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Biografias

Ernest Rutherford

Miguel Bertelli
Publicado por Miguel Bertelli
Última atualização: 5/7/2019

Introdução

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.

Trajetória

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.

Modelo atômico de Rutherford

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.

Referências

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


Exercícios

Exercício 1
(UNICENTRO/2018)

No experimento de Ernest Rutherford, uma fina lâmina de ouro foi bombardeada com partículas alfa provenientes do elemento polônio. Esta experiência revelou que a maioria das partículas atravessavam a lâmina, enquanto algumas sofriam desvios significativos em sua trajetória ou até mesmo eram totalmente repelidas. A conclusão a que Rutherford chegou foi que:

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