James Chadwick Biografija, atomski model, eksperimenti, prilozi

James Chadwick (1891-1974) bio je vodeći engleski fizičar priznat za otkriće neutrona 1932. godine. Ubrzo nakon toga, 1935., dobio je Nobelovu nagradu za fiziku za svoj doprinos znanstvenoj zajednici. Chadwickova zabrinutost za neutralne optužbe nastala je oko 10 godina prije nego što je mogao potvrditi svoje postojanje.

Prije ove provjere, Chadwick je proveo nekoliko pokusa koji su se pokazali neuspješnima. Bio je uspješan 1932. godine, kada je bio utemeljen na eksperimentima francuske Irène Joliot-Curie i Frédérica Joliota. Kasnije se Chadwick posvetio istraživanju uporabe nuklearne fisije za stvaranje ratnog oružja.

indeks

• 1 Biografija
  • 1.1 Podrijetlo
  • 1.2. Akademsko osposobljavanje
  • 1.3 Profesionalna karijera
  • 1.4 Projekt Manhattan
  • 1.5 Nuklearni arsenal za Englesku
• 2 Atomski model Chadwicka
• 3 Eksperimenti
  • 3.1 Nuklearna fisija
• 4 Chadwickovi doprinosi znanosti
• 5 članaka
• 6 Reference

biografija

početak

Chadwick je rođen u gradu Bollingtonu, na sjeveroistoku Engleske, 20. listopada 1891. Bio je sin dvoje skromnih radnika: njegov je otac radio u željezničkom sustavu, a majka mu je bila kućni radnik..

Od rane dobi Chadwick se istaknuo kao introvertirano i iznimno inteligentno dijete. Srednju je školu započeo u Manchesteru, au dobi od 16 godina dobio je stipendiju za studij fizike na sada izumrlom Sveučilištu Victoria u Manchesteru..

Akademska formacija

Mlado obećanje o fizici započelo je sveučilišni studij 1908. godine, u dobi od 17 godina.

Imao je istaknutu karijeru na akademiji, au posljednjoj godini karijere bio je zadužen za istraživanje Nobelove nagrade Ernest Rutheford o raspadanju elemenata i kemiji radioaktivnih tvari.

Nakon što je diplomirao fiziku 1911. godine, upisao je magisterij iz fizike koji je uspješno završio 1913. godine. Tijekom tog vremena nastavio je raditi zajedno s Ruthefordom u svom laboratoriju..

Kasnije je imao koristi od stručne stipendije koja mu je omogućila premještaj u Berlin, u Njemačku, kako bi produbila istraživanje o beta zračenju pored njemačkog fizičara Hansa Geigera na Technische Hochschule..

Za vrijeme svog boravka u Berlinu počeo je Prvi svjetski rat, u srpnju 1914. godine. Zbog optužbe za špijunažu, bio je interniran u koncentracioni logor za civile u Ruhlebenu do 1918..

Godine 1919. Chadwick se vratio u Englesku i doktorirao na Sveučilištu Cambridge. U međuvremenu se pridružio istraživačkom radu Rutheforda, koji je u to vrijeme vodio Cavendish Laboratory u renomiranoj ustanovi..

Godine 1921., u dobi od 21 godine, doktorirao je (Ph.D.). Filozofija Doktor), predstavljanjem posebnog istraživanja o nuklearnim snagama i atomskim brojevima.

Godine 1923. imenovan je za pomoćnika direktora istraživanja u laboratoriju Cavendish u Cambridgeu. Chadwick je služio u toj ulozi do 1935. godine, kada je odlučio preseliti se na Sveučilište u Liverpoolu.

Profesionalna karijera

Zahvaljujući njegovim znanstvenim doprinosima postao je vrijedan Hughesove medalje 1932. godine. Ovo priznanje, dodijeljeno od strane Kraljevskog društva u Londonu, nagrađuje one koji su otkrili fizičke znanosti i / ili njihove praktične primjene..

Godine 1935. dobio je Nobelovu nagradu za fiziku za otkriće neutrona kao elementarne čestice bez električnog naboja koja se nalazi u atomskoj jezgri..

Tijekom Drugog svjetskog rata Chadwick je aktivno sudjelovao u Britanskom odboru MAUD-a, povjerenstvu stvorenom za analizu izvedivosti korištenja nuklearne tehnologije u proizvodnji bombe..

James Chadwick je također bio ključni dio projekta Tube Alloys, istraživačkog programa koji je odobrila i financirala Velika Britanija uz potporu Kanade, za razvoj nuklearnog oružja tijekom Drugog svjetskog rata..

Tijekom tog razdoblja Chadwick se istaknuo za svoju dosjetljivost i političku ravnotežu, jer su njegovi prijedlozi poslužili kao most za pregovore o istraživačkoj suradnji između Ujedinjenog Kraljevstva, Kanade i Sjedinjenih Država..

Projekt Manhattan

Pred kraj Drugog svjetskog rata, Chadwick je preuzeo palicu britanske misije u Projektu Manhattan. Potonji je bio zajednički istraživački projekt između Sjedinjenih Država, Ujedinjenog Kraljevstva i Kanade kako bi se razvila prva atomska bomba.

Chadwick je imao slobodan pristup svim povjerljivim informacijama o projektu: nacrtima, planovima, podacima, proračunima itd., Unatoč tome što je bio civil i nije bio Amerikanac; Važno je napomenuti da su oba uvjeta bila isključiva za sudjelovanje u projektu.

Kasnije je 1945. godine proglašen engleskim gospodinom, a godinu kasnije EE. UU. dodijelio mu Medalju za zasluge za njegov doprinos vrijednosti u Projektu Manhattan.

Nuklearni arsenal za Englesku

Na kraju Drugog svjetskog rata Chadwick je snažno potaknuo inicijativu Ujedinjenog Kraljevstva da razvije vlastiti nuklearni arsenal.

U ostvarivanju tog cilja, Chadwick je izabran za člana britanskog Savjetodavnog odbora za atomsku energiju, a također je sudjelovao kao predstavnik Ujedinjenog Kraljevstva pred Komisijom Ujedinjenih naroda za atomsku energiju..

Oko 1948. James Chadwick je bio profesor na Gonville & Caius Collegeu Sveučilišta Cambridge. Tada je 1950. ponovno dobio nagradu od Royal Society of London kada je primio medalju Copley.

8 godina kasnije odlučuje se dobrovoljno povući u Sjeverni Wales. James Chadwick umro je 24. srpnja 1974. u gradu Cambridgeu.

Atomski model Chadwicka

Atomski model Chadwicka usredotočen je na modeliranje atomske jezgre koju čine protoni (pozitivni naboji), ali i neutroni (neutralni naboji)..

Chadwickova revnost da pokaže postojanje neutralnih čestica nastala je u 1920-ima, ali tada je vodeći znanstvenik uzalud pokušavao. Deset godina kasnije Chadwick je ponovio eksperimente Irène Joliot-Curie (kćeri Marie Curie i Pierrea Curiea) i Frédérica Joliota (supruga Irène) u Francuskoj.

Ovaj par znanstvenika postigao je izbacivanje protona iz uzorka parafinskog voska pomoću gama zraka.

Chadwick je mislio da emisija gama zraka sadrži neutralne čestice, te da su te čestice one koje su udarile uzorak voska, a zatim izazvale oslobađanje protona iz voska.

Stoga je pokušao replicirati te pokuse u laboratoriju Cavendish i upotrijebiti polonij - koji su Curies koristili kao izvor gama zraka - za ozračivanje berilija alfa česticama..

Zatim je ovo zračenje utjecalo na sličan uzorak parafinskog voska, a protoni navedenog uzorka bili su nasilno izbačeni iz materijala.

Ponašanje protona promatrano je kroz malu ionizacijsku komoru, koju je Chadwick sam prilagodio eksperimentu.

Chadwick je otkrio da se ponašanje protona koje oslobađa vosak može objasniti samo ako su te čestice pogodile druge električne neutralne čestice i vrlo slične mase.

Dva tjedna kasnije, James Chadwick objavio je članak u znanstvenom časopisu priroda o mogućem postojanju neutrona.

Međutim, Chadwick je model osmislio u početku s obzirom na to da je neutron bio aranžman koji se sastoji od protona i elektrona, koji je generirao neutralni naboj. Kasnije je njemački fizičar Werner Heisenberg pokazao da je neutron jedinstvena i elementarna čestica.

pokusi

Nakon otkrića neutrona, Chadwick se usredotočio na daljnje i dalje s obzirom na karakterizaciju ove nove atomske komponente.

Otkriće neutrona i atomskog modela Chadwicka revolucioniralo je tradicionalni pogled na znanost, s obzirom na kolizije neutrona s atomskim jezgrama i izbacivanje protona izvan atoma..

Beta razgradnja je proces kroz koji se beta-čestice (elektron ili pozitron) emitiraju iz jezgre atoma, kako bi se uravnotežila prisutnost protona i neutrona u atomskoj jezgri..

Zahvaljujući tom procesu, provedeni su mnogi eksperimenti širom svijeta, potaknuti otkrićem Chadwicka, kako bi se potaknulo pretvaranje nekih neutrona u protone..

Budući da je svaki kemijski element identificiran prema broju protona koje posjeduje, prethodni eksperimenti otvorili su vrata za stvaranje i / ili otkrivanje novih kemijskih elemenata s većim brojem protona u njegovom posjedu..

Nuklearna fisija

Chadwick je naglasio svoje kasnije analize u korištenju neutrona za razdvajanje atoma teških jezgri na nekoliko manjih jezgri, kroz proces nuklearne fisije..

Tako se naziva jer se razdvajanje događa u jezgri atoma i proizvodi izuzetno veliku količinu energije. Ovaj koncept korišten je za izradu snažnog nuklearnog oružja.

Chadwick je čak financirao kupnju akceleratora čestica tijekom svog boravka u Liverpoolu, a za to je iskoristio dio sredstava dobivenih osvajanjem Nobelove nagrade 1935. godine..

Chadwickov doprinos znanosti

Među doprinosima Jamesa Chadwicka znanosti naglašava otkriće neutrona, za koji je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1935. Također je sudjelovao u izgradnji atomske bombe u SAD-u, pisao o zračenju radioaktivnih tvari i otkrio tricij.

Otkriće neutrona

Tijekom svojih istraživanja u laboratoriju Cavendish u Cambridgeu, Rutherford i Chadwick proveli su pokuse s alfa česticama kako bi istražili prirodu atomske jezgre. Važno je napomenuti da je atomsku jezgru otkrio Rutherford 1911. godine.

Ova su istraživanja provedena analizom zračenja koje do sada nije viđeno iz berilija, kada je taj materijal bio izložen bombardiranju alfa čestica..

Ovo zračenje je bilo sastavljeno od čestica mase vrlo sličnih masi protona, ali bez električnog naboja. Te su čestice nazvane neutronima, zbog neutralnosti njihovog sastava.

Chadwick je otkrio ovo otkriće sredinom 1932. godine i time definirao prostore Chadwickovog atomskog modela, čije su pojedinosti detaljno opisane u sljedećem dijelu ovog članka..

Nuklearna istraživanja

Otkriće neutrona od strane Chadwicka napravilo je povoljan scenarij za otkrivanje nuklearne fisije i razvoj ratnog oružja ovom tehnologijom.

Chadwick je utvrdio da, bombardiranjem atoma elementa neutronima, jezgra ovog materijala može se prodrijeti i podijeliti, stvarajući značajnu količinu energije.

Odatle je Chadwick najavio neizbježnu prirodu ove vrste tehnologije za razvoj ratnog oružja i izravno se uključio u diplomatska pitanja vezana uz taj proces u SAD-u. UU. i Englesku.

Chadwick je surađivao u izgradnji atomske bombe zajedno s drugim američkim i kanadskim znanstvenicima između 1943. i 1945. godine.

Bio je zadužen za usmjeravanje engleskog znanstvenog izaslanstva koje je radilo u laboratoriju Los Alamos u Novom Meksiku, SAD. Godine 1939. Sjedinjene Države pokreću istrage o Projektu Manhattan, kodnom imenu koje je dobilo atomsku bombu.

Predsjednik Franklin Delano Roosevelt upozorili su ga nuklearni znanstvenici Edward Teller, Leó Szilárd i Eugene Wigner, preko Alberta Einsteina, o uporabi nuklearne fisije za proizvodnju bombi od strane nacista.

Otkriće tricija

Tricij je već 1911. identificirao engleski znanstvenik Joseph John Thomson, ali je vjerovao da je to triatomska molekula..

Ernest Rutherford je to već najavio, ali tek 1934. godine Chadwick, koji je radio za Rutherfordov tim, svrstao ga je u izotop vodika..

Tritij je radioaktivni izotop vodika, čiji je simbol 3H. Sastoji se od jezgre koju tvori proton i dva neutrona.

Tritij nastaje bombardiranjem neutronima bez dušika, litija i bornih ciljeva.

Olakšavanje fisije urana 235

Otkriće neutrona od Jamesa Chadwicka olakšalo je nuklearnu fisiju; odvajanjem urana 235 od urana -238, kemijskog elementa koji se nalazi u prirodi.

Obogaćivanje uranija 235 je proces kojim se prirodni uran podvrgava radi dobivanja izotopa 235 i proizvodnje nuklearne energije. Fisija je nuklearna reakcija; to jest, ono se pokreće u jezgri atoma.

Ova kemijska reakcija nastaje kada se teška jezgra podijeli na dvije ili više manjih jezgri, au neke nusproizvode kao što su fotoni (gama zrake), slobodni neutroni i drugi fragmenti jezgre..

Ugovor o zračenju radioaktivnih tvari

Godine 1930. James Chadwick napisao je raspravu o zračenju radioaktivnih tvari.  

Chadwick je uspio izmjeriti masu neutrona i zaključio da je sličan protonu s razlikom: da ima neutralni električni naboj..

Zatim je zaključio da je atomska jezgra sastavljena od neutrona i protona te da je broj protona sličan broju elektrona..

Njegova istraživanja i doprinos radu laboratorija za fiziku Sveučilišta u Manchesteru i Sveučilišta Cambridge u Engleskoj, ključni su za znanje o nuklearnoj energiji i konstruiranju atomskog modela Rutherforda..

Članci od interesa

Atomski model Schrödingera.

Atomski model Broglie.

Atomski model Heisenberga.

Perinomov atomski model.

Atomski model Thomsona.

Atomski model Daltona.

Atomski model Diracova Jordana.

Atomski model Demokrita.

Atomski model Bohra.

reference

1. J. Chadwick, Postojanje neutrona, Proc. Roy. A 136 (1932) Pristupljeno 18. prosinca 2017. godine od chemteam.info
2. Chadwick (1891-1974). Konzultirali smo losavancesdelaquimica.com
3. James Chadwick - biografija. Konzultirali smo se s buscabiografias.com
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Kemija 1. Konstruktivistički pristup, svezak 1. Pregledano od books.google.com
5. James Chadwick. Konzultirali smo se na es.wikipedia.org
6. Brown, Andrew (1997). Neutron i bomba: biografija Sir Jamesa Chadwicka. Oxford University Press. Oporavio se od amazon.co.uk
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Preuzeto s: britannica.com
8. James Chadwick (s.f.). Preuzeto s: atomicheritage.org
9. James Chadwick (s.f.). Preuzeto s: famousscientists.org
10. James Chadwick - Biografski (2014). Nobel Media AB. Preuzeto s: nobelprize.org
11. James Chadwick: Biografija i atomska teorija (s.f.). Preuzeto s: study.com
12. Principi fizičke znanosti (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Preuzeto s: britannica.com
13. Wikipedija, slobodna enciklopedija (2018.). Otkriće neutrona. Preuzeto s: en.wikipedia.org.