Biographie

La carrière aveuglément brillante mais terriblement courte de Henry Moseley

La carrière aveuglément brillante mais terriblement courte de Henry Moseley


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Aujourd'hui, nous prenons le concept de numéro atomique pour acquis. Le nombre atomique est la mesure du nombre de protons chargés positivement dans le noyau d'un atome et définit ce qu'est un élément.

Par exemple, l'élément oxygène, qui a un numéro atomique 8, est très différent de l'élément plomb, qui a un numéro atomique 82 ou l'élément iode, qui a un numéro atomique 53. L'homme qui a le premier élucidé le concept de numéro atomique est le physicien britannique Henry Moseley.

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Un début brillant

Henry Moseley est né le 23 novembre 1887 à Weymouth, en Angleterre, d'un père naturaliste, Henry Nottidge Moseley, qui avait été membre de l'expédition Challenger. Les membres de cette expédition ont voyagé 81 000 miles (130 000 km) dans le monde entier, en étudiant et en explorant les océans du monde.

La mère de Henry Moseley était la fille du biologiste gallois John Gwyn Jeffreys, et elle-même était championne d'échecs britannique. Dans un cas où la pomme ne tombait pas loin de l'arbre, Henry Moseley a excellé en chimie et en physique, d'abord à Eton College, puis au Trinity College, à Oxford.

En 1910, Moseley a déménagé à l'Université de Manchester pour rejoindre le groupe de recherche d'Ernest Rutherford et enseigner. Rutherford, connu comme le père de la physique nucléaire, est le découvreur de la demi-vie des éléments radioactifs, découvreur de l'élément radon. Et il a différencié le rayonnement alpha du rayonnement bêta.

À Manchester, Moseley a créé la première batterie atomique au monde, ou cellule bêta. Aujourd'hui, les piles atomiques sont utilisées partout où de l'énergie est nécessaire pendant une longue période, comme dans les stimulateurs cardiaques et dans les vaisseaux spatiaux.

Apprivoiser le tableau périodique des éléments

Le tableau périodique des éléments avait été créé par le chimiste russe Dimitri Mendeleev, 44 ans plus tôt en 1869. Les éléments y étaient disposés selon leur poids atomique et leurs propriétés chimiques. Puis, en 1911, le physicien néerlandais Antonius van den Broek a publié une hypothèse selon laquelle il y avait quelque chose appelé le numéro atomique, et qu'il était égal à la quantité de charge dans le noyau d'un atome.

En 1913, Moseley retourna à Oxford où il dut autofinancer ses expériences. Il a mis en place un appareil qui projetait des électrons de haute énergie sur divers éléments chimiques, puis il a mesuré les longueurs d'onde et les fréquences des rayons X résultants.

Moseley a découvert que chaque élément émet des rayons X à une fréquence unique, et il a découvert que s'il a tracé la racine carrée de la fréquence des rayons X par rapport aux nombres atomiques des différents éléments, il a obtenu un graphique en ligne droite.

Ces données ont montré que la charge positive dans un noyau atomique augmentait de une unité d'un élément à l'autre dans le tableau périodique. Ainsi, le numéro atomique est le même que le nombre de protons dans le noyau. Ce travail est devenu connu sous le nom de loi de Moseley.

Avant la découverte de Moseley, il avait été difficile de commander des éléments tels que le cobalt et le nickel, qui ont les numéros atomiques 27 et 28 respectivement, parce que la masse atomique du cobalt est en fait légèrement supérieure à celle du nickel.

Plus important encore, Moseley a vu qu'il y avait des lacunes dans le tableau périodique au niveau des numéros atomiques: 43, 61, 72 et 75. Il faudrait des années avant que l'on sache que ces nombres correspondent aux éléments Technétium, Prométhium, Hafnium et Rhénium.

Moseley pouvait maintenant dire quels éléments sont présents dans n'importe quel échantillon en bombardant cet échantillon avec des électrons à haute énergie, puis en regardant les fréquences des rayons X résultants. Appelée spectroscopie aux rayons X, cette technique est aujourd'hui utilisée dans les laboratoires du monde entier.

Vous trouverez ci-dessous les résultats de la spectroscopie aux rayons X réalisée par l'atterrisseur Mars Pathfinder sur des échantillons de sol martien.

Moseley a pu montrer que la série des lanthanides d'éléments chimiques comprend exactement 15 éléments chimiques métalliques, ayant les numéros atomiques 57 à travers 71. Ces nombres correspondent aux éléments Lanthane à Lutétium.

Avec leurs éléments frères, le scandium et l'yttrium, ces éléments sont connus comme les éléments des terres rares, et ils sont extrêmement utiles dans le monde d'aujourd'hui. Les éléments de terres rares sont utilisés dans les smartphones, les appareils photo numériques, les disques durs d'ordinateur, les lumières fluorescentes et LED, les téléviseurs à écran plat, les moniteurs d'ordinateur et les écrans électroniques.

Première Guerre mondiale

En août 1914, la Première Guerre mondiale éclata et Moseley s'enrôla dans les Royal Engineers de l'armée britannique, estimant que c'était son devoir patriotique.

De février 1915 à janvier 1916, dans ce qui est aujourd'hui Gelibolu, la Turquie, la Grande-Bretagne, la France et la Russie avaient tenté de prendre le contrôle des Dardanelles. C'est l'étroit détroit d'eau qui fait partie de la frontière entre l'Europe et l'Asie.

Moseley servait comme officier des communications techniques à la bataille de Gallipoli lorsque le 10 août 1915, il fut touché à la tête par un tireur d'élite. Moseley n'avait que 27 ans lorsqu'il est mort et il est enterré dans la péninsule de Gallipoli en Turquie.

La place de Moseley dans l'histoire

Au fil des ans, des scientifiques comme Niels Bohr ont commenté sur la façon dont Moseley avait vécu, il aurait beaucoup contribué à la connaissance de la structure atomique. Le physicien américain Robert Millikan a écrit à propos du travail de Moseley:
«Dans une recherche qui est destinée à se classer parmi les douzaines les plus brillantes en conception, habiles à exécuter et éclairantes en résultats dans l'histoire des sciences, un jeune homme de vingt-six ans a jeté les fenêtres par lesquelles nous peut entrevoir le monde subatomique avec une précision et une certitude jamais imaginées auparavant. "

Le célèbre auteur américain de science-fiction Isaac Asimov a écrit à propos de Moseley:
"Compte tenu de ce qu'il [Moseley] aurait pu encore accomplir ... sa mort aurait bien pu être la mort la plus coûteuse de la guerre pour l'humanité en général."

S'il avait vécu, Moseley aurait presque certainement reçu un prix Nobel de physique car en 1914, ce prix a été décerné à l'allemand Max von Laue pour sa découverte de la diffraction des rayons X par les cristaux. En 1915, le prix Nobel de physique est allé au père et au fils britanniques William Henry Bragg et Lawrence Bragg pour leurs découvertes dans la détermination de la structure des cristaux à l'aide de rayons X.

Aucun prix Nobel de chimie ou de physique n'a été décerné en 1916, cependant, en 1917, la Grande-Bretagne Charles Barkla a reçu le prix pour son travail dans la découverte des fréquences de rayons X caractéristiques émises par les différents éléments.

Aujourd'hui, la médaille et prix Henry Moseley de l'Institut de physique est nommé en l'honneur de Moseley.


Voir la vidéo: Henry Moseley (Juin 2022).


Commentaires:

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