Rutherford

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La matière, comment c’est fait?
Rutherford, Ernest
1871-1937

Ernest Rutherford est né le 30 août 1871 à Brightwater, près de Nelson en Nouvelle-Zélande et était le quatrième d’une famille de douze enfants. Très jeune, il était déjà très doué et sa mère, alors enseignante, créait à la maison un climat de travail qui lui permettait de développer ses capacités intellectuelles. Rutherford étaitun garçon très intelligent et il aimait les sciences. Sa mère disait d’ailleurs de lui : « Ernest n’a jamais eu besoin d’étudier; il n’avait qu’à lire un livre d’école pour tout de suite l’avoir bien en mémoire. » Plus tard, Rutherford a fait de brillantes études au Collège Nelson, puis au Collège de Christchurch. Ayant de très bons résultats en mathématiques et en physique, il a entrepris desrecherches en électromagnétisme. Il a travaillé entre autres sur un détecteur d’ondes radio qui se basait sur les propriétés magnétiques du fer. Ces recherches lui ont permis d’obtenir une bourse d’étude et d’entrer au laboratoire Cavendish de Cambridge, en Angleterre, en 1895. Il y a travaillé avec J. J. Thomson et s’est alors intéressé aux effets de la radioactivité et des rayons X sur laconductivité électrique des gaz. Il a distingué, en 1898, deux types de rayonnement, c’est-à-dire les rayonnements « alpha » et « bêta ». Rutherford a enseigné dans une école secondaire pour garçons pendant un certain temps. Contrairement à ce qu’on aurait pu croire, il n’était pas vraiment un bon professeur de physique. De plus, il disait que c’était une occupation misérable. Rutherford s’est embarquépour le Canada en septembre 1898 où il a obtenu un poste de chercheur au laboratoire MacDonald à l’Université McGill de Montréal. Le début du XXe siècle fut pour lui une époque très active. Il est retourné en Nouvelle-Zélande en 1900 pour se marier avec une demoiselle dénommée

Rutherford, Ernest

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La matière, comment c’est fait?

Mary Newton. Dans les années qui ont suivi, ses recherchesont été consacrées à déterminer la nature des différents types de radioactivité et à l’étude des émanations variables du thorium. En 1899, Becquerel a observé que les rayonnements que Rutherford appelaient « rayons bêta » pouvaient être déviés par un champ magnétique, dans le même sens que les rayons cathodiques. Il a aussi constaté que leur rapport masse/charge électrique était à peu près le mêmeque celui que Thomson avait mesuré pour les électrons. Becquerel en est donc venu à poser l’hypothèse que les rayons bêta étaient des électrons émis à très grande vitesse. Rutherford a utilisé la même méthode pour mesurer le rapport masse/charge électrique des particules alpha. En 1906, Rutherford est parvenu à mesurer ce rapport pour s’apercevoir qu’il était presque égal à deux fois le rapportmasse/charge électrique des ions d’hydrogène. Il a donc posé l’hypothèse que les particules alpha étaient en fait des noyaux d’hélium 4 (He++). Cette hypothèse a été confirmée en 1903 par Ramsay et Soddy. De plus, en 1900, Villard a observé un troisième type de rayonnement radioactif. En 1903, Rutherford l’a appelé « rayon gamma ». Il a dû se contenter pour un certain temps de son hypothèse nonvérifiée qui définissait ces rayonnements comme des ondes électromagnétiques énergétiques. Outre ses recherches pour distinguer la nature des rayonnements radioactifs, Rutherford s’est penché sur un nouveau phénomène. En 1898, il avait observé que la radioactivité du thorium était variable. Une fois installé à McGill, il a construit un appareil lui permettant d’envoyer de l’air comprimé sur unéchantillon de thorium et de récupérer du gaz, qu’il a appelé « émanation du thorium », dans un flacon. L’observation qu’il en a fait a mis en évidence la complexité de la radioactivité car l’émanation du thorium était très radioactive et Rutherford en a conclu que ce gaz était en grande partie responsable de la radioactivité du thorium lui-même. Rutherford et Soddy ont découvert que 54 % de la...
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