Ernest Rutherford (1871-1937) là một nhà khoa học nổi tiếng người New Zealand đã có những đóng góp quan trọng cho ngành vật lý và hóa học. Thông qua các nghiên cứu về phóng xạ và cấu tạo nguyên tử. Ông được coi là cha đẻ của vật lý hạt nhân nhờ những phát hiện tiên phong về cấu trúc nguyên tử.
Ông đã phát hiện ra phóng xạ alpha và beta, mô hình nguyên tử của nguyên tử, máy dò sóng vô tuyến, nguyên tắc phân tách của phóng xạ và xác định các hạt alpha là hạt nhân helium. Đây là những đóng góp to lớn cho nền khoa học thế giới.
Tiểu sử Ernest Rutherford
Tuổi thơ và thời niên thiếu của Ernest Rutherford
Ernest Rutherford sinh ngày 30/8/1871 tại Nelson, New Zealand. Ông đã theo học trường Havelock. Sau đó ông học Cao đẳng Nelson và giành được học bổng của Canterbury College, Đại học New Zealand.
Từ khi còn trẻ, ông đã cho thấy khả năng của mình và trên hết là sự tò mò về số học. Cha mẹ cùng các giáo viên nhận ra phẩm chất này của ông và thúc giục ông tiếp tục việc học.
Ernest Rutherford là một sinh viên gương mẫu. Điều đó giúp ông có được một vị trí tại trường Nelson. Tại ngôi trường này, ông trở thành sinh viên giỏi nhất ở tất cả các môn học.
Trong thể thao, ông nghiêng về Rugby. Đây là môn thể thao ông cũng tập luyện ở trường đại học.
Sự nghiệp giảng dạy của Ernest Rutherford
Ernest Rutherford đã phát triển trong lĩnh vực giảng dạy và làm giáo sư tại nhiều trường đại học khác nhau. Ban đầu, ông là giáo sư giảng dạy môn vật lý tại Đại học McGill ở Montreal, Canada. Tiếp đó, ông chuyển đến Đại học Manchester ở Anh. Và làm việc ở đó trong hơn một thập kỷ.
Năm 1919, ông trở thành giáo viên và giám đốc của phòng thí nghiệm Cavendish tại đại học Cambridge. Và cuối cùng ông tham gia chỉ đạo một chủ đề tại Viện Hoàng gia Anh Quốc.
Năm 1931, Rutherford nổi tiếng bởi sự tài năng và chuyên nghiệp của minh. Đây cũng là thời gian khó khăn nhất đối với nhà khoa học nổi tiếng. Vì ông đã mất đi đứa con gái duy nhất.
Ngày 19/10/1937 tại Cambridge, Vương quốc Anh Ernest Rutherford bất ngờ qua đời. Trước đó, ông bị thoát vị nhỏ nhưng ông đã bỏ qua việc chữa trị. Điều đó khiến nó bị siết lại và ông bị ốm nặng. Tuy được phẫu thuật khẩn cấp ở London nhưng ông đã qua đời 4 ngày sau đó.
Sau khi hỏa táng, ông vinh dự được chôn cất cùng Isaac Newton và Kelvin, hai nhà khoa học vĩ đại.
Đóng góp cho nền khoa học
Rutherford đã phát hiện phóng xạ alpha và beta
Năm 1898, Rutherford bắt đầu nghiên cứu về phóng xạ của uranium. Từ những thí nghiệm của mình, ông cho rằng phóng xạ có ít nhất hai thành phần. Mà ông gọi là tia alpha và beta.
Ông khám phá ra rằng các hạt alpha mang tích điện dương và tia beta có sức xuyên thấu lớn hơn tia alpha. Và ông cũng là người đặt tên cho tia gamma.
Rutherford phát hiện ra rằng các nguyên tử không bị phá hủy
Ông cùng với nhà hóa học Frederick Soddy đã tạo ra Lý thuyết về sự tan rã của các nguyên tử. Nó liên quan tới sự tan rã tự phát của các nguyên tử trong các loại nguyên tử khác.
Sự phân rã của các nguyên tử trong các nguyên tố phóng xạ là một khám phá cực kỳ quan trọng khi đó. Vì tại thời điểm đó người ta vẫn cho rằng các nguyên tử là một loại vật chất không thể phá hủy.
Năm 1908 Rutherford đã giành giải thưởng Nobel nhờ những phát kiến của mình. Ông đã khám phá ra việc phân tách các nguyên tố và trong hóa học của các nguyên tố phóng xạ.
Rutherford đã xây dựng nên mô hình nguyên tử
Ông cùng với hai nhà khoa học Geiger and Marsden đã thực hiện một trong những thí nghiệm nổi tiếng nhất trong lĩnh vực khoa học.
Dưới sự chỉ đạo của Rutherford, các nhà khoa học đã thực hiện hàng loạt các loại thí nghiệm từ năm 1908 đến 1913. Trong số đó, họ đã nhắm các tia hạt alpha vào các tấm kim loại mỏng để đo mô hình lan truyền bằng màn hình huỳnh quang.
Nhờ vậy, họ phát hiện ra rằng hầu hết các hạt bay trực tiếp. Tuy nhiên có một số hạt bị bật ra theo mọi hướng, trong đó có cả một số hạt quay trở lại nguồn trực tiếp.
Những điều này vẫn chưa đủ để biện minh với mô hình cổ xưa của nguyên tử. Vì vậy, Rutherford đã giải thích dữ liệu để hình thành mô hình nguyên tử của ông vào năm 1911.
Ernest Rutherford đã phát minh ra máy dò sóng vô tuyến
Vào cuối năm 1880, nhà vật lý người Đức là Heinrich Hertz đã chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ.
Do đó, Rutherford quyết định đo lường tác động của sóng điện từ đối với kim thép từ hóa. Thí nghiệm này đã giúp ông phát minh ra máy dò tìm cái mà ngày nay gọi là sóng xuyên tâm. Máy thu radio này đã trở thành một phần không thể thiếu của cuộc cách mạng truyền thông. Nó được gọi là điện báo không dây.
Rutherford vẫn tiếp tục nghiên cứu và đã cải tiến thiết bị của mình. Trong một khoảng thời gian ngắn, nó đã có kỷ lục thế giới về khoảng cách phát hiện sóng điện từ.
Tuy Rutherford đã bị Marconi vượt qua, nhưng đóng góp của ông vẫn rất quan trọng trong lĩnh vực này.
Rutherford đã phát hiện ra hạt nhân của nguyên tử
Từ các thí nghiệm về các tấm vàng, Rutherford khám phá ra rằng tất cả các nguyên tử đều chứa một hạt nhân. Đó là nơi điện tích dương và phần lớn khối lượng của nó được tập trung.
Mô hình nguyên tử của ông có điểm mới rằng một điện tích trung tâm cao tập trung trong một thể tích nhỏ của nguyên tử. Chúng chịu trách nhiệm phần lớn khối lượng của nó.
Trong mô hình đó, các electron có khối lượng thấp quay xung quanh hạt nhân. Mô hình này tiến hành theo mô hình nguyên tử của Bohr, áp dụng lý thuyết lượng tử.
Phát kiến của ông về hạt nhân nguyên tử được coi là đóng góp lớn nhất của ông cho lĩnh vực khoa học.
Ông phát hiện ra proton
Năm 1917, ông trở thành người đầu tiên có thể biến đổi yếu tố này thành yếu tố khác. Ông đã biến các nguyên tử nitơ trở thành các nguyên tử oxi bằng cách dùng các hạt alpha bắn phá nitơ. Đây là thí nghiệm đầu tiên về phản ứng hạt nhân cảm ứng và được coi là phát hiện ra proton.
Năm 1920, Rutherford đã đưa ra đề xuất hạt nhân hydro như một loại hạt mới và thiết lập thuật ngữ proton cho nó.
Ông đã lý thuyết hóa sự tồn tại của neutron
Năm 1921, ông đưa ra các giả thuyết rằng cần phải có một hạt trung tính trong hạt nhân của nguyên tử để bù lại tác dụng đẩy của các proton tích điện dương. Bằng cách tạo ra lực hạt nhân hấp dẫn. Nếu không có hạt nào, hạt nhân sẽ bị sụp đổ.
Chính vì vậy, Rutherford đã đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của neutron và thiết lập thuật ngữ này. Và đến ngày nay nó vẫn được biết tới.
Năm 1932 nhà khoa học James Chadwick đã phát hiện ra Neutron, người đã nghiên cứu và làm việc với Rutherford.
Rutherford được coi như là cha đẻ của vật lý hạt nhân
Rutherford được biết đến như là cha đẻ trong lĩnh vực vật lý hạt nhân. Nhờ việc làm thế nào để tiến hành phản ứng hạt nhân đầu tiên, chứng minh tính chất của sự phân rã phóng xạ là một quá trình hạt nhân và thiết lập cấu trúc của nguyên tử…
Đóng góp của ông có tầm quan trọng to lớn tại thời điểm đó và cả sự phát triển trong tương lai của lĩnh vực này.
Rutherford là nguồn cảm hứng và là cố vấn cho rất nhiều nhà khoa học khi đó. Rất nhiều sinh viên của ông đã giành được giải thưởng Nobel. Ông cũng được coi là nhà thực nghiệm vĩ đại nhất kể từ sau Faraday.
Sự nghiệp và sự công nhận
Năm 1896, khi nhà vật lý Antoine Henri Becquerel phát hiện ra phóng xạ. Rutherford xác định và thiết lập ra ba nguyên tố chính của bức xạ, gọi là tia alpha, beta và gamma. Từ đó chứng minh được rằng các hạt alpha là hạt nhân helium.
Điều này giúp ông mô tả được lý thuyết về cấu trúc nguyên tử của mình. Đây là lý thuyết đầu tiên mô tả chi tiết nguyên tử. Nó là một hạt nhân dày đặc và xác định được có các electron xoay quanh nó.
Năm 1908, ông giành được giải thưởng Nobel về hóa học và nhận được sự bổ nhiệm vào năm 1914. Các tác phẩm quan trọng của ông gồm: Phóng xạ (1904), Bức xạ của chất phóng xạ (1930) và Giả kim thuật mới (1937).
Nhờ những cống hiến không ngừng nghỉ, ông được bầu làm chủ tịch Hội Hoàng gia từ năm 1925 đến 1930. Rutherford cũng được trao tặng huân chương Franklin vào năm 1924.
Sau bảy năm, đến năm 1931, ông đạt đến giới quý tộc. Và ở đất nước của ông, họ đã công nhận ông là một nhân vật anh hùng. Vì lý do này, ông cảm thấy có một mối liên kết tuyệt vời với đất nước mình sinh ra.
Qua bài viết mong rằng bạn đã hiểu thêm về Nhà Khoa Học Ernest Rutherford. Ông đã có công đóng góp to lớn cho sự phát triển của nhân loại. Là một thế hệ đi sau, chúng ta nên biết ơn và cảm phục trước tài năng của ông.