Ernest Rutherford

O físico e químico Ernest Rutherford (1871 - 1937) é considerado o pai da Física Nuclear. Entre suas principais descobertas estão o conceito de meia-vida radioativa, a distinção entre a radiação alfa e beta, e a transmutação de um elemento químico em outro pelo decaimento radioativo.

Rutherford ganhou o Nobel de Química em 1908, pelas “investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas”.

Seu trabalho mais conhecido foi a criação do modelo atômico de Rutherford, utilizando o experimento da folha de ouro.

Ernest Rutherford nasceu em Spring Grove (atual Brightwater), na Nova Zelândia, em 1871. Seu pai, de nome James Rutherford, era um mecânico nascido na Escócia, e sua mãe, Martha Thompson, era professora de inglês.

Rutherford estudou em escolas públicas e, aos 16 anos, entrou em Nelson Collegiate School. No ano de 1893, se graduou em Matemática e Ciências Físicas na Universidade da Nova Zelândia.

Após isso, ele ingressou no Trinity College, localizado em Cambridge, como estudante do laboratório de Cavendish, que contava com a coordenação de J. J. Thomson (1856 - 1940). Juntamente com o Frederick Soddy (1877 - 1956), estudou as radiações emitidas pelo Urânio e, em 1902, conseguem distinguir os raios alfa e beta.

Em 1898, foi nomeado como professor de Física na Universidade McGill, em Montreal, e em 1907 na Universidade Victoria, em Manchester. Um ano depois, em 1908, recebeu o Nobel de Química, mesmo sendo Físico, por seus estudos sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas.

Em Manchester, junto com Hans Geiger (1882 - 1945) e Thomas Royds (1884 - 1955), fez um estudo da radiação alfa, mostrando que as partículas alfas eram átomos de hélio ionizados.

Em 1909, Ernest Rutherford realizou seu trabalho mais famoso. Hans Geiger e Ernest Marsden (1889 - 1970) realizaram o experimento da folha de ouro sob supervisão de Rutherford.

Rutherford bombardeou uma fina folha de ouro com partículas alfa e observou partículas alfas refletidas com ângulos muito grandes. O modelo atômico da época não explicava essas reflexões.

Depois de observar isso, Rutherford disse: “... o evento mais incrível que aconteceu comigo em toda a minha vida. Foi quase tão incrível quanto se você atirasse um projétil de 15 polegadas num lenço de papel e ele ricocheteasse de volta e o atingisse”.

Para explicar o fenômeno que aconteceu em seu experimento, em 1911, Rutherford formulou um novo modelo atômico, em que o átomo é composto por um núcleo muito pequeno com carga positiva em quase toda a massa, e com cargas negativas (elétrons) orbitando ao seu redor.

Em 1919, Rutherford assumiu a direção do laboratório de Cavendish, em Cambridge, e também se tornou a primeira pessoa a transmutar um elemento em outro. Ele fez isso bombardeando nitrogênio puro com radiação alfa e, assim, converteu nitrogênio em oxigênio.

Rutherford também postulou em 1920 que o núcleo de hidrogênio seria uma partícula fundamental, e denominou de próton. Após isso, Rutherford coordenou o Laboratório Cavendish até sua morte.

Ernest Rutherford morreu em 19 de outubro de 1937, em Cambridge, enquanto aguardava uma cirurgia de hérnia umbilical.

Seu trabalho mais conhecido foi a hipótese de um modelo atômico, que recebeu seu nome em homenagem. O modelo atômico surgiu após as observações feitas no experimento da folha de ouro.

Rutherford concluiu que o átomo possui um núcleo muito pequeno e que contém a maior parte da massa. Esse núcleo é positivo e, ao seu redor, orbitam cargas negativas (elétrons), de forma com que se equilibram as cargas.

Experimento da folha de ouro

Esquema do experimento da folha de ouro.

O experimento foi feito bombardeando um feixe de partículas alfa, geradas por uma amostra de polônio, em uma folha de ouro muito fina. Foi observado o que acontecia com as partículas defletidas utilizando um anteparo.

Foram observadas partículas sendo refletidas com ângulos altos, o que não estava de acordo com o modelo atômico atual. Com isso, Rutherford formulou uma hipótese de um novo modelo atômico.

Reeves, Richard (2008). A Force of Nature: The Frontier Genius of Ernest Rutherford. New York: W. W. Norton.