Ernest Rutherford: biografia e principais contribuições - Ciência - 2023

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Ernest Rutherford (1871-1937) foi um cientista da Nova Zelândia que fez grandes contribuições para o campo da física e da química por meio de seus estudos da radioatividade e da estrutura do átomo. Ele é considerado o pai da física nuclear por suas descobertas pioneiras sobre a estrutura atômica.

Suas contribuições para a ciência incluem a descoberta da radioatividade alfa e beta, um modelo atômico do átomo, o detector de ondas de rádio, as regras de decaimento radioativo e a identificação de partículas alfa como núcleos de hélio.

Biografia

Infância e estudos

Ernest Rutherford nasceu em 30 de agosto de 1871, em Nelson, Nova Zelândia. Sua educação ocorreu na Universidade da Nova Zelândia e, posteriormente, na Universidade de Cambridge.

Desde muito jovem deixou evidente sua habilidade e principalmente a curiosidade que a aritmética lhe produzia. Seus pais perceberam essa qualidade nele e, junto com seus professores, o incentivaram a continuar seus estudos.

Ele acabou por ser um aluno exemplar e foi assim que conseguiu uma vaga no Nelson College. Nessa instituição acabou sendo o melhor aluno em todas as disciplinas.

No campo esportivo, ele se inclinou para o rugby, esporte que também praticou na universidade.

Faculdade

Desenvolveu o gosto pelo ensino e participou como professor em diversas universidades ao longo da vida. Ele ensinou física pela primeira vez na Universidade McGill, localizada em Montreal, Canadá. Ele então se mudou para a Universidade de Manchester, na Inglaterra, onde permaneceu por mais de uma década.

No final deste longo período de tempo, ele serviu como professor e diretor do laboratório Cavendish e finalmente dirigiu um curso na Royal Institution of Great Britain.

Em 1931 Rutherford alcançou fama profissional, porém, este foi um dos anos mais difíceis para o renomado cientista, já que ele perdeu sua única filha durante o parto.

Em 1937, após uma cirurgia simples, a saúde de Rutherford piorou repentinamente. Foi assim que ele morreu em 19 de outubro de 1937 em Cambridge, Reino Unido.

Ele foi enterrado ao lado de Isaac Newton e Kelvin, dois grandes personagens que, como ele, revolucionaram a ciência.

Contribuições para a ciência

Radioatividade alfa e beta descoberta

Em 1898, Rutherford iniciou seus estudos sobre a radiação emitida pelo urânio. Seus experimentos o levaram a concluir que a radioatividade deve ter pelo menos dois componentes, que ele chamou de raios alfa e beta.

Ele descobriu que as partículas alfa têm carga positiva e que os raios beta têm mais poder de penetração do que os raios alfa. Ele também nomeou raios gama.

Ele descobriu que os átomos não eram indestrutíveis

Junto com o químico Frederick Soddy, ele criou a Teoria da Desintegração Atômica, envolvendo a desintegração espontânea de átomos em outros tipos de átomos.

A desintegração dos átomos dos elementos radioativos foi uma descoberta fundamental na época, pois até então se acreditava que os átomos eram uma classe de matéria indestrutível.

Graças às suas descobertas na área da decomposição dos elementos e na química dos elementos radioativos, Rutherford ganhou o Prêmio Nobel em 1908.

Formulou um modelo atômico do átomo

Junto com os cientistas Geiger e Mardsen, ele conduziu um dos experimentos mais famosos da ciência.

Sob a direção de Rutherford, os cientistas conduziram uma série de experimentos entre 1908 e 1913, onde apontaram feixes de partículas alfa para folhas finas de metal e mediram o padrão de propagação usando uma tela fluorescente.

Graças a isso, eles descobriram que, embora a maioria das partículas voasse diretamente, algumas ricocheteavam em todas as direções, incluindo algumas que retornavam diretamente à fonte.

Isso era impossível de justificar com o modelo antigo do átomo, então Rutherford interpretou os dados para formular o modelo atômico de Rutherford em 1911.

Inventou um detector de ondas de rádio

O físico alemão Heinrich Hertz provou a existência de ondas eletromagnéticas no final da década de 1880.

Rutherford decidiu medir seu efeito em agulhas de aço magnetizadas. Esse experimento o levou a inventar um detector para o que hoje chamamos de ondas de rádio. Este receptor de rádio tornou-se parte da revolução das comunicações conhecida como telegrafia sem fio.

Rutherford melhorou seu dispositivo e por um curto período ele deteve o recorde mundial de distância que ondas eletromagnéticas podiam ser detectadas.

Embora Rutherford tenha sido superado por Marconi, sua descoberta ainda é considerada uma importante contribuição neste campo.

Descobriu o núcleo atômico

Por meio de experimentos com folhas de ouro, Rutherford descobriu que todos os átomos continham um núcleo onde sua carga positiva e a maior parte de sua massa estavam concentradas.

Seu modelo do átomo continha a nova característica de que uma alta carga central concentrada em um pequeno volume do átomo era responsável pela maior parte de sua massa.

Em seu modelo, o núcleo era orbitado por elétrons de baixa massa. Este modelo seguiu para o modelo atômico de Bohr, que aplicou a teoria quântica.

Sua descoberta do núcleo atômico é considerada sua maior contribuição para a ciência.

Descobriu o próton

Em 1917, ele se tornou a primeira pessoa a transformar um item em outro. Ele converteu átomos de nitrogênio em átomos de oxigênio bombardeando nitrogênio com partículas alfa. Esta foi a primeira observação de uma reação nuclear induzida e é considerada a descoberta do próton.

Em 1920, Rutherford propôs o núcleo de hidrogênio como uma nova partícula e estabeleceu o termo próton para ele.

Ele teorizou a existência do nêutron

Em 1921, ele teorizou que deve haver uma partícula neutra no núcleo do átomo para compensar o efeito repulsivo de prótons carregados positivamente, criando uma força nuclear atrativa; sem quaisquer partículas, o núcleo entraria em colapso.

Por esse motivo, Rutherford teorizou a existência do nêutron e estabeleceu o termo pelo qual ele é conhecido hoje.

O nêutron foi descoberto em 1932 pelo cientista James Chadwick, que estudou e trabalhou com Rutherford.

Pai da física nuclear

Graças ao seu trabalho no campo, como conduzir a primeira reação nuclear, provar a natureza da decadência radioativa como um processo nuclear e estabelecer a estrutura do átomo, ele é conhecido como o pai da física nuclear.

Seu trabalho foi de grande importância em pesquisas futuras e desenvolvimento na área.

Rutherford também serviu de inspiração e mentor para muitos cientistas; um grande número de seus alunos ganhou o prêmio Nobel. Ele também foi considerado o maior experimentalista desde Faraday.

Trabalho e reconhecimentos

Em 1896, quando a radioatividade foi descoberta pelo físico Antoine Henri Becquerel, Rutherford identificou e estabeleceu três elementos principais da radiação, que chamou de raios alfa, beta e gama, demonstrando assim que as partículas alfa são núcleos de hélio.

Isso permitiu que ele descrevesse sua teoria da estrutura atômica, que acabou sendo a primeira teoria a detalhar o átomo como um núcleo denso e especificar que os elétrons giram em torno dele.

Em 1908 ganhou o Prêmio Nobel de Química e obteve a nomeação de Sir em 1914. Entre suas maiores obras escritas estão: Radioatividade (1904), Radiações de substâncias radioativas (1930) e A Nova Alquimia (1937).

O cientista foi nomeado presidente da Royal Society entre 1925 e 1930. Ele também recebeu a Medalha Franklin em 1924.

Passados sete anos, já por volta de 1931, teria alcançado a nobreza e em seu país o reconheceram como personagem heróico. Por isso sentiu um grande vínculo com seu país de nascimento.

Referências

Ernest Rutherford: pai da ciência nuclear. Recuperado de media.newzealand.com.
Ernest Rutherford - Cientistas importantes - a física dos EUA. Recuperado de Componentesheuniverse.com da física.
As 10 principais contribuições de Ernest Rutherford para a ciência (2016) Obtido em learndo-newtonic.com.
Ernest Rutherford. Recuperado de wikipedia.org.