James Chadwick Biography, Atomic -malli, kokeet

James Chadwickin valokuvauskuva

James Chadwick (1891-1974) Hän oli erinomainen englantilainen fyysikko, joka tunnustettiin neutronin löytämisestä vuonna 1932. Pian sen jälkeen, vuonna 1935, hänelle myönnettiin Nobel -fysiikan palkinto panoksestaan ​​tiedeyhteisöön. Chadwickin kiinnostus neutraaleihin maksuihin syntyi noin 10 vuotta ennen kuin hän onnistui tarkistamaan olemassaolonsa.

Ennen tätä tarkistusta Chadwick teki useita kokeita, jotka epäonnistuivat. Hän onnistui vuonna 1932, kun se perustui Ranskan Irène Joliot-Curien ja Frédéric Joliotin kokeisiin. Myöhemmin Chadwick omistautui tutkimaan ydinaseiden käyttöä sota -aseiden luomiseen.

[TOC]

Elämäkerta

alkuperän

Chadwick syntyi Bollingtonin kaupungissa, Koillis -Englannissa, 20. lokakuuta 1891. Hän oli kahden nöyrän työntekijän poika: hänen isänsä työskenteli rautatiejärjestelmässä ja hänen äitinsä oli kotityöntekijä.

Varhaisesta iästä lähtien Chadwick erottui siitä, että hän oli introvertti ja erittäin älykäs lapsi. Hän aloitti keskiasteen opinnot Manchesterissa, ja 16 -vuotiaana hän voitti stipendin tutkia puhdasta fysiikkaa Manchesterin sukupuuttoon sukupuuttoon.

Akateeminen koulutus

Nuori fysiikan lupaus aloitti yliopisto -opinnot muodollisesti vuonna 1908, 17 -vuotiaana.

Hänellä oli näkyvä askel akatemiasta, ja viimeisen uransa aikana hän osallistui Nobel -palkinnon Ernest Ruthefordin tutkimuksiin radioaktiivisten aineiden elementtien ja kemian hajoamisesta.

Saatuaan tittelinsä fysiikassa vuonna 1911, hän ilmoittautui fysiikan päällikölle, joka huipentui onnistuneesti vuonna 1913. Tuona aikana hän jatkoi työskentelyä käsi kädessä Ruthefordin kanssa laboratoriossaan.

Myöhemmin siitä hyötyi ammatillinen stipendi, joka salli sen siirron Berliiniin, Saksaan, syventää beeta -säteilyä koskevaa tutkimusta saksalaisen fyysikon Hans Geigerin kanssa Technische Hochschulessa.

Berliinissä oleskelunsa aikana hän aloitti ensimmäisen maailmansodan heinäkuussa 1914. Vakoilun syytöksen vuoksi hänet päästiin Ruhlebenin siviilien keskitysleiriin vuoteen 1918 asti.

Vuonna 1919 Chadwick palasi Englantiin ja aloitti tohtorin tutkinnon Cambridgen yliopistossa. Samaan aikaan Ruthefordin tutkimus oli uudelleensuojattu, joka johti siihen mennessä tunnetun instituutin Cavendishin laboratoriota.

Vuonna 1921, 21 -vuotiaana, hän sai tohtorin tittelin (pH.D -d. sen lyhenteelle englanniksi: Filosofialääkäri), Esittämällä ydinvoimia ja atomilukuja koskeva erityinen tutkimustyö.

Vuonna 1923 hänet nimitettiin apulaistutkimusjohtajaksi Cavendishin laboratoriossa Cambridge. Chadwick toimi tässä roolissa vuoteen 1935 saakka, jolloin hän päätti muuttaa Liverpoolin yliopistoon.

Ura

Tieteellisen panoksensa ansiosta hän ansaitsee Hughes -mitalin vuonna 1932. Tämä Lontoon Royal Society -yhdistyksen myöntämä tunnustus palkitsee niitä, jotka tekevät löytöjä fysikaalisista tieteistä ja/tai heidän käytännön sovelluksista.

Vuonna 1935 hänelle palkittiin fysiikan Nobel -palkinto neutronin löytämisestä alkuainepartikkeliksi ilman sähkövarausta, joka sijaitsee atomiytimessä.

Chadwick saa Nobel -palkinnon

Toisen maailmansodan aikana Chadwick osallistui aktiivisesti Maudin Ison -Britannian komiteaan, komissiolle, joka on perustettu analysoimaan ydinteknologian käytön toteutettavuutta pommin valmistuksessa.

James Chadwick oli myös neuralginen osa putken seoksien projektia, Yhdistyneen kuningaskunnan valtuuttamaa ja rahoittamaa tutkimusohjelmaa Kanadan tuella ydinaseita toisen maailmansodan aikana.

Se voi palvella sinua: Mikä on geometria? Pääkäyttö

Chadwick erottui kekseliäisyydestään ja poliittisesta kohtelustaan ​​tänä aikana, koska hänen ehdotuksensa toimivat sillana tutkimusneuvotteluille Yhdistyneen kuningaskunnan, Kanadan ja Yhdysvaltojen välillä.

Manhattan -projekti

Kohti toisen maailmansodan lopputulosta, Chadwick otti Britannian lähetystyön batonin Manhattan -projektissa. Jälkimmäinen oli Yhdysvaltojen, Yhdistyneen kuningaskunnan ja Kanadan välinen yhteinen tutkimushanke ensimmäisen atomipommin kehittämiseksi.

Chadwickillä oli ilmainen pääsy kaikkiin projektin luottamuksellisiin tietoihin: mallit, suunnitelmat, tiedot, budjetit jne., Huolimatta siitä, että se on siviili eikä ole amerikkalainen; On syytä huomata, että molemmat olosuhteet olivat yksinoikeudella osallistua projektiin.

Myöhemmin hänet nimitettiin englantilaiseksi herrasmieheksi vuonna 1945 ja vuotta myöhemmin. Uu. Hän myönsi ansiomitalin arvonsa panoksesta Manhattan -projektiin.

Ydinrsenaali Englannissa

Toisen maailmansodan lopussa Chadwick edisti suurella vauhtia aloitteella, että Yhdistynyt kuningaskunta kehittää oman ydinarsenaalin.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi Chadwick valittiin brittiläisen atomienergian neuvoa -antavan komitean jäseneksi, ja se osallistui myös Yhdistyneen kuningaskunnan edustajana ennen Yhdistyneiden Kansakuntien atomienergiakomissiota.

Vuoteen 1948 mennessä James Chadwick toimi professorina Gonville & Caius -opistossa Cambridgen yliopistossa. Myöhemmin, vuonna 1950, Lontoon Royal Society palkitsi hänet jälleen saatuaan Copley -mitalin.

Kuolema

8 vuotta myöhemmin hän päätti jäädä eläkkeelle vapaaehtoisesti Walesista pohjoiseen. James Chadwick kuoli 24. heinäkuuta 1974 Cambridgen kaupungissa.

Chadwick Atomic -malli

Chadwickin atomimalli keskittyy atomi -ytimen mallintamiseen, jotka ovat paitsi protonit (positiiviset varaukset), myös neutronit (neutraalit kuormat).

Chadwickin neutronin löytämisestä atomi ymmärrettiin ytimeksi protonien ja neutronien kanssa, olettaen,.

Chadwick Atomic -mallikuva

Neutronien löytö

Chadwickin kiinnostus osoittaa neutraalien hiukkasten olemassaoloa 20 -luvulla. Tuolloin merkittävä tutkija teki kuitenkin useita yrityksiä turhaan. Vuosikymmentä myöhemmin Chadwick vastasi Irène Joliot-Curien (Marie Curien ja Pierre Curien tytär) ja Frédéric Joliotin (Irènen aviomies) kokeet Ranskassa.

Tämä pari tutkijaa oli saavuttanut protonien karkottamisen parafiinin vahanäytteestä käyttämällä gammasäteitä.

Chadwick ajatteli, että gammasäteiden emissio sisälsi neutraaleja hiukkasia ja että nämä hiukkaset olivat ne, jotka olivat törmänneet vahanäytteen kanssa, indusoivat myöhemmin vahan protonien vapautumisen.

Siksi hän yritti toistaa nämä kokeet Cavendishin laboratoriossa ja käytti polonia - jota Curie oli käyttänyt gammasäteiden lähteenä - säteilemään berylliumia alfahiukkasten kanssa.

Sitten tämä säteily osui samanlaiseen näytteen parafiinivaasta, ja mainitun näytteen protonit karkotettiin väkivaltaisesti materiaalista.

Protonien käyttäytymisen havaitsi pieni ionisaatiokammio, joka on sopeutunut Chadwickin itse kokeeseen.

Koekaavio, jonka Chadwick teki neutronin löytämiseksi vuonna 1932

Chadwick havaitsi, että vahan vapauttamien protonien käyttäytyminen voitiin selittää vain, jos nämä hiukkaset olisivat törmänneet muiden sähköisesti neutraalien hiukkasten kanssa ja hyvin samanlaisella massassa.

Kaksi viikkoa myöhemmin James Chadwick julkaisi artikkelin tieteellisessä lehdessä Luonto Neutronien mahdollisesta olemassaolosta.

Voi palvella sinua: Mitkä ovat tutkimuslähteet?

Chadwick kuitenkin suunnitteli mallin alun perin ottaen huomioon, että neutroni oli järjestely, joka koostui protonista ja elektronista, joka tuotti neutraalin kuorman. Myöhemmin saksalainen fyysikko Werner Heisenberg osoitti, että neutroni oli ainutlaatuinen ja alkuaineinen hiukkas.

Chadwick -kokeet

Chadwick Reading

Neutronin löytämisen jälkeen Chadwick keskittyi menemään pidemmälle tämän uuden atomikomponentin karakterisoinnin suhteen.

Chadwickin neutronin ja atomimallin havainto mullisti perinteisen tieteen vision, kun otetaan huomioon neutronien yhteenottot atomien ytimien kanssa ja protonien karkottaminen atomin ulkopuolella.

Beetahajoaminen on prosessi, jonka kautta beetapartikkelit (elektroni tai positroni) säteilee atomin ytimestä, tasapainottaakseen protonien ja neutronien läsnäolon atomisytimessä.

Tämän prosessin takia Chadwickin löytö motivoitiin lukemattomia kokeita maailmanlaajuisesti, jotta joidenkin neutronien muuntaminen protoneiksi.

Koska kukin kemiallinen elementti tunnistetaan sen hallussa olevien protonien lukumäärän mukaan, aiemmat kokeet avasivat oven uusien kemiallisten elementtien luomiseen ja/tai löytämiseen, joilla on enemmän protoneja heidän luotonsa alla.

Ydinsuunta

Chadwick korosti seuraavia analyysejä neutronien käytössä raskaiden ydinatomien jakamiseksi useisiin pienempiin ytimiin ydinfissioprosessin kautta.

Sitä kutsutaan tällä tavalla, koska jako tapahtuu atomin ytimessä ja tuottaa erittäin suuren määrän energiaa. Tätä konseptia käytettiin voimakkaiden ydinaseiden suunnitteluun.

Chadwick rahoitti jopa hiukkaskiihdyttimen ostamista Liverpoolissa oleskelunsa aikana, ja tälle hän käytti osaa varoista voittamalla Nobel -palkinnon vuonna 1935.

Chadwick -panos tieteeseen

Chadwick -muotokuva

James Chadwickin tieteen panoksen joukossa neutronin löytäminen erottuu, josta hän voitti vuoden 1935 Nobel Physics -palkinnon. Hän osallistui myös atomipommin rakentamiseen Yhdysvalloissa, kirjoitti radioaktiivisista aineista ja löysi tritiumin.

Neutronin löytö

Cambridgen Cavendish -laboratoriossa Rutherford ja Chadwick tekivät kokeita alfahiukkasten kanssa atomiytimen luonteen tutkimiseksi. On huomattava, että Rutherford löysi atomien ytimen vuonna 1911.

Nämä tutkimukset suoritettiin analysoimalla säteily.

Tämä säteily muodostettiin massahiukkasilla, jotka olivat hyvin samanlaisia ​​kuin protonin massa, mutta ilman sähkövarausta. Näitä hiukkasia kutsuttiin neutroneiksi johtuen niiden koostumuksen neutraalisuudesta.

Chadwick suoritti tämän löytön vuoden 1932 puolivälissä, ja sen kanssa hän määritteli Chadwick Atomic -mallin tiloja, joiden yksityiskohdat jaotellaan tämän artikkelin seuraavaan osaan.

Ydintutkimus

Chadwick Creon löytäminen neutronista ydinfission löytämiseksi ja sotaaseiden kehittämiselle tällä tekniikalla.

Chadwick havaitsi, että pommittamalla neutronien omaavan elementin atomia tämän materiaalin ydin voidaan tunkeutua ja jakaa, mikä tuottaa huomattavan määrän energiaa.

Sieltä Chadwick ilmoitti tämän tyyppisen tekniikan väistämättömän luonteen sota -aseiden kehittämiselle ja oli suoraan mukana diplomaattisissa kysymyksissä, jotka liittyvät tähän prosessiin Yhdysvalloissa ja Englannissa.

Se voi palvella sinua: ihmisen aiheuttamat katastrofit tiedettä ja tekniikkaa käytettäessä 

Chadwick teki yhteistyötä atomipommin rakentamisessa yhdessä muiden amerikkalaisten ja kanadalaisten tutkijoiden kanssa vuosina 1943 - 1945.

Hän vastasi Los Alamosin laboratoriossa toimivan englantilaisen tieteellisen valtuuskunnan ohjaamisesta New Mexicossa, Yhdysvalloissa. Vuonna 1939 Yhdysvallat aloitti Manhattan -projektin tutkimukset, koodinimi, jonka atomipommi sai.

Ydintieteilijät Edward Teller, Leó Szilárd ja Eugene Wigner varoittivat presidentti Franklin Delano Rooseveltin, Albert Einsteinin kautta ydinfission käytöstä natsien ydinvoimalaitoksen käytöstä natsien tuotannossa.

Tritiumin löytäminen

Myös englantilainen tiedemies Joseph John Thomson oli jo tunnistanut Tritiion vuonna 1911, mutta hän uskoi, että se oli triathominen molekyyli.

Myös Ernest Rutherford oli jo ilmoittanut siitä, mutta vasta vuonna 1934, kun Rutherford -joukkueessa työskentelevä Chadwick luetteloi sen vety -isotoopiksi.

Tritio on vedyn radioaktiivinen isotooppi, jonka symboli on ³. Se koostuu ytimestä, jonka muodostuu protoni ja kaksi neutronia.

Tritaa luodaan pommittamalla ilmaisella typen, litiumin ja boorin neutronilla.

Uraanin fission helpottaminen 235

James Chadwickin löytäminen neutronista helpotti ydinfissiota; Eli uraanin Uraanin 235 erottaminen, luonnossa löydetty kemiallinen elementti.

Uraanin 235 rikastaminen on prosessi, jolle luonnollista uraania altistetaan isotooppi 235 ja tuottaa ydinenergiaa. Fissio on ydinreaktio; Eli se laukaistaan ​​atomin ytimessä.

Tämä kemiallinen reaktio tapahtuu, kun raskas ydin on jaettu kahteen tai useampaan pienempiin ytimiin ja joissakin tuotteilla, kuten fotoneilla (gammasäteillä), vapaiden neutronien ja muiden ytimen fragmenttien kanssa.

Radioaktiivisten aineiden säteilyn sopimus

Vuonna 1930 James Chadwick kirjoitti tutkielman radioradioaktiivisista aineista. Hän onnistui mittaamaan neutronimassan ja päätteli, että se oli samanlainen kuin protonin, jolla oli ero: että hänellä oli neutraali sähkövaraus.

Sitten hän päätteli, että atomien ydin koostui neutroneista ja protoneista ja että protonien määrä oli samanlainen kuin elektronien määrä.

Hänen tutkimuksensa ja panoksensa Manchesterin yliopiston fysiikan laboratorion työhön ja Englannin Cambridgen yliopistossa olivat avainasemassa ydinenergian tuntemuksessa ja Rutherfordin atomimallin rakentamisessa.

Kiinnostavia artikkeleita

Schrödinger Atomic -malli.

Broglie -atomimalli.

Heisenberg Atomic -malli.

Perrin Atomic -malli.

Thomson Atomic -malli.

Dalton Atomic -malli.

Dirac Jordan Atomic -malli.

Democritus Atomic -malli.

Leucpo -atomimalli.

Bohr -atomimalli.

Sommerfeld Atom -malli.

Nykyinen atomimalli.

Viitteet

1. J -. Chadwick, neutronin olemassaolo, proc. Roy. Soc. A 136 (1932). Otettu Chemteamista.Tiedot
2. Pérez Aguirre, Gabriela. Kemia 1. Konstruktivistinen lähestymistapa, osa 1.
3. James Chadwick. Kuuli IT: stä.Wikipedia.org
4. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Toipunut: Britannica.com
5. James Chadwick (S.F.-A. Toipunut: atomicheritage.org
6. James Chadwick (S.F.-A. Haettu: kuuluisat tietosuojat.org
7. James Chadwick - Biografinen (2014). Media AB Nobel. Palautettu: Nobelprize.org
8. James Chadwick: Elämäkerta ja atomiteoria (S.F.-A. Toipunut: Opiskelu.com
9. Fysiikan periaatteet (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Toipunut: Britannica.com