Ernest Rutherford

El Señor Rutherford de Nelson
Lord Rutherford de Nelson
Nacido	(08/30/1871) 30 de agosto 1871 Brightwater, Nueva Zelanda
Murió	19 de octubre 1937 (10/19/1937) (66 años) Cambridge , Inglaterra
Residencia	Nueva Zelanda, Reino Unido, Canadá
Ciudadanía	Nueva Zelanda, Reino Unido
Campos	Física y Química
Instituciones	Universidad McGill Universidad de Manchester
Alma máter	Universidad de Canterbury Universidad de Cambridge
Los consejeros académicos	Alexander Bickerton JJ Thomson
Los estudiantes de doctorado	Nazir Ahmed Norman Alexander Edward Victor Appleton Robert William Boyle Rafi Muhammad Chaudhry Alexander Macaulay Cecil Powell Henry DeWolf Smyth Ernest Walton CE Wynn-Williams Yuli Jaritón
Otros alumnos notables	Eduardo Andrade Edward Victor Appleton Patrick Blackett Niels Bohr Bertram Boltwood Harriet Brooks Teddy Bullard James Chadwick John Cockcroft Charles Galton Darwin Charles Drummond Ellis Kazimierz Fajans Hans Geiger Otto Hahn Douglas Hartree Pyotr Kapitsa George Laurence Iven Mackay Ernest Marsden Marcos Oliphant AJB Robertson Thomas Royds Frederick Soddy
Conocido por	Padre de la física nuclear Modelo de Rutherford Dispersión de Rutherford Espectroscopía de retrodispersión de Rutherford Descubrimiento de protones Rutherford (unidad) Acuñando el término "desintegración artificial '
Influenciado	Henry Moseley Hans Geiger Albert Beaumont Madera
Premios notables	Medalla Rumford (1905) Premio Nobel de Química (1908) Elliott Medalla Cresson (1910) Medalla Matteucci (1913) Medalla Copley (1922) Medalla Franklin (1924)
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Ernest Rutherford, 1r barón Rutherford de Nelson OM FRS (30 agosto 1871 a 19 octubre 1937) era un británico nacido en Nueva Zelanda químico y el físico que se hizo conocido como el padre de la física nuclear . Se le considera el mayor experimentalista desde Michael Faraday (1791-1867).

En los primeros trabajos que descubrió el concepto de radioactivo vida media , demostró que la radiactividad implicó la transmutación de un elemento químico a otro, y también diferenciarse y nombró las radiaciones alfa y beta. Este trabajo fue realizado en Universidad McGill en Canadá. Es la base para el Premio Nobel de Química fue galardonado en 1908 "por sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos, y la química de las sustancias radiactivas".

Rutherford se trasladó en 1907 a la Universidad Victoria de Manchester (hoy Universidad de Manchester) en el Reino Unido, donde él y Thomas Royds demostró que la radiación alfa fue helio iones. Rutherford realizó su obra más famosa después de que él se convirtió en un premio Nobel. En 1911, a pesar de que no podía demostrar que era positivo o negativo; teorizó que los átomos tienen su carga concentrada en un pequeño núcleo , y por lo tanto fue pionera en el Modelo de Rutherford del átomo , a través de su descubrimiento e interpretación de Dispersión de Rutherford en su experimento de la lámina de oro. Él es ampliamente reconocido por primera "división del átomo" en 1917 en un reacción nuclear entre nitrógeno y partículas alfa, en la que también descubrió (y nombre) del protón .

Rutherford se convirtió en director del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge en 1919. Bajo su liderazgo el neutrón fue descubierto por James Chadwick en 1932 y en el mismo año el primer experimento para dividir el núcleo de una manera totalmente controlado, realizado por los estudiantes que trabajan bajo su dirección, John Cockcroft y Ernest Walton. Después de su muerte en 1937, fue honrado al ser enterrado con los más grandes científicos del Reino Unido, cerca de Sir Isaac Newton tumba 's en la Abadía de Westminster . El elemento químico rutherfordio (elemento 104) lleva su nombre en 1997.

Biografía

Primeros años y educación

Ernest Rutherford era el hijo de James Rutherford, un agricultor y su esposa Martha Thompson, originario de Hornchurch, Essex, Inglaterra. James había emigrado a Nueva Zelanda desde Perth, Escocia, "para subir un poco de lino y un montón de niños". Ernest nació en Spring Grove (ahora Brightwater), cerca de Nelson, Nueva Zelanda. Su primer nombre fue erróneamente deletreado 'Ernesto' cuando se registró su nacimiento.

Estudió en Escuela de Havelock y luego Nelson College y obtuvo una beca para estudiar en Canterbury College, Universidad de Nueva Zelanda, donde fue presidente de la debatir la sociedad, entre otras cosas. Después de obtener su licenciatura, MA y BSc, y haciendo dos años de investigación en el que se inventó una nueva forma de receptor de radio, en 1895 Rutherford fue galardonado con un " 1851 Exposición de Becas "para viajar a Inglaterra para estudios de posgrado en el Cavendish Laboratory, Universidad de Cambridge . Él fue de los primeros de los "extranjeros" (los que no tienen un título de Cambridge) permitidos para hacer la investigación en la universidad, bajo el liderazgo inspirador de JJ Thomson , y los recién llegados despertó los celos de los miembros más conservadores de la fraternidad Cavendish. Con el apoyo de Thomson, se las arregló para detectar ondas de radio en la mitad de una milla y mantuvo brevemente el récord mundial de la distancia en la que las ondas electromagnéticas podrían ser detectados, aunque cuando presentó sus resultados en el Asociación Británica reunión en 1896, descubrió que había sido superado por otro profesor, con el nombre de Marconi .

En 1898 Thomson ofreció Rutherford la oportunidad de un puesto en Universidad McGill de Montreal , Canadá, para reemplazar Hugh Longbourne Callendar quien ocupó el silla de Macdonald profesor de física y venía a Cambridge. Rutherford fue aceptada, lo que significaba que en 1900 él podría casarse con María Georgina Newton (1876-1945) a quien se había comprometido antes de salir de Nueva Zelanda; Tuvieron una hija, Eileen María (1901-1930), quien se casó Ralph Fowler. En 1900 ganó una DSC de la Universidad de Nueva Zelanda. En 1907 Rutherford volvió a Gran Bretaña para tomar la cátedra de física en la Universidad de Manchester.

Años posteriores y honores

El estaba nombrado caballero en 1914. Durante la Primera Guerra Mundial , trabajó en los problemas prácticos de detección de submarinos. En 1916 fue galardonado con el Héctor Medalla Conmemorativa. En 1919 regresó a la Cavendish éxito JJ Thomson como el profesor Cavendish y Director. Bajo él, Premios Nobel fueron otorgados a James Chadwick para descubrir el neutrón (en 1932), John Cockcroft y Ernest Walton para un experimento que iba a ser conocida como la división del átomo utilizando una acelerador de partículas, y Edward Appleton para demostrar la existencia de la ionosfera. Entre 1925 y 1930 se desempeñó como El presidente de la Royal Society, y más tarde como presidente de la Consejo de Asistencia Académica que ayudó a casi 1.000 refugiados universitarios de Alemania. Fue admitido en la Orden del Mérito en 1925 y elevado a la dignidad de par como barón Rutherford de Nelson, en 1931, un título que se extinguió después de su muerte inesperada en 1937.

Desde hace algún tiempo antes, Rutherford tenía una pequeña hernia, que él había descuidado haber arreglado, y se convirtió en estrangulada, lo que le hace ser violentamente enfermo. A pesar de una operación de emergencia en Londres, que murió cuatro días después de lo que los médicos llaman "parálisis intestinal", en Cambridge. Después de la cremación en Crematorio Golders Green, se le dio el alto honor de entierro en la Abadía de Westminster , cerca de Isaac Newton y otros científicos británicos ilustres.

Investigación científica

En Cambridge, Rutherford comenzó a trabajar con JJ Thomson en los efectos conductoras de los rayos X en los gases, el trabajo que llevó al descubrimiento del electrón que Thomson presentó al mundo en 1897. Audiencia de La experiencia de Becquerel con uranio , Rutherford empezó a explorar su radiactividad, descubriendo dos tipos que diferían de los rayos X en su poder de penetración y continuando su investigación en Canadá. Acuñó los términos rayos alfa y rayos beta en 1899 para describir los dos tipos distintos de radiación. Entonces descubrió que el torio despedía un gas que produce una emanación que era en sí radiactivo y cubriría otras sustancias. Se encontró que una muestra de este material radiactivo de cualquier tamaño invariablemente tomó la misma cantidad de tiempo para que la mitad de la muestra para-su decadencia " vida media "(11½ minutos en este caso).

De 1900 a 1903 se le unió en McGill por el joven químico Frederick Soddy ( Premio Nobel de Química de 1921) para quien se puso el problema de identificar las emanaciones de torio. Una vez que se había eliminado todas las reacciones químicas normales, Soddy sugirió que debe ser uno de los gases inertes, que llamaron torón (más tarde resultó ser un isótopo del radón ). También encontraron otro tipo de torio que llamaron torio X, y se mantienen en la búsqueda de rastros de helio. También trabajaron con muestras de "uranio X" de William Crookes y el radio de Marie Curie .

En 1902 se produjo una "Teoría de la Desintegración Atómica" dar cuenta de todos sus experimentos. Hasta entonces se asumieron átomos de ser la base indestructible de toda la materia y aunque Curie había sugerido que la radiactividad era un fenómeno atómico, la idea de los átomos de sustancias radiactivas Separarse era una idea radicalmente nueva. Rutherford y Soddy demostraron que la radiactividad implicó la desintegración espontánea de átomos en otros tipos de átomos (espontáneamente un elemento siendo cambiado a otro).

En 1903, Rutherford considera un tipo de radiación descubierta (pero no su nombre) por el químico francés Paul Villard en 1900, como una emisión de radio , y se dio cuenta que esta observación debe representar algo diferente de sus propios rayos alfa y beta, debido a su mucho mayor poder de penetración. Por lo tanto, Rutherford dio este tercer tipo de radiación el nombre de rayos gamma. Los tres términos de Rutherford están en uso estándar de hoy, otros tipos de desintegración radiactiva se han descubierto desde entonces, pero tres tipos de Rutherford se encuentran entre los más comunes.

En Manchester, continuó trabajando con la radiación alfa. En conjunción con Hans Geiger, desarrolló sulfuro de zinc pantallas de centelleo y cámaras de ionización para contar alfas. Mediante la división de la carga total que producen por el número contado, Rutherford decidió que la carga en el alfa fue dos. A finales de 1907, Ernest Rutherford y Thomas Royds permitió alfas penetren una ventana muy delgado en un tubo al vacío. Como ellos provocó el tubo en la descarga, el espectro obtenido de ella cambió, ya que las alfas acumulan en el tubo. Finalmente, apareció la clara espectro de gas helio, lo que demuestra que los alfas fueron al menos ionizan los átomos de helio, y probablemente núcleos de helio.

Rutherford y el Experimento de la hoja de oro

Top: Resultados esperados: partículas alfa que pasan a través de la plum pudding modelo del átomo sin ser molestados.
Abajo: Observado resultados: una pequeña porción de las partículas fueron desviados, lo que indica una carga pequeña, concentrada . Tenga en cuenta que la imagen no está a escala es; En realidad, el núcleo es mucho más pequeña que la capa de electrones.

Rutherford sigue siendo la única ciencia ganador del Premio Nobel de haber realizado su trabajo más famoso después de recibir el premio. Con Hans Geiger y Ernest Marsden, en 1909, llevó a cabo la Experimento de Geiger-Marsden, que demostró la naturaleza nuclear de los átomos. Rutherford se inspiró para pedir Geiger y Marsden en este experimento para buscar partículas alfa con ángulos muy alto de desviación, de un tipo que no se espera de cualquier teoría de la materia en ese momento. Tales desviaciones, aunque poco frecuentes, se encontraron, y resultó ser una función suave pero de orden superior del ángulo de desviación. Fue interpretación de Rutherford de estos datos que le llevó a formular la Modelo de Rutherford del átomo en 1911 - que una muy pequeña cargada núcleo , que contiene la mayor parte de la masa del átomo, era orbitado por baja masa electrones .

Antes de salir de Manchester en 1919 para hacerse cargo del laboratorio Cavendish de Cambridge, Rutherford se convirtió, en 1917, la primera persona a transmutar deliberadamente un elemento a otro. En este experimento, había descubierto radiaciones peculiares cuando alfas se proyectaron en el aire, y se redujo el efecto hacia abajo para el nitrógeno, no el oxígeno en el aire. El uso de nitrógeno puro, Rutherford utiliza radiación alfa para convertir el nitrógeno en oxígeno a través de la reacción nuclear ¹⁴ N + α → ¹⁷ O + protón. No se conocía entonces el protón. En los productos de esta reacción Rutherford simplemente identificado núcleos de hidrógeno, por su similitud con la radiación de partículas de experimentos anteriores en las que había bombardeado gas hidrógeno con partículas alfa para golpear los núcleos de hidrógeno a partir de átomos de hidrógeno. Este resultado mostró Rutherford que los núcleos de hidrógeno eran una parte de los núcleos de nitrógeno (y, por inferencia, probablemente otros núcleos también). Dicha construcción se había sospechado desde hace muchos años sobre la base de los pesos atómicos que eran números enteros de la de hidrógeno; ver La hipótesis de Prout. El hidrógeno era conocido por ser el elemento más ligero, y sus núcleos presumiblemente los núcleos más ligeros. Ahora, debido a todas estas consideraciones, Rutherford decidió que un núcleo de hidrógeno era posiblemente un bloque fundamental de todos los núcleos edificio, y también, posiblemente, una nueva partícula fundamental también, ya que no se sabía nada desde el núcleo que era más ligero. Por lo tanto, Rutherford postuló núcleos de hidrógeno para ser una nueva partícula en 1920, que él dobló la del protón .

En 1921, mientras trabajaba con Niels Bohr (quien postula que los electrones se movían en órbitas específicas), Rutherford teorizó sobre la existencia de neutrones , (que él había bautizado en su 1920 Lecture Bakerian), que de alguna manera podrían compensar el efecto de repulsión de las cargas positivas de los protones , causando un atractivo fuerza nuclear y así mantener los núcleos de volar aparte de la repulsión entre los protones. La única alternativa a los neutrones fue la existencia de "electrones nucleares" que contrarresten algunos de los cargos de protones en el núcleo, ya que para entonces ya se sabía que los núcleos tenían aproximadamente el doble de la masa que se podría explicar si fueron simplemente ensambladas a partir de hidrógeno núcleos (protones). Pero, ¿cómo estos electrones nucleares podrían estar atrapadas en el núcleo, era un misterio.

Teoría de Rutherford neutrones se demostró en 1932 por su socio James Chadwick, quien reconoció neutrones inmediatamente cuando fueron producidos por otros científicos y más tarde él mismo, en el bombardeo de berilio con partículas alfa. En 1935, Chadwick fue galardonado con el Premio Nobel de Física por este descubrimiento.

Legado

Una placa conmemorativa de la presencia de Rutherford en el Universidad de Victoria, Manchester

Física nuclear

Las investigaciones de Rutherford, y el trabajo realizado a su cargo como director del laboratorio, establecieron la estructura nuclear del átomo y la naturaleza esencial de la desintegración radiactiva como un proceso nuclear. El equipo de Rutherford, utilizando partículas alfa natural, demostró inducido transmutación nuclear y la transmutación, y más tarde, con los protones de un acelerador, demostrado reacciones nucleares inducidas de forma artificial y transmutación. Se le conoce como el padre de la física nuclear. Rutherford murió demasiado pronto para ver La idea de Leó Szilárd of Controlled reacciones nucleares en cadena vienen a la existencia. Sin embargo, un discurso de Rutherford sobre su transmutación artificial inducida por litio, impreso en el papel 12 de septiembre 1933 Londres The Times, fue reportado por Szilárd a haber sido su inspiración para pensar en la posibilidad de un control de la energía que producen reacción nuclear en cadena. Szilard tenía esta idea mientras camina en Londres, en el mismo día.

El discurso de Rutherford tocó en el trabajo 1932 de sus estudiantes John Cockcroft y Ernest Walton en litio "división" en partículas alfa por bombardeo con protones de un acelerador de partículas que habían construido. Rutherford se dio cuenta de que la energía liberada de los átomos de litio de división era enorme, pero también se dio cuenta de que la energía necesaria para el acelerador, y su ineficiencia esencial en la división de átomos de esta manera, hizo que el proyecto una imposibilidad como una fuente práctica de energía (acelerador la fisión inducida de elementos ligeros sigue siendo demasiado ineficiente para ser utilizado de esta manera, incluso hoy en día). El discurso de Rutherford, en parte, decía:

En estos procesos Podríamos obtener mucho más energía que el protón suministrado, pero en promedio no podíamos esperar para obtener energía de esta manera. Era una manera muy pobre e ineficiente de la producción de energía, y cualquier persona que buscaba una fuente de poder en la transformación de los átomos era hablar del alcohol ilegal. Pero el tema es científicamente interesante porque da una idea de los átomos.

Los productos que llevan el nombre de la vida y la obra de Rutherford

Una estatua de un joven Ernest Rutherford en su memorial en Brightwater, Nueva Zelanda.

Los descubrimientos científicos

• el elemento rutherfordio , Rf, Z = 104. (1997)

Instituciones

• Rutherford Appleton Laboratory, un laboratorio de investigación científica cerca Didcot, Oxfordshire.
• Rutherford College, Auckland, una escuela en Auckland , Nueva Zelanda
• Rutherford College, Kent, un colegio en el Universidad de Kent en Canterbury , Inglaterra
• Instituto Rutherford para la Innovación en la Universidad de Cambridge
• Rutherford Escuela Intermedia, Wanganui, Nueva Zelanda
• Rutherford Hall, una residencia de estudiantes en Universidad de Loughborough

Premios

• Medalla de Rutherford, la medalla de la ciencia más alta concedida por el Real Sociedad de Nueva Zelanda
• Premio a Rutherford Thomas Carr Universidad de excelencia en Certificado de Educación de Victoria química , Australia.
• Rutherford Medalla Memorial es un premio a la investigación en los campos de la física y la química de la Sociedad Real de Canadá.
• Rutherford Medalla y Premio se otorga cada dos años por el Instituto de Física de "distinguida investigación en física nuclear o la tecnología nuclear".
• Rutherford Memorial Lecture es una gira internacional conferencia bajo los auspicios de la Real Sociedad creada bajo el Esquema Memorial Rutherford en 1952.

Edificios

• Edificio de Rutherford en la Escuela Moderna de Bedford.
• Un edificio de la moderna Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge
• El edificio de Ernest Rutherford Física en Universidad McGill, Montreal
• Casa Rutherford, una casa de huéspedes en Nelson Colegio
• Rutherford House, el edificio principal de Universidad Victoria de Pipitea Campus de Wellington, originalmente la sede del Departamento de Electricidad de Nueva Zelanda, en Wellington, Nueva Zelanda .
• El edificio de física y química en la Universidad de Canterbury, Nueva Zelanda
• El Edificio Coupland en la Universidad de Manchester, donde trabajó Rutherford, pasó a llamarse "El edificio de Rutherford" en 2006.
• La sala de conferencias en el Laboratorio Rutherford Schuster en el Universidad de Manchester

Las calles principales

• Rutherford Close, una calle residencial Abingdon, Oxfordshire
• Lord Rutherford Road en Brightwater, Nueva Zelanda (cerca de su lugar de nacimiento)
• Rutherford Road, en el distrito de la biotecnología Carlsbad, California
• Rutherford Street en Nelson, Nueva Zelanda.

Otro

• Rutherford House, en Hillcrest High School, Hamilton, Nueva Zelanda
• Rutherford House, en Rotorua Escuela Intermedia, Rotorua, Nueva Zelanda
• El Rutherford Memorial en Brightwater, Nueva Zelanda
• El cráter Rutherford en la Luna, y el cráter Rutherford en el planeta Marte (planeta)
• Su imagen en el anverso de la Nueva Zelanda de US $ 100 (desde 1992).
• Ernest Rutherford fue el tema de una obra de Stuart Hoar.
• En el lado del Laboratorio Mond en el sitio del original Laboratorio Cavendish en Cambridge, hay un grabado en la memoria de Rutherford en la forma de un cocodrilo , siendo este el apodo dado a él por su comisario, su colega Peter Kapitza.
• La Fundación Rutherford, una fundación benéfica creada por el Real Sociedad de Nueva Zelanda para apoyar la investigación en ciencia y tecnología.

Publicaciones

• Radio-actividad (1904), 2ª ed. (1905), ISBN 978-1-60355-058-1
• Las transformaciones radiactivas (1906), ISBN 978-1-60355-054-3
• Sustancias radiactivas y sus radiaciones (1913)
• La estructura eléctrica de la materia (1926)
• La transmutación artificial de los Elementos (1933)
• La alquimia reciente (1937)

Declaraciones famosos

• "La energía producida por la ruptura del átomo es un muy pobre tipo de cosas. Cualquiera que espere una fuente de alimentación de la transformación de estos átomos es hablar claro de luna." - 1933
• "Era casi como si disparó un proyectil de 15 pulgadas en un pedazo de papel de seda y se volvió y se golpea." (Describiendo la Experimento de Rutherford)
• "Toda la ciencia es física o filatelia" (a pesar de que era en 1908 recibió el Premio Nobel de Química)
• "No tenemos el dinero, por lo que tenemos que pensar."
• "Si el experimento debe disponer de estadísticas, usted debería haber hecho un mejor experimento."
• "Nunca se debe apostar en contra de cualquier cosa en la ciencia con una cuota de más de alrededor de 1.012 a 1."
• "Un presunto descubrimiento científico no tiene mérito, a menos que se puede explicar a una camarera."

Armas

Armas de Ernest Rutherford Notas Las armas de Ernest Rutherford consisten en: Cresta Una corona de barón. En un timón envuelto de los Colores, un kiwi adecuada. Escudo Per aspa arqueado en campo de gules y O, dos inescutcheons anuladas de la primera en faja, dentro de cada una martinete Sable. Partidarios Dexter, Hermes Trismegisto (patrón mitológico de conocimiento y alquimistas). Siniestro, un guerrero maorí. Lema Primordios quaerere Rerum ("Buscar los primeros principios de las cosas." Lucrecio.)