James Chadwick Biography, Atomic Model, experimenty

Fotografický portrét Jamesa Chadwicka

James Chadwick (1891-1974) Bol vynikajúcim anglickým fyzikom uznaným za objav neutrónu v roku 1932. Krátko nato, v roku 1935, získal Nobelovu cenu za fyziku za jeho prínos vedeckej komunity. Chadwickov záujem o neutrálne obvinenia sa objavil asi 10 rokov predtým, ako sa mu podarilo overiť svoju existenciu.

Pred touto kontrolou robil Chadwick niekoľko experimentov, ktoré zlyhali. Podarilo sa mu v roku 1932, keď bol založený na experimentoch francúzskej Irène Joliot-Curie a Frédéric Joliot. Neskôr sa Chadwick venoval vyšetrovaniu použitia jadrového štiepenia na vytvorenie vojnových zbraní.

[TOC]

Životopis

pôvod

Chadwick sa narodil v meste Bollington, severovýchodne Anglicka, 20. októbra 1891. Bol synom dvoch skromných pracovníkov: jeho otec pracoval v železničnom systéme a jeho matka bola domácim pracovníkom.

Od útleho veku Chadwick vynikal za to, že bol introvertným a mimoriadne inteligentným dieťaťom. Začal sekundárne štúdium v ​​Manchestri a vo veku 16 rokov získal štipendium na štúdium čistej fyziky na vyhynutej Victoria University of Manchester.

Akademický výcvik

Mladý sľub fyziky začal svoje univerzitné štúdium formálne v roku 1908, vo veku 17 rokov.

Na akadémii mal významný krok a v poslednom roku kariéry sa zúčastnil vyšetrovania Nobelovej ceny Ernesta Rutheforda o rozpadu prvkov a chémie rádioaktívnych látok.

Po získaní titulu vo fyzike v roku 1911 sa zapísal do Master in Physics, ktorý úspešne vyvrcholil v roku 1913. Počas tohto obdobia pokračoval v práci ruka v ruke s Ruthefordom vo svojom laboratóriu.

Následne ho prospelo profesionálne štipendium, ktoré umožnilo jeho prenos do Berlína v Nemecku, aby prehĺbil výskum ožarovania beta s nemeckým fyzikom Hansom Geigerom v Technische Hochschule.

Počas svojho pobytu v Berlíne začal prvú svetovú vojnu v júli 1914. Z dôvodu obvinenia zo špionáže bol do roku 1918 prijatý do koncentračného tábora pre civilistov v Ruhlebene.

V roku 1919 sa Chadwick vrátil do Anglicka a začal doktorát na University of Cambridge. Medzitým bol Ruthefordov výskum opätovne previnený, ktorý vtedy viedol Cavendish Laboratory renomovanej inštitúcie.

V roku 1921, vo veku 21 rokov, získal doktorandský titul (PH.D. pre svoju skratku v angličtine: Filozofický lekár), Prezentáciou špeciálnej výskumnej práce na jadrových silách a atómových číslach.

V roku 1923 bol vymenovaný za asistenta výskumného riaditeľa v Cavendish Laboratory v Cambridge. Chadwick pôsobil v tejto úlohe až do roku 1935, keď sa rozhodol presťahovať sa na University of Liverpool.

Kariéra

Vďaka svojim vedeckým príspevkom si zaslúži medailu Hughes v roku 1932. Toto uznanie, ktoré Kráľovská spoločnosť v Londýne udelila.

V roku 1935 získal Nobelovu cenu za fyziku za objav neutrónu ako elementárnej častice bez elektrického náboja umiestneného v atómovom jadre.

Chadwick dostáva Nobelovu cenu

Počas druhej svetovej vojny mal Chadwick aktívnu účasť v britskom výbore Maud, komisie vytvorenej na analýzu uskutočniteľnosti používania jadrových technológií pri výrobe bomby.

James Chadwick bol tiež neuralgickou súčasťou projektu Truby Alloys Project, výskumný program povolený a financovaný Spojeným kráľovstvom podporou z Kanady, rozvíjať jadrové zbrane počas druhej svetovej vojny.

Môže vám slúžiť: na čo je geometria pre? Hlavné použitie

Chadwick sa počas tohto obdobia vysadil za svoju vynaliezavosť a politický postoj, pretože jeho návrhy slúžili ako most na rokovania o spolupráci v oblasti výskumu medzi Spojeným kráľovstvom, Kanadou a Spojenými štátmi americkými štátmi.

Projekt Manhattan

Na výsledok druhej svetovej vojny vzal Chadwick obušok britskej misie na projekte Manhattan. Posledne menovaný bol spoločným výskumným projektom medzi Spojenými štátmi, Spojeným kráľovstvom a Kanadou s cieľom vyvinúť prvú atómovú bombu.

Chadwick mal bezplatný prístup ku všetkým dôverným informáciám o projekte: návrhy, plány, údaje, rozpočty atď., Napriek tomu, že je civilista a nie je Američan; Je potrebné poznamenať, že obe podmienky boli exkluzívne na účasť na projekte.

Následne bol vymenovaný za anglického pána v roku 1945 a o rok neskôr. Uu. Za svoj hodnotový príspevok k projektu Manhattan udelil medailu za zásluhy.

Jadrový arzenál pre Anglicko

Na konci druhej svetovej vojny Chadwick s veľkým impulzom propagoval iniciatívu, že Spojené kráľovstvo vyvíja jadrový arzenál svoj vlastný.

Na dosiahnutie tohto cieľa bol Chadwick vybraný ako člen Britského poradného výboru pre atómovú energiu a zúčastnil sa aj ako zástupca Spojeného kráľovstva pred Komisiou OSN Atomic Energy Commission.

V roku 1948 James Chadwick pôsobil ako profesor na Gonville & Caius College na University of Cambridge. Neskôr, v roku 1950, bol opäť laureátom Royal Society of London po tom, čo dostal medailu Copley.

Úmrtnosť

O 8 rokov neskôr sa rozhodol dobrovoľne odísť do dôchodku severne od Walesu. James Chadwick zomrel 24. júla 1974 v meste Cambridge.

Atómový model Chadwick

Chadwickov atómový model sa zameriava na modelovanie atómového jadra vytvoreného nielen protónmi (pozitívne náboje), ale aj neutrónmi (neutrálne zaťaženie).

Z objavu neutrónu Chadwickom bol atóm chápaný ako jadro s protónmi a neutrónmi, za predpokladu takmer celej hmotnosti atómu, obiehajúc elektrónmi jadra v ich zodpovedajúcich hladinách energie.

Ilustrácia atómového modelu Chadwick

Zisťovanie neutrónov

Chadwickov záujem o demonštráciu existencie neutrálnych častíc bol vytvorený v 20. rokoch 20. storočia. V tom čase však prominentný vedec urobil viac pokusov. O desať rokov neskôr Chadwick odpovedal experimenty Irène Joliot-Curie (dcéra Marie Curie a Pierra Curie) a Frédéric Joliot (manžel Irène) vo Francúzsku.

Títo pár vedcov dosiahlo vylúčenie protónov zo vzorky parafínu vosku pomocou gama lúčov.

Chadwick si myslel, že emisia gama lúčov obsahuje neutrálne častice a že tieto častice boli tie, ktoré sa zrazili so vzorkou vosku, čo následne vyvolalo uvoľňovanie protónov vosku.

Preto sa pokúsil replikovať tieto experimenty v laboratóriu Cavendish a použil Polonium - ktoré Curie použila ako zdroj gama lúčov - na vyžarovanie berylia s alfa časticami.

Potom toto žiarenie zasiahlo podobnú vzorku parafínového vosku a protóny uvedenej vzorky boli násilne vylúčené z materiálu.

Správanie protónov pozorovalo malá ionizačná komora, prispôsobená experimentu samotným Chadwickom.

Experimentálny diagram, ktorý Chadwick urobil, aby objavil neutrón v roku 1932

Chadwick zistil, že správanie protónov uvoľnených voskom sa dá vysvetliť iba vtedy, ak sa tieto častice zrazili s inými elektricky neutrálnymi časticami a s veľmi podobnou hmotnosťou.

O dva týždne neskôr, James Chadwick uverejnil článok v The Scientific Journal Povaha O možnej existencii neutrónov.

Môže vám slúžiť: Aké sú zdroje výskumu?

Chadwick však koncipoval model spočiatku, pretože neutrón bol usporiadaním pozostávajúci z protónu a elektrónu, ktorý generoval neutrálne zaťaženie. Neskôr nemecký fyzik Werner Heisenberg ukázal, že neutrón je jedinečná a elementárna častica.

Experimenty Chadwick

Čítanie Chadwicka

Po objavení neutrónu sa Chadwick sústredil na to, aby šiel ďalej a ďalej, pokiaľ ide o charakterizáciu tejto novej atómovej zložky.

Zistenie neutrónov a atómového modelu Chadwicka revolúciou v tradičnej vízii vedy, vzhľadom na zrážky neutrónov s atómovými jadrami a vyhostenie protónov mimo atómu.

Rozklad beta je proces, prostredníctvom ktorého sú beta častice (elektrón alebo pozitrón) emitované z jadra atómu, aby sa vyvážilo prítomnosť protónov a neutrónov v atómovom jadre.

Vďaka tomuto procesu sa nespočetné množstvo experimentov uskutočňovalo na celom svete, motivované Chadwickovým objavom, aby sa vyvolalo premenu niektorých neutrónov pre protóny.

Pretože každý chemický prvok je identifikovaný podľa počtu protónov, ktoré má, predchádzajúce experimenty otvorili dvere na vytvorenie a/alebo objavovanie nových chemických prvkov s väčším počtom protónov pod ich úverom.

Jadrová fáza

Chadwick zdôraznil svoje následné analýzy pri použití neutrónov na rozdelenie atómov ťažkých jadier do niekoľkých menších jadier prostredníctvom procesu jadrového štiepenia.

Týmto spôsobom sa to nazýva, pretože rozdelenie sa vyskytuje v jadre atómu a vytvára mimoriadne veľké množstvo energie. Tento koncept sa použil na návrh výkonných jadrových zbraní.

Chadwick dokonca financoval nákup akcelerátora častíc počas svojho pobytu v Liverpoole, a preto použil časť finančných prostriedkov získaných víťazstvom Nobelovej ceny v roku 1935.

Chadwick príspevky do vedy

Chadwick Portrét

Medzi príspevkami Jamesa Chadwicka k vede sa objaví objav neutrónov, za ktorý získal cenu Nobelovej fyziky z roku 1935. Zúčastnil sa tiež na výstavbe atómovej bomby v Spojených štátoch, písal o rádioaktívnych látkach a objavil trícium.

Objav neutrónu

Počas vyšetrovania v Cavendish Laboratory v Cambridge Rutherford a Chadwick uskutočnili experimenty s alfa časticami na skúmanie povahy atómového jadra. Je potrebné poznamenať, že atómové jadro objavil Rutherford v roku 1911.

Tieto výskumy sa uskutočňovali analýzou žiarenia, ktoré nikdy nevideli pred vychádzajúcim z Berylia, keď bol tento materiál vystavený bombardovaniu alfa častíc.

Toto žiarenie bolo vytvorené hmotnými časticami veľmi podobnými hmotnosti protónu, ale bez elektrického náboja. Tieto častice sa nazývali neutróny kvôli neutralite ich zloženia.

Chadwick vykonal tento objav v polovici -1932 a s tým definoval priestory atómového modelu Chadwick, ktorého detail je rozdelený do ďalšej časti tohto článku.

Jadrový výskum

Objav neutrónu Chadwickom Creo Priaznivý scenár na objavenie jadrového štiepenia a vývoj vojnových zbraní s touto technológiou.

Chadwick zistil, že bombardovaním atómu prvku s neutrónmi sa jadro tohto materiálu môže preniknúť a rozdeliť, čím sa vytvorí značné množstvo energie.

Odtiaľ Chadwick oznámil nevyhnutný charakter tohto typu technológie pre rozvoj vojnových zbraní a bol priamo zapojený do diplomatických otázok týkajúcich sa tohto procesu v Spojených štátoch a Anglicku.

Môže vám slúžiť: katastrofy spôsobené ľudskou bytosťou pri používaní vedy a techniky 

Chadwick spolupracoval pri výstavbe atómovej bomby spolu s ďalšími americkými a kanadskými vedcami v rokoch 1943 až 1945.

Mal na starosti riadenie anglickej vedeckej delegácie, ktorá pracovala v laboratóriu Los Alamos v Novom Mexiku v Spojených štátoch amerických. V roku 1939 Spojené štáty začali vyšetrovanie projektu Manhattan, kódové meno, ktoré získala atómová bomba.

Prezident Franklin Delano Roosevelt varoval nukleárny vedci Edward Teller, Leó Szilárd a Eugene Wigner prostredníctvom Alberta Einsteina, o použití jadrového štiepenia na výrobu bomby nacistom.

Objav trícia

Tritio už v roku 1911 identifikoval aj anglický vedec Joseph John Thomson, ale veril, že ide o triathomicku molekulu.

Tiež Ernest Rutherford to už oznámil, ale až v roku 1934, keď Chadwick pracujúci pre tím Rutherford, ho katalogizuje ako izotop vodíka.

Tritio je rádioaktívny izotop vodíka, ktorého symbolom je „. Pozostáva z jadra vytvoreného protónom a dvoma neutrónmi.

Tritio sa vytvára bombardovaním voľným neutrónom dusíka, lítia a bóru.

Uľahčenie štiepenia uránu 235

Objav neutrónu Jamesom Chadwickom uľahčil jadrové štiepenie; To znamená, že separácia uránu 235 uránu -238, chemického prvku nachádzajúci sa v prírode.

Obohatenie uránu 235 je proces, na ktorý sa prirodzený urán vystavuje na získanie izotopu 235 a produkuje jadrovú energiu. Štiepenie je jadrová reakcia; to znamená, že sa spúšťa v jadre atómu.

Táto chemická reakcia nastane, keď je ťažké jadro rozdelené na dve alebo viac menších jadier a v niektorých produktoch, ako sú fotóny (gama lúče), voľné neutróny a iné fragmenty jadra.

Zmluva o rádioaktívnych látkach žiarenia

V roku 1930 James Chadwick napísal pojednanie o rádioaktívnych látkach. Podarilo sa mu zmerať hmotnosť neutrónu a odvodil, že je podobný ako v prípade protónu s rozdielom: že mal neutrálny elektrický náboj.

Potom dospel k záveru, že atómové jadro bolo tvorené neutrónmi a protónmi a že množstvo protónov bolo podobné ako v prípade elektrónov.

Jeho výskum a príspevky k práci fyzikálneho laboratória University of Manchester a na University of Cambridge v Anglicku boli kľúčom k znalosti jadrovej energie a výstavbe atómového modelu Rutherford.

Predmety záujmu

Schrödinger atómový model.

Broglie atómový model.

Heisenberg atómový model.

Perrin atómový model.

Thomson Atomic Model.

Atómový model Dalton.

Atómový model Dirac Jordan.

Atómový model demokritu.

Leucipo atómový model.

Bohr atómový model.

Sommerfeld atómový model.

Súčasný atómový model.

Odkazy

1. J. Chadwick, existencia neutrónu, Proc. Roy. SOC. A 136 (1932). Prevzatý z chemteamu.Info
2. Pérez Aguirre, Gabriela. Chémia 1. Konštruktivistický prístup, zväzok 1.
3. James Chadwick. Konzultovaný o tom.Wikipedia.orgán
4. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Získané z: Britannica.com
5. James Chadwick (s.F.). Získané z: Atomicheritage.orgán
6. James Chadwick (s.F.). Zdroj: slávnici.orgán
7. James Chadwick - Biographical (2014). Médiá. Získané z: Nobelprize.orgán
8. James Chadwick: Biografia a atómová teória (s.F.). Získané z: štúdie.com
9. Princípy fyzikálnej vedy (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Získané z: Britannica.com