Ernest Rutherford Biografie

Korte inhoud

Chemicus en natuurkundige Ernest Rutherford werd geboren op 30 augustus 1871 in Spring Grove, Nieuw-Zeeland. Als pionier op het gebied van nucleaire fysica en de eerste die het atoom splitste, kreeg Rutherford in 1908 de Nobelprijs voor scheikunde voor zijn theorie over de atomaire structuur. Nagesynchroniseerd met de & # x201C; Father of the Nuclear Age, & # x201D; Rutherford stierf in Cambridge, Engeland, op 19 oktober 1937 aan een gewurgde hernia.

Vroege leven

Ernest Rutherford werd geboren op het landelijke Spring Grove, op het Zuidereiland van Nieuw-Zeeland op 30 augustus 1871. Hij was de vierde van 12 kinderen en de tweede zoon. Zijn vader, James, had weinig opleiding en worstelde om het grote gezin te onderhouden met het inkomen van een vlasmolenaar. Ernest & # x2019; s moeder, Martha, werkte als lerares. Ze geloofde dat kennis macht was en legde een sterke nadruk op het onderwijs van haar kinderen.

Als een kind, Ernest, wiens familie hem & # x201C; Ern, & # x201D; bracht het grootste deel van zijn tijd na schooltijd door met koeien melken en helpen met andere klusjes op de familieboerderij. Weekends werden doorgebracht zwemmen in de kreek met zijn broers. Omdat het geld krap was, vond Rutherford inventieve manieren om de financiële uitdagingen van zijn familie te overwinnen, waaronder het nestelen van vogels om geld te verdienen voor zijn vliegervoorraden. & # x201C; We hebben het geld niet, dus we moeten nadenken, & # x201D; was destijds het motto van Rutherford & # x2019;.

Op 10-jarige leeftijd kreeg Rutherford zijn eerste wetenschapsboek overhandigd aan de Foxhill School. Het was een cruciaal moment voor Rutherford, aangezien het boek zijn allereerste wetenschappelijke experiment inspireerde. De jonge Rutherford bouwde een miniatuurkanon, dat, tot zijn familie & # x2019; s verrassing, snel en onverwacht explodeerde. Ondanks de uitkomst bleef de interesse van Rutherford in academici onveranderd. In 1887 kreeg hij een beurs om de Nelson Collegiate School te bezoeken, een particuliere middelbare school waar hij tot 1889 aan boord zou gaan en rugby zou spelen.

In 1890 landde Rutherford een andere beurs & # x2014; deze keer aan het Canterbury College in Christchurch, Nieuw-Zeeland. Op het Canterbury College hebben professoren van Rutherford zijn enthousiasme aangewakkerd voor het zoeken naar concreet bewijs door wetenschappelijke experimenten. Rutherford behaalde daar zowel zijn Bachelor of Arts als zijn Master of Arts diploma's en slaagde erin eerste klas eerbetoon te behalen in wiskunde en wetenschap. In 1894, nog steeds in Canterbury, voerde Rutherford onafhankelijk onderzoek uit naar het vermogen van hoogfrequente elektrische ontlading om ijzer te magnetiseren. Zijn onderzoek leverde hem in slechts een jaar tijd een Bachelor of Science-diploma op. In datzelfde jaar ontmoette Rutherford elkaar en werd hij verliefd op de dochter van zijn hospita, Mary Newton. Het paar trouwde in 1900 en verwelkomde later een dochter, die ze Eileen noemden.

Onderzoek en ontdekkingen

In 1895, als de eerste onderzoekstudent aan de Universiteit van Cambridge & # x2019; s Cavendish Laboratory in Londen, identificeerde Rutherford een eenvoudiger en meer commercieel haalbare manier om radiogolven te detecteren dan eerder was vastgesteld door de Duitse natuurkundige Heinrich Hertz.

Toen hij in Cavendish Laboratory was, werd Rutherford ook uitgenodigd door professor J.J. Thomson om samen te werken aan een onderzoek naar röntgenstralen. De Duitse natuurkundige Wilhelm Conrad Röntgen had röntgenfoto's ontdekt slechts enkele maanden voordat Rutherford in Cavendish arriveerde, en röntgenfoto's waren een populair onderwerp onder onderzoekswetenschappers. Rutherford en Thomson hebben samen de effecten van röntgenstralen op de geleidbaarheid van gassen bestudeerd, resulterend in een paper over het verdelen van atomen en moleculen in ionen. Terwijl Thomson ging onderzoeken wat later een elektron zou worden genoemd, bekeek Rutherford de ionenproducerende straling van dichterbij.

Door zich op uranium te concentreren, ontdekte Rutherford dat het bij folie plaatsen ertoe leidde dat één type straling gemakkelijk werd opgezogen of geblokkeerd, terwijl een ander type zonder problemen in dezelfde folie kon doordringen. Hij bestempelde de twee stralingstypen & # x201C; alpha & # x201D; en & # x201C; beta. & # x201D; Het bleek dat het alfadeeltje identiek was aan de kern van een heliumatoom. Het beta-deeltje was in feite hetzelfde als een elektron of positron.

Rutherford verliet Cambridge in 1902 en werd professor aan de McGill University in Montreal. Bij McGill in 1903 introduceerde Rutherford en collega Frederick Soddy hun desintegratietheorie van radioactiviteit, die beweerde dat radioactieve energie werd uitgestraald vanuit een atoom en dat wanneer alfa- en bèta-deeltjes tegelijkertijd werden uitgestoten, ze een chemische verandering veroorzaakten tussen elementen. Rutherford en Yale Professor Bertram Borden Boltwood categoriseerden vervolgens radioactieve elementen in wat zij een & # x201C; vervalreeks noemden. & # X201D; Rutherford werd ook gecrediteerd voor het ontdekken van de radioactieve gasradon terwijl hij in McGill was. Beroemd geworden door zijn bijdragen aan het begrip van radio-elementen, werd Rutherford een actieve spreker in het openbaar, publiceerde hij talloze tijdschriftartikelen en schreef hij het meest gewaardeerde handboek van die tijd over radioactiviteit.

In 1907 keerde Rutherford terug naar Engeland en stapte over naar een hoogleraarschap aan de Universiteit van Manchester. Door verdere experimenten waarbij alfadeeltjes op folie werden afgeschoten, deed Rutherford de baanbrekende ontdekking dat bijna de totale massa van een atoom in een kern geconcentreerd is. Daarmee schiep hij het nucleaire model, een ontdekking die het begin van de kernfysica markeerde en uiteindelijk de weg effende voor de uitvinding van de atoombom. Aptly de & # x201C; Father of the Nuclear Age genoemd, & # x201D; Rutherford ontving de Nobelprijs voor chemie in 1908.

Met de komst van de Eerste Wereldoorlog richtte Rutherford zijn aandacht op antisubmarine-onderzoek. In 1919 had hij nog een monumentale ontdekking gedaan: hoe kunstmatig een nucleaire reactie in een stabiel element teweeg te brengen. Nucleaire reacties waren de belangrijkste focus van Rutherford voor de rest van zijn wetenschappelijke carrière.

Dood en erfenis

Rutherford ontving talloze onderscheidingen tijdens zijn carrière, waaronder verschillende eredoctoraten en fellowships van organisaties zoals de Institution of Electrical Engineers. In 1914 werd hij ridder. In 1931 werd hij verheven tot de peerage en kreeg hij de titel Baron Rutherford van Nelson. Hij werd ook datzelfde jaar tot president van het Institute of Physics gekozen.

Op 19 oktober 1937 stierf Baron Rutherford op 66-jarige leeftijd in Cambridge, Engeland aan de complicaties van een gewurgde hernia. De wetenschapper, met de bijnaam & # x201C; Crocodile & # x201D; door zijn collega's voor het altijd vooruit kijken, werd begraven in Westminster Abbey.

Jaren voordat hij stierf, tijdens de Eerste Wereldoorlog, zei Rutherford dat hij hoopte dat wetenschappers pas zouden leren hoe ze atoomenergie konden winnen als de & # x201C; man in vrede met zijn buren leefde. & # X201D; De ontdekking van kernsplijting werd in feite slechts twee jaar na zijn dood gedaan en resulteerde uiteindelijk in wat Rutherford had gevreesd & # x2014; het gebruik van kernenergie om oorlogswapens te bouwen.

Veel van de ontdekkingen van Rutherford werden ook de basis van de constructie van de Large Hadron Collider door de European Organisation for Nuclear Research. De grootste Hadron-deeltjesversneller ter wereld en tientallen jaren in de maak, de Large Hadron Collider begon in mei 2010 atomaire deeltjes te breken. Het is sindsdien gebruikt om fundamentele vragen over fysica te beantwoorden, door wetenschappers die delen in Rutherford & # x2019; de neiging tot vooruitdenken en zijn niet-aflatende zoektocht naar bewijs door wetenschappelijk onderzoek.