Sir Owen Willans Richardson fez mais do que apenas estudar física. Ele ajudou a construir um motor que impulsionou o século XX. Nascido em Dewsbury, Yorkshire, em 1879, passou a vida estudando o comportamento dos elétrons. Sua pesquisa sobre por que o metal quente emite partículas levou diretamente à invenção do tubo de vácuo. Sem esta descoberta, os primeiros rádios, televisões e computadores que definiram a vida moderna não existiriam.
Ele se formou no Trinity College, Cambridge, em 1900. Lá ele estudou com J.J. Thomson no Laboratório Cavendish. A relação é formativa. Thomson descobriu o elétron sozinho. Richardson pegou essa abstração e descobriu como controlá-la.
Provando a fonte da emissão de elétrons
O início dos anos 1900 foi uma época turbulenta para a física. Os cientistas sabiam que a eletricidade poderia fluir através do gás, mas não entendiam completamente como funcionavam os tubos de vácuo. Alguns pesquisadores acreditam que quando o metal é aquecido dentro do tubo, as moléculas de ar ou gás circundantes liberam partículas eletricamente carregadas. Esta é uma suposição razoável. O ar está lá. O calor está aí. A corrente estava lá.
Richardson provou que eles estavam errados.
Em 1911, ele demonstrou conclusivamente que os elétrons não vêm do ar circundante, mas do próprio metal quente. Esta é uma mudança fundamental na compreensão da “emissão termiônica”. Isso mostra que apenas o calor pode liberar elétrons da rede metálica.
A equação que mudou a tecnologia
No mesmo ano, propôs uma fórmula matemática para explicar esse fenômeno. A taxa de emissão de elétrons é diretamente proporcional à temperatura absoluta do metal. Isso é chamado de lei de Richardson ou equação de Richardson-Dushman.
Por que isso é importante hoje?
Esta equação permite que os engenheiros projetem tubos de vácuo melhores. Isso fornece uma maneira previsível de controlar o fluxo de elétrons. Até então, o desenvolvimento de tubos de vácuo tinha sido uma série de tentativas e erros. A lei de Richardson tornou possível calcular exatamente quanta corrente um filamento aquecido produziria a uma determinada temperatura. Essa precisão acelerou o desenvolvimento da eletrônica em décadas.
De Princeton ao King’s College
A carreira acadêmica de Richardson progrediu rapidamente. Ele se tornou… entre 1906 e 1913 professor de física na Universidade de Princeton. Ele retornou à Inglaterra em 1914 e assumiu um cargo no King’s College, em Londres. Tornou-se professor de física e dez anos depois diretor de pesquisa.
Aposentou-se em 1944. A essa altura o mundo já havia mudado. Os tubos de vácuo que ele ajudou a teorizar ajudaram a criar comunicações globais. Em 1939, ele foi nomeado cavaleiro por seu trabalho pela ciência.
Prêmio Nobel e legado
Ele recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1928. O prêmio se concentrou em suas pesquisas sobre emissão de elétrons a partir de metais quentes. Este é o “princípio básico” da tecnologia de tubos de vácuo.
Os tubos de vácuo estão agora em grande parte obsoletos na eletrônica de consumo, substituídos por transistores de estado sólido. Mas o princípio permanece. Compreender como o calor afeta o movimento dos elétrons continua importante para a eletrônica de alta potência, componentes aeroespaciais e certos tipos de sensores.
Richardson morreu em Alton, Hampshire em 1959
