A Loja das Ideias

Este blogue é um exercício de cidadania de um grupo de portugueses que pretendem debater publicamente ideias sobre Ciência, Cultura e Política. O nosso compromisso é, antes de mais nada, com a Ética, a Estética e o Rigor, pelo que o escrutínio da razão será o contraponto à imaginação e ao humor.

Friday, April 22, 2005

Rayleigh - Prémio Nobel da Física (1904)

Lord JOHN WILLIAM STRUTT RAYLEIGH (1842-1919) pela sua investigação sobre as densidades dos gases mais importantes e pela descoberta do argon no âmbito daquelas investigações.

John William Strutt herdou o título de terceiro barão de Rayleigh quando o seu pai morreu em 1873. Enquanto criança foi lento a mostrar os seus dotes. Era o mais velho de sete crianças e tinha quase três anos quando começou a falar. A infância e os primeiros tempos de Rayleigh em Eton e em Harrow foram frequentemente perturbados por problemas de saúde. Descendendo de uma longa linha de latifundiários, Rayleigh não foi educado numa família com preocupações de natureza científica e a sua atracção por este domínio foi inesperada.

Entretanto, na universidade de Cambridge, Rayleigh mostrou uma forte propensão para a matemática e grande vocação para a fotografia. Transformou-se no melhor aluno da sua classe sob a tutela de Edward Routh, um famoso matemático aplicado, que à data – 1866 – era investigador senior no Trinity College. Durante a sua licenciatura, Rayleigh foi fortemente influenciado e inspirado por George Stokes, que era professor de matemática. Após a licenciatura, Rayleigh casou com a irmã do futuro primeiro ministro, Arthur Balfour, e juntos tiveram três filhos, o mais velho dos quais viria a seguir a trajectória científica do seu pai tendo sido professor de Física no Imperial College of Science and Technology.

Logo após o seu casamento, Rayleigh teve um ataque de febre reumática que quase lhe custou a vida. Foi durante uma viagem de convalescença ao Egipto que começou o seu grande trabalho sobre a Teoria do Som. O primeiro volume foi publicado em 1877 e o segundo em 1878. A sua discussão sobre vibração, ressonância, e acústica, continua a estar entre as suas mais notáveis contribuições neste campo. Outra das suas contribuições iniciais foi a explicação matemática (teórica) do fenómeno da dispersão da luz que dá origem à coloração azul do céu. A lei Rayleigh de dispersão da luz surgiu a partir desta teoria e é desde então um marco fundamental no estudo da propagação das ondas.

A dispersão de Rayleigh é uma referência corrente nos curricula de Física hoje e provavelmente a razão porque o nome de Rayleigh permanece conhecido dos estudantes de física aos investigadores.

Entre 1879 e 1884 foi professor de Física Experimental na Universidade de Cambridge, transformando o laboratório de Cavendish num importante centro de investigação. Em 1884 Rayleigh concluiu uma importante contribuição no domínio da precisão das medidas eléctricas e estabeleceu o standard das três unidades eléctricas básicas: o ohm, o ampere, e o volt. A sua insistência na precisão estimulou também o projecto de instrumentos eléctricos mais precisos. Depois de sair de Cambridge, Rayleigh continuou a fazer investigação num elevado número de assuntos incluindo a propagação da luz e do som, a termodinâmica, o electromagnetismo, a óptica e a mecânica.

Em 1885, num trabalho designado On waves propagated along the plane surface of an elastic solid lançou as bases da actual teoria dos solitões, tão importante na sismologia, e que viria a ser redescoberta já nos nossos dias no processamento de sinais.

Uma inconsistência na equação de Rayleigh-Jeans, (publicada por Rayleigh em 1900 e emendada em 1905 por James Jeans), que descrevia a distribuição dos comprimentos de onda na radiação de um corpo negro, conduziu pouco tempo depois à formulação da teoria quântica pelo físico alemão Max Planck.

Os vários resultados científicos que obteve contribuiram para aumentar a sua já grande reputação.

No entanto, o trabalho que viria a tornar Rayleigh mais famoso resultou da sua atracção pela fastidiosa observação do detalhe. De facto a sua descoberta do Argon resultou principalmente de ter constatado uma pequena inconsistência entre as densidades do nitrogénio atmosférico e do nitrogénio químico. Em vez de tentar livrar-se da discrepância, Rayleigh tentou amplificá-la. A diferença estava em que uma das substâncias era completamente obtida a partir do ar, enquanto a outra era parcialmente obtida a partir da amónia. Rayleigh substituiu o oxigénio por ar no processo químico de modo a que todo o nitrogénio resultante tivesse origem na amónia, e observou que o nitrogénio obtido deste modo era mais leve do que o obtido a partir do ar. Deduziu então que o fenómeno ocorria porque havia um gás mais pesado do que o nitrogénio no ar. Isolar esse gás provou-se ser extremamente difícil, mas Rayleigh acabou por ser bem sucedido. O gás foi denominado de argon, palavra grega para designar inactivo, porque este gás recusa combinar-se quimicamente com outras substâncias. Por este facto foi-lhe atribuído o prémio Nobel em 1904.

Para mais detalhes consultar aqui.

(Iniciativa d' "A Loja das Ideias" no Ano Internacional da Física - 2005)

João Sentieiro

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