Tuesday, January 26, 2016

Ernest Rutherford Penemu alpha dan beta radioaktivitas

Ernest Rutherford
Fhoto Ernest_RutherfordData pribadi :
  • Tanggal lahir : 30 Agustus 1871  Brightwater, Tasman District, Selandia Baru
  • Meninggal  : 19 Oktober 1937 (umur 66)  Cambridge, Inggris, UK
  • Kewarganegaraan : Selandia Baru, Inggris
  • Kebangsaan : Inggris dan Selandia Baru
  • Tempat tinggal :  Selandia Baru, Inggris
  • Fields : Fisika dan Kimia
  • Lembaga : McGill University , University of Manchester , University of Cambridge
  • Alma mater ; University of Canterbury , University of Cambridge
  • Dikenal Karena : Penemuan alpha dan beta radioaktivitas, Penemuan inti atom (Model Rutherford), Hamburan Rutherford , Spektroskopi hamburan balik Rutherford, Penemuan proton, Rutherford (unit), Coining istilah 'disintegrasi buatan'
  • Penghargaan terkemuka : Rumford Medal (1904), Nobel Kimia (1908), Barnard Medal (1910), Elliott Cresson Medal (1910), Matteucci Medal (1913), Copley Medal (1922), Franklin Medal (1924), Albert Medal (1928), Faraday Medal (1930) , Wilhelm Exner Medal (1936)
Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson, OM FRS  (30 Agustus 1871 - 19 Oktober 1937) adalah seorang Inggris kelahiran Selandia Baru fisikawan yang dikenal sebagai bapak fisika nuklir.Encyclopædia Britannica menganggap dia menjadi yang pencoba terbesar sejak Michael Faraday (1791-1867). 

Dalam karya awal ia menemukan konsep radioaktif paruh, membuktikan bahwa radioaktivitas melibatkan transmutasi satu unsur kimia yang lain, dan juga dibedakan dan diberi nama alpha dan radiasi beta. Pekerjaan ini dilakukan di McGill University di Kanada. Ini adalah dasar untuk Hadiah Nobel Kimia ia dianugerahi pada tahun 1908 "untuk investigasinya ke disintegrasi dari unsur-unsur, dan kimia zat radioaktif", yang ia adalah yang pertama Kanada dan Oseania pemenang Nobel, dan tetap satu-satunya pemenang lahir di Pulau Selatan.

Rutherford pindah pada tahun 1907 ke Victoria University of Manchester (hari University of Manchester) di Inggris, di mana ia dan Roys Thomas membuktikan bahwa radiasi alpha adalah helium inti. Rutherford dilakukan karyanya yang paling terkenal setelah ia menjadi Nobel Nobel.Pada tahun 1911, meskipun ia tidak bisa membuktikan bahwa itu positif atau negatif, ia berteori bahwa atom telah biaya mereka terkonsentrasi di sangat kecil inti, dan dengan demikian merintis model yang Rutherford dari atom, melalui penemuan dan interpretasi Rutherford hamburan dalam bukunya percobaan foil emas. Dia secara luas dikreditkan dengan pertama "membelah atom" pada tahun 1917 dalam reaksi nuklir antara partikel nitrogen dan alpha, di mana ia juga menemukan (dan dinamai) yang proton.

Rutherford menjadi Direktur Laboratorium Cavendish di Universitas Cambridge pada tahun 1919. Di bawah kepemimpinannya yang neutron ditemukan oleh James Chadwick pada tahun 1932 dan pada tahun yang sama percobaan pertama untuk membagi inti secara terkendali sepenuhnya, dilakukan oleh siswa bekerja di bawah arahannya, John Cockcroft dan Ernest Walton. Setelah kematiannya pada tahun 1937, ia dihormati oleh yang dikebumikan dengan ilmuwan terbesar dari Britania Raya, dekat Sir Isaac Newton makam 's di Westminster Abbey. Unsur kimia RUTHERFORDIUM (elemen 104) bernama setelah dia pada tahun 1997.

Biografi
Awal kehidupan dan pendidikan
Ernest Rutherford adalah anak dari James Rutherford, petani, dan istrinya Martha Thompson, berasal dari Hornchurch, Essex, Inggris.James beremigrasi ke Selandia Baru dari Perth, Skotlandia, "untuk membesarkan rami kecil dan banyak anak ". Ernest lahir di Brightwater, dekat Nelson, Selandia Baru. Nama pertama adalah keliru dieja 'Earnest' ketika kelahirannya telah didaftarkan.

Ia belajar di Havelock Sekolah dan kemudian Nelson Perguruan Tinggi dan memenangkan beasiswa untuk belajar di Canterbury College, University of New Zealand, di mana ia berpartisipasi dalam masyarakat berdebat dan bermain rugby. Setelah memperoleh gelar BA, MA dan BSc, dan melakukan dua tahun penelitian di mana ia menemukan bentuk baru dari penerima radio, pada tahun 1895 Rutherford dianugerahi 1851 Research Fellowship dari Royal Commission untuk Pameran 1851,untuk melakukan perjalanan ke Inggris untuk studi pascasarjana di Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge.  Dia adalah di antara yang pertama dari 'alien' (orang-orang tanpa gelar Cambridge) diperbolehkan untuk melakukan penelitian di universitas, di bawah kepemimpinan inspirasi dari JJ Thomson, dan pendatang baru terangsang kecemburuan dari anggota yang lebih konservatif dari persaudaraan Cavendish. Dengan dorongan Thomson, ia berhasil mendeteksi gelombang radio pada setengah mil dan sebentar memegang rekor dunia untuk jarak di mana gelombang elektromagnetik dapat dideteksi, meskipun ketika ia mempresentasikan hasil nya di British Association pertemuan di tahun 1896, ia menemukan ia telah kalah dengan dosen lain, dengan nama Marconi.

Pada tahun 1898 Thomson direkomendasikan Rutherford untuk posisi di McGill University di Montreal, Kanada. Dia menggantikan Hugh Longbourne Callendar yang memegang kursi Macdonald Profesor fisika dan datang ke Cambridge. Rutherford diterima, yang berarti bahwa pada tahun 1900 ia menikahi Mary Georgina bisa Newton (1876-1954)  kepada siapa ia telah bertunangan sebelum meninggalkan Selandia Baru; mereka punya satu putri, Eileen Mary (1901-1930), yang menikah Ralph Fowler. Pada tahun 1900 ia memperoleh DSc dari University of New Zealand. Pada tahun 1907 Rutherford kembali ke Inggris untuk mengambil kursi fisika di Universitas Manchester.

Kemudian tahun dan kehormatan
Dia gelar kebangsawanan pada tahun 1914. Selama Perang Dunia I, ia bekerja pada sebuah proyek rahasia untuk memecahkan masalah praktis deteksi kapal selam oleh sonar. Pada tahun 1916 ia dianugerahi Hector Memorial Medal. Pada tahun 1919 ia kembali ke Cavendish berhasil JJ Thomson sebagai profesor Cavendish dan Direktur. Di bawahnya, Hadiah Nobel diberikan kepada James Chadwick untuk menemukan neutron (pada tahun 1932), John Cockcroft dan Ernest Walton untuk percobaan yang dikenal sebagai membelah atom menggunakan akselerator partikel, dan Edward Appleton untuk menunjukkan keberadaan ionosfer. Pada tahun 1925, Rutherford mendorong panggilan ke Pemerintah Selandia Baru untuk mendukung pendidikan dan penelitian, yang menyebabkan pembentukan Departemen Ilmiah dan Industri Penelitian (DSIR) pada tahun berikutnya. Antara tahun 1925 dan 1930 ia menjabat sebagai Presiden dari Royal Society, dan kemudian sebagai presiden Dewan Bantuan Akademik yang membantu hampir 1.000 pengungsi universitas dari Jerman.  Ia mengaku ke Order of Merit pada tahun 1925 dan diangkat ke silsilah sebagai Baron Rutherford of Nelson, pada tahun 1931, judul yang punah setelah kematian tak terduga pada tahun 1937. Pada tahun 1933, Rutherford adalah salah satu dari dua penerima perdana TK Sidey Medal, yang didirikan oleh Royal Society of New Zealand sebagai penghargaan untuk penelitian ilmiah yang luar biasa.

Makam Lord Rutherford di Westminster Abbey
Untuk beberapa waktu sebelum kematiannya, Rutherford memiliki kecil hernia, yang telah diabaikan telah tetap, dan itu menjadi terjepit, menyebabkan dia menjadi sakit keras. Meskipun operasi darurat di London, ia meninggal empat hari setelah itu apa dokter disebut "kelumpuhan usus", di Cambridge. Setelah kremasi di Golders Green Krematorium,ia diberi kehormatan tinggi pemakaman di Westminster Abbey, dekat Isaac Newton dan ilmuwan Inggris terkenal lainnya.

Penelitian ilmiah
Di Cambridge, Rutherford mulai bekerja dengan JJ Thomson pada efek konduktif dari sinar X-on gas, pekerjaan yang menyebabkan penemuan elektron yang Thomson disajikan kepada dunia pada tahun 1897. Mendengar dari Becquerel pengalaman 's dengan uranium, Rutherford mulai untuk mengeksplorasi nya radioaktivitas, menemukan dua jenis yang berbeda dari sinar-X di daya tembus mereka. Melanjutkan penelitian di Kanada, ia menciptakan istilah ray alpha dan sinar beta pada tahun 1899 untuk menggambarkan dua jenis yang berbeda dari radiasi. Dia kemudian menemukan bahwa thorium memberi dari gas yang dihasilkan emanasi yang itu sendiri radioaktif dan akan mantel zat lainnya. Ia menemukan bahwa sampel bahan radioaktif ini dari berbagai ukuran selalu mengambil jumlah waktu yang sama untuk setengah sampel untuk pembusukan - nya "setengah-hidup" (11 ½ menit dalam kasus ini).

Dari 1900-1903, ia bergabung di McGill oleh kimiawan muda Frederick Soddy (Nobel Kimia, 1921) untuk siapa ia mengatur masalah mengidentifikasi emanasi thorium. Setelah ia dieliminasi semua reaksi kimia normal, Soddy menyarankan bahwa itu harus menjadi salah satu gas inert, yang mereka namakan thoron (kemudian ditemukan menjadi isotop radon). Mereka juga menemukan jenis lain dari thorium mereka disebut Thorium X, dan terus mencari jejak helium. Mereka juga bekerja dengan sampel "Uranium X" dari William Crookes dan radium dari Marie Curie.

Pada tahun 1902, mereka menghasilkan "Teori Disintegrasi Atom" untuk menjelaskan semua percobaan mereka. Sampai kemudian atom diasumsikan menjadi dasar indestructable dari semua materi dan meskipun Curie telah menyarankan bahwa radioaktivitas adalah fenomena atom, ide atom zat radioaktif putus adalah ide baru yang radikal. Rutherford dan Soddy menunjukkan bahwa radioaktivitas melibatkan disintegrasi spontan atom ke dalam jenis lain dari atom (salah satu unsur spontan yang berubah ke yang lain).

Pada tahun 1903, Rutherford dianggap sebagai jenis radiasi yang ditemukan (tapi tidak disebutkan) oleh kimiawan Perancis Paul Villard pada tahun 1900, sebagai emisi dari radium, dan menyadari bahwa pengamatan ini harus mewakili sesuatu yang berbeda dari sinar alfa dan beta sendiri, karena yang sangat daya tembus yang jauh lebih besar. Oleh karena itu Rutherford memberi nama jenis ketiga ini radiasi sinar gamma. Ketiga istilah Rutherford yang digunakan standar hari ini - tipe lain dari peluruhan radioaktif telah sejak ditemukan, tapi Rutherford tiga jenis adalah yang paling umum.

Di Manchester, ia terus bekerja dengan radiasi alpha. Dalam hubungannya dengan Hans Geiger, ia mengembangkan seng sulfida layar kilau dan ruang ionisasi untuk menghitung Alpha. Dengan membagi total biaya yang mereka hasilkan dengan jumlah sebanyak, Rutherford memutuskan bahwa muatan alpha dua. Pada akhir tahun 1907, Ernest Rutherford dan Roys Thomas Alpha diperbolehkan untuk menembus jendela yang sangat tipis ke dalam sebuah tabung dievakuasi. Ketika mereka memicu tabung ke debit, spektrum yang diperoleh dari itu berubah, sebagai Alpha terakumulasi dalam tabung. Akhirnya, spektrum yang jelas gas helium muncul, membuktikan bahwa Alpha yang setidaknya terionisasi atom helium, dan mungkin inti helium.

Percobaan foil emas
Bawah: Diamati hasil: sebagian kecil dari partikel yang dibelokkan, menunjukkan kecil, biaya terkonsentrasi. Perhatikan bahwa gambar tidak untuk skala; dalam kenyataannya inti adalah jauh lebih kecil dari kulit elektron.
Rutherford dilakukan karyanya yang paling terkenal setelah menerima hadiah Nobel pada tahun 1908. Seiring dengan Hans Geiger dan Ernest Marsden pada tahun 1909, ia melakukan percobaan Geiger-Marsden, yang menunjukkan sifat nuklir atom oleh membelokkan partikel alpha melewati foil emas tipis . Rutherford terinspirasi untuk meminta Geiger dan Marsden dalam percobaan ini untuk mencari partikel alfa dengan sudut defleksi sangat tinggi, dari jenis yang tidak diharapkan dari teori materi pada waktu itu. Defleksi seperti, meskipun jarang, ditemukan, dan terbukti menjadi fungsi halus tapi tinggi-order dari sudut defleksi. Itu interpretasi Rutherford data ini yang menyebabkan dia untuk merumuskan model yang Rutherford atom pada tahun 1911 - yang sangat kecil dikenakan  inti, yang mengandung banyak massa atom, yang mengorbit oleh bermassa rendah elektron.

Sebelum meninggalkan Manchester pada tahun 1919 untuk mengambil alih laboratorium Cavendish di Cambridge, Rutherford menjadi, pada tahun 1919, orang pertama yang sengaja mengubah satu unsur ke lain. Dalam percobaan ini, ia telah menemukan radiasi aneh ketika Alpha diproyeksikan ke udara, dan mempersempit efek turun ke nitrogen, bukan oksigen di udara. Menggunakan nitrogen murni, Rutherford digunakan radiasi alpha untuk mengkonversi nitrogen ke oksigen melalui reaksi nuklir 14 N + α → 17 O + proton. Proton tidak kemudian dikenal. Dalam produk reaksi ini Rutherford hanya diidentifikasi inti hidrogen, dengan kesamaan mereka untuk radiasi partikel dari percobaan sebelumnya di mana ia telah dibombardir gas hidrogen dengan partikel alpha untuk mengetuk inti hidrogen dari atom hidrogen. Hasil ini menunjukkan bahwa Rutherford inti hidrogen merupakan bagian dari inti atom nitrogen (dan dengan kesimpulan, mungkin inti lain juga). Seperti konstruksi telah diduga selama bertahun-tahun atas dasar berat atom yang seluruh nomor itu hidrogen; melihat hipotesis Prout. Hidrogen dikenal sebagai unsur teringan, dan inti yang mungkin inti ringan. Sekarang, karena semua pertimbangan ini, Rutherford memutuskan bahwa inti hidrogen adalah mungkin sebuah blok bangunan fundamental dari semua inti, dan juga mungkin sebuah partikel dasar baru juga, karena tidak ada yang diketahui dari inti yang lebih ringan. Dengan demikian, Rutherford mendalilkan inti hidrogen menjadi partikel baru pada tahun 1920, yang ia dijuluki proton.

Pada tahun 1921, saat bekerja dengan Niels Bohr (yang mendalilkan bahwa elektron bergerak dalam orbit tertentu), Rutherford berteori tentang keberadaan neutron, (yang telah dibaptis dalam bukunya 1920 Bakerian Kuliah), yang entah bagaimana bisa mengimbangi efek memukul mundur dari positif tuduhan proton dengan menyebabkan yang menarik gaya nuklir dan dengan demikian menjaga inti dari terbang terpisah dari tolakan antara proton. Satu-satunya alternatif untuk neutron adalah adanya "elektron nuklir" yang akan melawan beberapa tuduhan proton dalam inti, karena pada saat itu diketahui bahwa inti memiliki sekitar dua kali massa yang bisa dipertanggungjawabkan jika mereka hanya dirakit dari hidrogen inti (proton). Tapi bagaimana elektron nuklir ini bisa terperangkap dalam inti, adalah sebuah misteri.

Teori Rutherford dari neutron terbukti pada tahun 1932 oleh rekannya James Chadwick, yang diakui neutron segera ketika mereka diproduksi oleh para ilmuwan lain dan kemudian dirinya sendiri, di membombardir berilium dengan partikel alpha. Pada tahun 1935, Chadwick dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika untuk penemuan ini.

Warisan
Penelitian Rutherford, dan kerja yang dilakukan di bawah dia sebagai direktur laboratorium, membentuk struktur nuklir dari atom dan sifat penting dari peluruhan radioaktif sebagai proses nuklir. Tim Rutherford, menggunakan partikel alpha alami, diperagakan diinduksi transmutasi, dan kemudian, dengan menggunakan proton dari akselerator, menunjukkan reaksi nuklir buatan-diinduksi dan transmutasi. Ia dikenal sebagai bapak fisika nuklir. Rutherford meninggal terlalu dini untuk melihat Leo Szilard ide 's dikendalikan reaksi berantai nuklir terwujud. Namun, pidato Rutherford tentang transmutasi artifisial diinduksi di lithium, dicetak di 12 September 1933 kertas London The Times, dilaporkan oleh Szilárd telah inspirasinya untuk memikirkan kemungkinan penghasil energi dikendalikan reaksi berantai nuklir. Szilard memiliki ide ini sambil berjalan di London, pada hari yang sama.

Pidato Rutherford menyentuh pada 1932 karya murid-muridnya John Cockcroft dan Ernest Walton di "membelah" lithium menjadi partikel alpha oleh penembakan dengan proton dari akselerator partikel mereka telah dibangun. Rutherford menyadari bahwa energi yang dilepaskan dari atom lithium perpecahan sangat besar, tetapi ia juga menyadari bahwa energi yang dibutuhkan untuk akselerator, dan inefisiensi penting dalam atom membelah dalam mode ini, membuat proyek kemustahilan sebagai sumber energi praktis (akselerator fisi -diinduksi elemen cahaya masih terlalu tidak efisien untuk digunakan dalam cara ini, bahkan hari ini). Pidato Rutherford sebagian, baca:

Kita mungkin dalam proses ini memperoleh sangat banyak energi lebih dari proton diberikan, tapi rata-rata kita tidak bisa berharap untuk memperoleh energi dengan cara ini. Ini adalah cara yang sangat miskin dan tidak efisien menghasilkan energi, dan siapa saja yang mencari sumber daya dalam transformasi atom berbicara nonsen. Tapi masalah itu secara ilmiah menarik karena memberikan wawasan ke dalam atom.

Sumber : Wikipedia.org