Biografia
Johannes Robert Rydberg era conhecido como Janne Rydberg. O seu pai, Sven R R Rydberg, era um comerciante que também possuía vários barcos, enquanto a sua mãe era Maria Beata Andersson. Contudo, Sven Rydberg morreu quando o seu filho Janne tinha apenas quatro anos de idade e a família ficou numa posição financeira extremamente difícil. Janne frequentou a escola em Halmstad que fica no sudoeste da Suécia, na margem oriental do Kattegat, na foz do rio Nissan. No Ginásio, estudou uma gama completa de disciplinas, geografia, história, línguas, matemática, história natural, filosofia, física, e religião. Completou os seus estudos secundários no Ginásio de Halmstad em 1873 e, no Outono do mesmo ano, entrou na Universidade de Lund. A Universidade de Lund, na cidade de Lund, no sul da Suécia a nordeste de Malmo, é a segunda universidade mais antiga da Suécia a ser fundada em 1666. Agora Rydberg tinha tido muito bom desempenho em todas as suas disciplinas escolares, mas a sua favorita tinha sido a matemática, pelo que este era o tema principal dos seus estudos universitários.
Rydberg recebeu o seu bacharelato em 1875 pela Universidade de Lund. Continuou o seu estudo de matemática e escreveu uma dissertação principal sobre secções cónicas para o seu doutoramento em matemática com uma segunda tese sobre integrais algébricos de funções algébricas. Foi-lhe concedido o doutoramento em 1879. Enquanto estudava matemática, Rydberg também ensinou física no Instituto de Física de Lund, onde tinha sido nomeado assistente em 1876. Após a concessão do seu doutoramento, em 1880 foi nomeado para o cargo de professor assistente, ou docente, de matemática na Universidade de Lund, mas os seus interesses de investigação estavam agora a voltar-se para a física matemática e não para a matemática pura. Durante os seus dois anos como professor de Matemática, trabalhou em problemas relacionados com a electricidade. A investigação em física que empreendeu nesta altura era experimental e não teórica.
Em 1882 Rydberg deixou de ser professor assistente de matemática para se tornar professor assistente de física na Universidade de Lund. No mesmo ano, foi aprovado o pedido da Universidade de Lund para um novo edifício de física para albergar o Instituto de Física. Este novo Instituto acabaria por se tornar o local de trabalho de Rydberg para o resto da sua carreira. Em 1886 casou com Lydia Eleonora Mathilda Carlsson, filha de um funcionário médico do conselho provincial; tiveram duas filhas e um filho Helge que se tornou biólogo. Em 1897 assumiu as funções de professor de física, mas esta foi apenas temporária e permaneceu como professor assistente. Com um salário extremamente baixo, Rydberg foi forçado a assumir um cargo de contabilista numa caixa de poupança local, de modo a poder complementar o seu rendimento o suficiente para lhe permitir sustentar a sua família. Em 1897 Rydberg candidatou-se à cadeira de física na Universidade de Lund, que ficou vaga quando Karl Albert Viktor Holmgren (1824-1905) se reformou. Seis pessoas candidataram-se à cadeira, mas o processo durou vários anos e o processo de nomeação tornou-se quase uma farsa.
Vemos os detalhes disto, e em particular a avaliação de Rydberg pelo árbitro, num artigo separado. Ver ESTE LINK
O resultado foi a nomeação de Albert Victor Bäcklund, que era um candidato que os árbitros tinham considerado não valer a pena classificar para a posição. Após a sua nomeação, Bäcklund tentou fazer com que Rydberg fosse promovido a professor. Não está claro se Bäcklund estava a tentar corrigir o erro da nomeação da cadeira ou se queria uma nomeação adicional para que tivesse uma carga pedagógica mais leve. Em Março de 1901, Rydberg foi nomeado como professor extraordinário, mas só em Janeiro de 1909 é que se tornou professor catedrático. Desde essa altura até à sua reforma, ocupou a cadeira de física em Lund.
Rydberg, o trabalho mais importante é sobre espectroscopia, onde encontrou uma expressão relativamente simples que relaciona as várias linhas nos espectros dos elementos. Citamos do obituário (ver também ):-
Não obstante as tabelas espectroscópicas imperfeitas então à sua disposição, Rydberg descobriu a maioria das propriedades importantes dos espectros das séries, incluindo a relação entre as séries correspondentes nos espectros dos elementos relacionados, e prefigurou descobertas que foram feitas mais tarde, quando o trabalho experimental avançou o suficiente. Algumas das características observadas por Rydberg foram observadas mais ou menos ao mesmo tempo por Kayser e Runge, mas o seu trabalho teve o mérito especial de ligar diferentes séries no espectro do mesmo elemento num único sistema, que poderia ser representado por um conjunto de fórmulas simples com poucas constantes ajustáveis. Insistiu especialmente que a constante de hidrogénio, agora geralmente chamada “constante de Rydberg”, deveria aparecer em todas as séries e, para além de ligeiras variações de elemento para elemento sugeridas pelo trabalho teórico de Bohr, quase todas as tentativas subsequentes para melhorar as séries de representação envolveram esta suposição, e tiveram como base a fórmula de Rydberg.
Sabemos que ele tinha encontrado os seus resultados até Setembro de 1887, uma vez que escreveu à Real Academia Sueca das Ciências nesta altura a pedir apoio financeiro e anexou ao seu pedido um anexo com os resultados que mais tarde anunciou publicamente. O seu primeiro anúncio público dos seus resultados foi em On the Structure of the Line Spectra of Chemical Elements. Notificação Preliminar Comunicada pelo Autor que foi publicada em 1890. Nesta nota preliminar, declarou que as suas pesquisas tinham sido apenas sobre elementos dos grupos I, II, e III da tabela periódica. No entanto, tinha a certeza de que as leis que tinha encontrado se aplicavam a todos os elementos. Apresentou o seu principal trabalho Recherches sur la constitution des spectres d’émission des élements chimiques Ⓣ à Royal Swedish Academy of Sciences a 13 de Novembro de 1889. Foi também publicado pela Academia em 1890. Vemos agora alguns dos comentários de Rydberg nestes artigos.
Ele tinha sido levado a estudar linhas espectrais de elementos devido ao trabalho de Dmitri Ivanovich Mendeleyev (1834-1907) que tinha produzido a sua tabela periódica dos elementos em 1871. O trabalho de Mendeleyev foi, no início, recebido com pouco entusiasmo, mas isto mudou ao longo dos anos. Rydberg escreve em Recherches:-
Com a descoberta por Mendeleyev da tabela periódica de elementos, surgiu um novo ponto de partida de grande importância para todo o trabalho que aqui estudo. No entanto, tem sido pouco utilizado. Em ‘Om de kemiska’ concluí que a periodicidade de um grande número de coeficientes físicos deve depender do facto de que a força que actua entre dois átomos do mesmo, ou de elementos diferentes, é uma função periódica do peso atómico.
Ele afirma que, com excepção da fórmula de Balmer para o espectro do átomo de hidrogénio, o:-
… problema da constituição dos espectros luminosos ainda está por resolver e a maioria das tentativas que foram feitas para comparar e calcular os espectros dos elementos foram feitas de forma a lançar o descrédito sobre todo o trabalho deste tipo e a exagerar as dificuldades que os seus autores tiveram em deixar a sua imaginação correr tão livremente na formação da sua hipótese.
… os comprimentos e números de onda das linhas correspondentes, bem como os valores das três constantes das séries correspondentes de elementos diferentes, são funções periódicas do peso atómico. Portanto, se os espectros de dois elementos da tabela periódica forem conhecidos, o espectro do elemento entre eles pode ser calculado por interpolação.Ele continuou a estudar o problema das linhas espectrais e no seu papel Linhas no Espectro de Hidrogénio (1897) ele escreve:-
Como já referi na minha exposição geral da constituição dos espectros de linhas, e tentei depois confirmar, não pode haver dúvidas de que estas séries são realmente partes de um único grupo de linhas com dois parâmetros integrais variáveis, cuja fórmula geral pode ser escrita aproximadamente.
Ele esperava determinar a estrutura do átomo mas, embora o seu trabalho tenha fornecido a base para a teoria da estrutura, ele próprio não atingiu o seu objectivo. Só depois de Ernest Rutherford ter proposto o seu modelo do átomo, e Niels Bohr e Max Planck terem acrescentado uma abordagem da teoria quântica à teoria da estrutura atómica, é que ele se baseou para dar um relato teórico correcto dos dados espectrais.
Vimos acima que Rydberg só se tornou um professor catedrático em 1909. Ele tinha 54 anos de idade, mas infelizmente a sua saúde começou a deteriorar-se rapidamente. Teve um AVC em 1911 e, embora tenha recuperado o suficiente para voltar ao trabalho, começou a sofrer de problemas cardíacos e de circulação. A sua saúde continuou a deteriorar-se e ficou gravemente doente em 1914. Embora tenha continuado a ocupar a cadeira, tirou uma licença por doença em 1914 e esteve ausente da universidade a partir dessa altura. Manne Siegbahn (1886-1978), que tinha sido aluno de Rydberg de 1906 a 1911, então assistente de Rydberg de 1911 a 1914, assumiu as suas funções de professor em 1914. Desempenhou-as até Rydberg atingir a idade de 65 anos em 1919. Notamos que Siegbahn escreveu a biografia de Rydberg . Rydberg renunciou ao seu cargo em 1915 e em 1916 foi levado para o hospital. Passou três anos no hospital antes de morrer devido a uma hemorragia cerebral. Siegbahn tornou-se professor em 1915 quando Rydberg se reformou, mas foi apenas no início de 1920 que foi nomeado para a cadeira de física de Rydberg.
Os autores de escrever sobre o carácter de Rydberg:-Rydberg foi considerado por muitos dos seus contemporâneos como uma pessoa complicada e a sua tristeza era aparente, mas a sua modéstia e bondade de coração também eram apreciadas.
O autor de escritos sobre:-
… o seu silencioso sentido de humor, especialmente quando preocupado com aqueles que aparentemente não eram capazes de o apreciar. Durante anos presidente da “Fysiska föreningen” em Lund, Rydberg esteve sempre interessado em discussões com os homens mais jovens da sociedade e da instituição, e com estudantes graduados que se aproximavam do seu objectivo.
Já vimos que, apesar do seu trabalho pioneiro, Rydberg lutou para conseguir uma nomeação como professor. Também não recebeu o Prémio Nobel da Física, apesar de ter sido nomeado para o prémio de 1917 (não foi atribuído qualquer prémio nesse ano) e novamente para o prémio de 1920 (a sua morte em Dezembro de 1919 significava que não era elegível). Ainda mais surpreendente é o facto de não ter sido eleito para a Academia Real das Ciências da Suécia. No entanto, pouco antes da sua morte, a 29 de Junho de 1919, foi eleito membro da Royal Society of London. Certamente que alcançou mais fama após a sua morte do que durante a sua vida. Foi realizada uma conferência na Universidade de Lund, em Julho de 1954, para celebrar o 100º aniversário do seu nascimento. Nela participaram os principais físicos da época e as actas foram publicadas (ver ). Dois dos cientistas presentes foram Niels Bohr, que contribuiu com o artigo , e Wolfgang Pauli, que contribuiu com o artigo . A cratera Rydberg na Lua e o asteróide 10506 Rydberg foram nomeados em sua honra.