James Chadwick biografija, atominis modelis, eksperimentai, indėliai

James Chadwick (1891-1974) buvo pirmaujantis anglų fizikas, pripažintas už neutrono atradimą 1932 m. Netrukus po to, 1935 m., Jam buvo suteiktas Nobelio fizikos premija už indėlį į mokslo bendruomenę. Chadwicko rūpestis dėl neutralių mokesčių atsirado maždaug prieš 10 metų, kol jis galėjo patikrinti jo egzistavimą.

Prieš šį patikrinimą Chadwick atliko keletą eksperimentų, kurie pasirodė nesėkmingi. Jis buvo sėkmingas 1932 m., Kai jis buvo pagrįstas prancūzų Irène Joliot-Curie ir Frédéric Joliot eksperimentais. Vėliau Chadwick pasitelkė branduolio dalijimosi naudojimą karo ginklų kūrimui.

Indeksas

• 1 Biografija
  • 1.1
  • 1.2 Akademinis mokymas
  • 1.3 Profesinė karjera
  • 1.4 Manheteno projektas
  • 1.5 Branduolinis arsenalas Anglijai
• 2 Chadwick atominis modelis
• 3 Eksperimentai
  • 3.1 Branduolio dalijimasis
• 4 Čadviko indėlis į mokslą
• 5 Įdomūs straipsniai
• 6 Nuorodos

Biografija

Kilmė

Chadwick gimė Bollington mieste, šiaurės rytų Anglijoje, 1891 m. Spalio 20 d. Jis buvo dviejų nuolankių darbuotojų sūnus: jo tėvas dirbo geležinkelių sistemoje, o jo motina buvo namų darbininkė..

Nuo pat ankstyvo amžiaus Chadwick išsiskyrė kaip intravertiškas ir labai protingas vaikas. Jis pradėjo vidurinę mokyklą Mančesteryje, o 16 metų laimėjo stipendiją grynai fizikai studijuoti dabar išnykusiame Mančesterio universitete..

Akademinė formavimas

Jaunasis fizikos pažadas oficialiai prasidėjo 1908 m., 17 metų amžiaus.

Jis turėjo išskirtinę karjerą akademijoje, o paskutiniais savo karjeros metais jis buvo atsakingas už Nobelio premijos tyrimą Ernestą Ruthefordą dėl elementų skaidymo ir radioaktyviųjų medžiagų chemijos..

Gavęs fizikos laipsnį 1911 m., Jis įstojo į fizikos magistro laipsnį, kuris sėkmingai baigėsi 1913 m. Tuo metu jis toliau dirbo kartu su Rutheford savo laboratorijoje.

Vėliau jam buvo suteikta profesinė stipendija, leidžianti persikelti į Berlyną, Vokietiją, gilinti tyrimus apie beta spinduliuotę šalia vokiečių fiziko Hanso Geigerio Technische Hochschule.

Būdamas Berlyne, jis pradėjo pirmąjį pasaulinį karą, 1914 m. Liepos mėn. Dėl kaltinimo šnipinėjimu jis buvo internuotas į civilių gyventojų koncentracijos stovyklą Ruhlebene iki 1918 m..

1919 m. Čadvikas grįžo į Angliją ir pradėjo doktorantą Kembridžo universitete. Tuo tarpu jis vėl prisijungė prie Ruthefordo, kuris tuo metu vadovavo žinomos institucijos Cavendish laboratorijai, mokslinių tyrimų darbų.

1921 m., 21 metų amžiaus, įgijo daktaro laipsnį (Ph.D. Philosophie Doctor), pateikiant specialų tyrimą apie branduolines pajėgas ir atominius skaičius.

1923 m. Buvo paskirtas Cavendish laboratorijos Kembridže padėjėju tyrimų direktoriumi. Chadwickas atliko šį vaidmenį iki 1935 m., Kai nusprendė persikelti į Liverpulio universitetą.

Profesinė karjera

Savo mokslinio įnašo dėka 1932 m. Jis buvo vertas Hughes medaliu. Šis pripažinimas, kurį suteikė Londono karališkoji draugija, apdovanoja tuos, kurie daro atradimus apie fizinius mokslus ir (arba) jų praktinius pritaikymus.

1935 m. Jis buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija už neutrono atradimą kaip elementinę dalelę, neturinčią elektros energijos, esančios atominiame branduolyje.

Antrojo pasaulinio karo metu Čadvikas aktyviai dalyvavo Didžiosios Britanijos MAUD komiteto, komisijos, sukurtos analizuoti branduolinės technologijos panaudojimo bombų gamyboje, galimybes..

Jamesas Chadwickas taip pat buvo pagrindinis „Tube Alloys“ projekto, Jungtinės Karalystės leidžiamos ir finansuojamos Kanados paramos programos, dalis, siekiant plėtoti branduolinius ginklus Antrojo pasaulinio karo metu.

Chadwickas per šį laikotarpį išsiskyrė savo protingumu ir politiniu požymiu, nes jo pasiūlymai buvo derybos tarp Jungtinės Karalystės, Kanados ir JAV mokslinių tyrimų bendradarbiavimo derybų..

Manheteno projektas

Antrojo pasaulinio karo pabaigoje Chadwickas priėmė Didžiosios Britanijos misiją Manheteno projekte. Pastarasis buvo bendras Jungtinių Valstijų, Jungtinės Karalystės ir Kanados mokslinių tyrimų projektas, siekiant sukurti pirmąją atominę bombą.

Chadwick turėjo nemokamą prieigą prie visos konfidencialios projekto informacijos: dizaino, planų, duomenų, biudžetų ir kt., Nepaisant to, kad jie yra civiliai ir nėra amerikiečiai; Verta pažymėti, kad abi sąlygos buvo išimtinės dalyvaujant projekte.

Vėliau jis buvo pavadintas anglų džentelmeniumi 1945 m. UU apdovanojo jam nuopelnus už jo indėlį į Manheteno projektą.

Branduolinis arsenalas Anglijai

Antrojo pasaulinio karo pabaigoje Chadwickas labai paskatino Jungtinės Karalystės iniciatyvą plėtoti savo branduolinį arsenalą.

Siekdamas šio tikslo, Chadwick buvo išrinktas Britanijos atominės energijos patariamojo komiteto nariu, taip pat dalyvavo kaip Jungtinės Karalystės atstovas Jungtinių Tautų atominės energijos komisijoje..

Apie 1948 m. Džeimsas Čadvikas buvo Kembridžo universiteto Gonville ir Caius kolegijos profesorius. Tada 1950 m. Jis vėl buvo apdovanotas Londono Karaliaus draugija, gavęs Copley medalį.

Po 8 metų jis nusprendžia savanoriškai išeiti į Šiaurės Velsą. James Chadwick mirė 1974 m. Liepos 24 d. Kembridžo mieste.

Chadwick atominis modelis

Chadwick atominis modelis orientuotas į atomo branduolio, kurį sudaro ne tik protonai (teigiami krūviai), bet ir neutronų (neutralių įkrovų), modeliavimą..

Chadwicko uolumas pademonstruoti neutralių dalelių egzistavimą buvo sukurtas 1920-aisiais, tačiau tuo metu pirmaujanti mokslininkė bandė veltui kelis kartus. Praėjus dešimčiai metų Chadvikas pakartojo Irène Joliot-Curie (Marie Curie ir Pierre Curie duktė) ir Frédéric Joliot (Irène vyras) bandymus Prancūzijoje.

Ši mokslininkų pora pasiekė protonų pašalinimą iš parafino vaško mėginio, naudojant gama spindulius.

Chadwick manė, kad gama spindulių emisija turi neutraliąsias daleles ir kad šios dalelės buvo tokios, kurios nukentėjo nuo vaško mėginio, paskui paskatindamos protonų išsiskyrimą iš vaško..

Todėl jis bandė atkartoti šiuos eksperimentus Cavendish laboratorijoje ir naudojo polisą, kurį Curies naudojo kaip gama spindulių šaltinį, kad apšvitintų berilį su alfa dalelėmis..

Tada ši spinduliuotė paveikė panašų parafino vaško mėginį ir minėto mėginio protonai buvo smarkiai išstumti iš medžiagos.

Protonų elgesys buvo stebimas per mažą jonizacijos kamerą, pritaikytą paties eksperimento Chadwick.

Chadwick nustatė, kad vašku išleistų protonų elgesys gali būti paaiškintas tik tuo atveju, jei šios dalelės pateko į kitas elektriškai neutralias daleles ir labai panašios masės..

Po dviejų savaičių James Chadwick paskelbė straipsnį mokslo žurnale Gamta apie galimą neutronų egzistavimą.

Tačiau Čadvikas iš pradžių suprato modelį, manydamas, kad neutronas buvo susitarimas, sudarytas iš protono ir elektrono, kuris generavo neutralų krūvį. Vėliau vokiečių fizikas Werner Heisenberg parodė, kad neutronas buvo unikalus ir elementarios dalelės.

Eksperimentai

Nustačius neutroną, Chadwick sutelkė dėmesį į tai, kaip toliau eiti toliau, atsižvelgiant į šio naujo atominio komponento apibūdinimą.

Neutrono ir Chadviko atominio modelio atradimas sukėlė revoliuciją tradicinio mokslo požiūrio atžvilgiu, atsižvelgiant į neutronų ir atominių branduolių susidūrimus ir protonų pašalinimą iš atomo..

Beta skaidymas yra procesas, kurio metu iš atomo branduolio išskiriami beta dalelės (elektronai arba pozronai), siekiant subalansuoti atomų branduolyje esančių protonų ir neutronų buvimą.

Dėl šio proceso daugelis eksperimentų buvo atlikti visame pasaulyje, kurie buvo motyvuoti Chadwick atradimu, siekiant paskatinti kai kurių neutronų konversiją į protonus..

Kadangi kiekvienas cheminis elementas yra atpažįstamas pagal jo turimų protonų skaičių, ankstesni eksperimentai atvėrė duris naujų cheminių elementų kūrimui ir (arba) atradimui, turėdami daugiau protonų..

Branduolio dalijimasis

Chadwickas pabrėžė savo vėlesnius neutronų naudojimo tyrimus, kad branduolio dalijimosi procese sunkiųjų branduolių atomai būtų padalyti į keletą mažesnių branduolių..

Tokiu būdu jis pavadintas, nes dalijimasis atsiranda atomo branduolyje ir sukuria labai didelį energijos kiekį. Ši koncepcija buvo naudojama kuriant galingus branduolinius ginklus.

Chadwick netgi finansavo dalelių akceleratoriaus įsigijimą jo buvimo Liverpulyje metu, todėl jis panaudojo dalį lėšų, gautų laimėdamas Nobelio premiją 1935 m..

Čadviko indėlis į mokslą

James Chadwick įnašas į mokslą pabrėžia neutrono atradimą, kuriam jis laimėjo 1935 m. Nobelio fizikos premiją. Jis taip pat dalyvavo atominių bombų statyboje Jungtinėse Amerikos Valstijose, rašė apie radioaktyviųjų medžiagų spinduliuotę ir atrado tritį.

Neutrono atradimas

Atliekant tyrimus Cavendish laboratorijoje Kembridže, Rutherfordas ir Chadwick atliko eksperimentus su alfa dalelėmis, kad ištirtų atomo branduolio pobūdį. Verta pažymėti, kad atominis branduolys Rutherfordas buvo rastas 1911 m.

Šie tyrimai buvo atlikti analizuojant spinduliuotę, kuri anksčiau nebuvo matoma iš berilio, kai ši medžiaga buvo veikiama alfa dalelių bombardavimu.

Šią spinduliuotę sudarė labai panašios į protonų masę, bet be elektros krūvio. Šios dalelės buvo vadinamos neutronais dėl jų sudėties neutralumo.

Chadwick šį atradimą padarė 1932 m. Viduryje, ir jis apibrėžė Chadwick atominio modelio patalpas, kurių detalės išsamiai aprašytos šio straipsnio skyriuje..

Branduoliniai tyrimai

Chadwicko neutrono atradimas padarė palankų scenarijų branduolio dalijimosi atradimui ir karo ginklų plėtrai su šia technologija..

Chadwick nustatė, kad bombarduodamas elemento atomą su neutronais, šios medžiagos branduolys gali būti įsiskverbęs ir padalintas, generuodamas didelį energijos kiekį.

Iš ten Chadwick paskelbė neišvengiamą tokio tipo technologijų pobūdį karo ginklų plėtrai ir tiesiogiai dalyvavo diplomatiniuose su šiuo procesu susijusiais klausimais JAV. UU ir Anglijoje.

Chadwickas kartu su kitais Amerikos ir Kanados mokslininkais bendradarbiavo atominės bombos statyboje nuo 1943 iki 1945 m..

Jis buvo atsakingas už Anglijos mokslinės delegacijos, dirbančios Los Alamos laboratorijoje New Mexico, JAV, vadovavimą. 1939 m. Jungtinės Amerikos Valstijos inicijavo Manheteno projekto, kodo pavadinimą, kuris gavo atominę bombą, tyrimus.

Prezidentas Franklinas Delano Rooseveltas buvo įspėtas branduolinių mokslininkų Edward Teller, Leó Szilárd ir Eugenijus Wigner per Albert Einstein'ą apie branduolio dalijimosi naudojimą nacių bombų gamybai.

Tritio atradimas

Tritį 1911 m. Jau nustatė anglų mokslininkas Džozefas Johnas Thomsonas, tačiau jis tikėjo, kad tai buvo triatominė molekulė.

Ernestas Rutherfordas jau apie tai pranešė, tačiau tik 1934 m., Kai Chadwick, dirbantis Rutherfordo komandoje, jį apibūdino kaip vandenilio izotopą..

Tritis yra vandenilio radioaktyvus izotopas, kurio simbolis yra ³H. Jis susideda iš branduolio, kurį sudaro protonas ir du neutronai.

Tritį generuoja bombardavimas neutronais, kuriuose nėra azoto, ličio ir boro.

Urano skilimo palengvinimas 235

Jameso Chadwiko neutrono atradimas palengvino branduolio dalijimąsi; tai yra, urano 235 atskyrimas nuo urano -238, kuris yra gamtoje randamas cheminis elementas.

Urano 235 sodrinimas yra procesas, kuriam gamtinis uranas patenka į 235 izotopą ir gamina branduolinę energiją. Skilimas yra branduolinė reakcija; tai yra, kuri yra įjungta atomo branduolyje.

Ši cheminė reakcija įvyksta, kai sunkus branduolys yra padalintas į du ar daugiau mažesnių branduolių ir kai kurių šalutinių produktų, tokių kaip fotonai (gama spinduliai), laisvi neutronai ir kiti branduolio fragmentai..

Dėl radioaktyviųjų medžiagų radiacijos

1930 m. Jamesas Chadwikas parašė traktatą apie radioaktyviųjų medžiagų spinduliuotę.  

Chadwick sugebėjo išmatuoti neutrono masę ir padarė išvadą, kad jis buvo panašus į protoną su skirtumu: kad jis turėjo neutralų elektros krūvį.

Tada jis padarė išvadą, kad atominis branduolys susideda iš neutronų ir protonų ir kad protonų skaičius buvo panašus į elektronų skaičių..

Jo tyrinėjimai ir indėlis į Mančesterio universiteto ir Kembridžo universiteto Anglijos fizikos laboratorijos darbą buvo esminės žinios apie branduolinę energiją ir atominės Rutherfordo modelio kūrimą..

Interesų straipsniai

Schrödinger atomo modelis.

Broglie atominis modelis.

Heisenbergo atominis modelis.

Perrino atomo modelis.

Thomson atominis modelis.

Daltono atominis modelis.

Dirac Jordano atominis modelis.

Demokratų atominis modelis.

Bohr atomo modelis.

Nuorodos

1. J. Chadwick, Neutrono buvimas, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) Prieiga prie gruodžio 18, 2017 iš chemteam.info
2. Chadwick (1891-1974). Konsultavosi losavancesdelaquimica.com
3. James Chadwick - biografija. Konsultavome „buscabiografias.com“
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Chemija 1. Konstruktyvistinis požiūris, 1 tomas. Konsultavo books.google.com
5. James Chadwick. Konsultuojamas es.wikipedia.org
6. Brownas, Andrew (1997). Neutronas ir bomba: Sir James Chadwick biografija. „Oxford University Press“. Atkurta iš „amazon.co.uk“
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Gauta iš: britannica.com
8. James Chadwick (s.f.). Gauta iš: atomicheritage.org
9. James Chadwick (s.f.). Gauta iš: tuntudscientists.org
10. James Chadwick - Biografinis (2014). „Nobel Media AB“. Gauta iš: nobelprize.org
11. James Chadwick: Biografija ir atominė teorija (s.f.). Gauta iš: study.com
12. Fizinio mokslo principai (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Gauta iš: britannica.com
13. „Wikipedia“, „Nemokamas enciklopedija“ (2018). Neutrono atradimas. Gauta iš: en.wikipedia.org.