas partículas alfa e libertando energia.

Dois anos mais tarde, conseguiu, com Oliphant e Harteck efetuar a fusão de dois deuterões que se transformam em hélio 3 e um neutrão, ou em trítio e um protão (libertando-se energia em qualquer das reações).

Atualmente considerado o fundador da Física Nuclear, Rutherford introduziu o conceito de núcleo atómico ao investigar a dispersão das partículas alfa por folhas delgadas de metal. Rutherford verificou que a grande maioria das partículas atravessava a folha sem se desviar e concluiu, com base nessas observações e em cálculos, que os átomos de ouro – e, por extensão, quaisquer átomos – eram estruturas praticamente vazias, e não esferas maciças. Rutherford também descobriu a existência dos protões, as partículas com carga positiva que se encontram no núcleo.

Pelas suas investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas, obteve em 1908 o Prémio Nobel da Química.

Foi também presidente da Royal Society (1925-1930), e homenageado em 1931 com o título de primeiro barão de Rutherford de Nelson e Cambridge.

Ernest Rutherford faleceu em Cambridge, Inglaterra, a 19 de Outubro de 1937.

Fonte: www.biography.com/www.rjmf.net/www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/www.e-escola.pt