James Chadwick életrajz, atommodell, kísérletek, közreműködés

James Chadwick (1891-1974) volt a vezető angol fizikus, aki 1932-ben elismerte a neutron felfedezését. Hamarosan, 1935-ben elnyerte a fizikai Nobel-díjat a tudományos közösséghez való hozzájárulásáért. Chadwicknak ​​a semleges díjakkal kapcsolatos aggodalma körülbelül 10 évvel ezelőtt merült fel, mielőtt ellenőrizhette volna a létezését.

Ezt az ellenőrzést megelőzően Chadwick számos kísérletet végzett, amelyek sikertelennek bizonyultak. Sikeres volt 1932-ben, amikor a francia Irène Joliot-Curie és Frédéric Joliot kísérleteire épült. Később Chadwick a nukleáris hasadást a háborús fegyverek létrehozásához fordította.

index

• 1 Életrajz
  • 1.1 Eredmények
  • 1.2. Akadémiai képzés
  • 1.3 Szakmai pályafutás
  • 1.4 Manhattan projekt
  • 1.5 Nukleáris arzenál Anglia számára
• 2 Chadwick atommodellje
• 3 Kísérletek
  • 3.1. A nukleáris hasadás
• 4 Chadwick hozzájárulása a tudományhoz
• 5 Érdekes cikkek
• 6 Referenciák

életrajz

kezdet

Chadwick 1891. október 20-án született Bollington városában, Anglia északkeleti részén. Két alázatos munkás fia volt: apja a vasúti rendszerben dolgozott, és anyja háztartási munkás volt..

Chadwick korai életkorból kiemelkedett, mint egy intravertált és rendkívül intelligens gyermek. Középiskolát kezdett Manchesterben, és 16 éves korában ösztöndíjat nyert a tiszta fizika tanulmányozására a Manchesteri Victoria Egyetemen..

Tudományos formáció

A fizika fiatal ígérete hivatalosan 1908-ban kezdte meg tanulmányait 17 éves korában.

Kiemelkedő karrierje volt az akadémián, és pályafutásának utolsó évében az Ernest Rutheford Nobel-díjas kutatója volt az elemek eloszlása ​​és a radioaktív anyagok kémia területén..

Miután 1911-ben megszerezte fizikai diplomáját, beiratkozott a fizika mesterképzésébe, amely 1913-ban sikeresen végződött. Ez idő alatt folytatta a munkáját a Rutheforddal a laboratóriumában..

Később szakmai ösztöndíjban részesült, amely lehetővé tette, hogy a német fizikus Hans Geiger melletti béta-sugárzás kutatását elmélyítse Berlinben, a Technische Hochschule-ben.

A berlini tartózkodása alatt 1914 júliusában kezdte meg az első világháborút. A kémkedés vádjával 1918-ig a polgári lakosságra koncentráló táborba került a Ruhlebenben..

1919-ben Chadwick visszatért Angliába, és doktori fokozatot kezdett a Cambridge-i Egyetemen. Addig is csatlakozott Rutheford kutatási munkájához, aki akkoriban vezette a neves intézmény Cavendish Laboratóriumát..

1921-ben, 21 éves korában doktori fokozatot szerzett (Ph.D.). Philosophie Doctor) az atommagokról és az atomszámokról szóló speciális kutatási dokumentum bemutatásával.

1923-ban kinevezték kutatási igazgatói asszisztensnek a Cambridge-i Cavendish Laboratóriumban. Chadwick 1935-ig szolgált ebben a szerepben, amikor úgy döntött, hogy a Liverpooli Egyetemre költözik.

Szakmai karrier

Tudományos közreműködésének köszönhetően 1932-ben méltó lett a Hughes-éremre. Ez a londoni Royal Society által elismert elismerés azokat a díjakat részesíti előnyben, akik felfedeznek a fizikai tudományokról és / vagy azok gyakorlati alkalmazásairól..

1935-ben elnyerte a fizikai Nobel-díjat a neutron felderítéséért, mint elemi részecske, az atommagban található elektromos töltés nélkül..

A második világháború alatt Chadwick aktívan részt vett a MAUD brit bizottságában, egy bizottságban, amely a nukleáris technológia bomba gyártásához való felhasználhatóságának elemzésére jött létre..

James Chadwick szintén fontos része volt a Tube Alloys projektnek, egy kutatási programnak, amelyet az Egyesült Királyság engedélyezett és finanszírozott Kanada támogatásával, a nukleáris fegyverek fejlesztésére a második világháború alatt.

Chadwick ebben az időszakban kitartott a szellemi és politikai szemléletében, mivel javaslatai hídként szolgáltak az Egyesült Királyság, Kanada és az Egyesült Államok közötti kutatási együttműködési tárgyalásokhoz..

Manhattan projekt

A második világháború vége felé Chadwick vette át a brit missziót a Manhattan-projektben. Az utóbbi egy közös kutatási projekt az Egyesült Államok, az Egyesült Királyság és Kanada között az első atombomba fejlesztése érdekében.

Chadwick szabadon hozzáférhetett a projekt valamennyi bizalmas információjához: tervek, tervek, adatok, költségvetések stb., Annak ellenére, hogy polgári jellegűek és nem amerikaiek; Érdemes megjegyezni, hogy mindkét feltétel kizárólagos volt a projektben való részvételre.

Később 1945-ben az angol úriembernek nevezték el, és egy évvel később EE. UU. elnyerte neki az érdemérmet a Manhattan-projektben nyújtott értékért.

Nukleáris arzenál Anglia számára

A második világháború végén Chadwick nagy lendületben előmozdította az Egyesült Királyság kezdeményezését saját nukleáris arzenáljának kifejlesztésére.

E cél elérése érdekében Chadwicket a brit Atomenergia Tanácsadó Bizottság tagjaként választották, és az Egyesült Királyság képviselőjeként is részt vett az Egyesült Nemzetek Atomenergia-bizottsága előtt..

1948 körül James Chadwick a Cambridge-i Egyetem Gonville és Caius Főiskola professzora. Aztán 1950-ben ismét a londoni Royal Society díjat kapott, amikor megkapta a Copley-érmet.

8 évvel később úgy dönt, hogy önként nyugdíjba vonul Észak-Walesbe. James Chadwick 1974. július 24-én halt meg Cambridge városában.

Chadwick atommodellje

Chadwick atommodellje az atommag modellezésére összpontosít, amelyet nemcsak a protonok (pozitív töltések), hanem a neutronok (semleges töltések) is alkotnak..

Az 1920-as években Chadwick buzgósága a semleges részecskék meglétét bizonyította, de abban az időben a vezető tudós többszöri kísérletet tett. Egy évtizeddel később Chadwick megismételte Irène Joliot-Curie (Marie Curie és Pierre Curie lánya) és Frédéric Joliot (Irène férje) kísérleteit Franciaországban.

Ez a tudóspár elérte a protonok kioldását a paraffinviaszból egy gamma sugarakból.

Chadwick úgy vélte, hogy a gamma sugarak kibocsátása semleges részecskéket tartalmazott, és hogy ezek a részecskék voltak azok, amelyek a viaszmintát sújtották, majd a protonok felszabadulását indukálták a viaszból.

Ezért megpróbálta megismételni ezeket a kísérleteket a Cavendish Laboratóriumban, és a políciumot, amelyet a Curies a gamma sugarak forrásaként használt, a beryllium alfa-részecskékkel történő besugárzásához..

Ezután ez a sugárzás a paraffinviasz hasonló mintájára hatott, és az említett minta protonjait erőteljesen eltávolították az anyagból..

A protonok viselkedését egy kis ionizációs kamrán keresztül figyeltük meg, amelyet Chadwick maga is a kísérlethez igazított.

Chadwick észrevette, hogy a viasz által kibocsátott protonok viselkedését csak akkor tudták megmagyarázni, ha ezek a részecskék más elektromosan semleges részecskéket sújtottak, és nagyon hasonló tömegűek voltak..

Két héttel később James Chadwick megjelent egy cikket a tudományos folyóiratban természet a neutronok lehetséges létezéséről.

Chadwick azonban kezdetben úgy gondolta, hogy a neutron egy protonból és egy elektronból álló elrendezés volt, amely a semleges töltést eredményezte. Később Werner Heisenberg német fizikus megmutatta, hogy a neutron egyedülálló és elemi részecske volt.

kísérletek

A neutron felfedezése után Chadwick arra összpontosított, hogy tovább menjen tovább az új atomkomponens jellemzéséhez..

A neutron és a Chadwick atommodelljének felfedezése forradalmasította a hagyományos tudományos szemléletet, figyelembe véve a neutronok atom atommagokkal való összeütközését és az atomokon kívüli protonok kioldását..

A béta-bomlás egy olyan folyamat, amelynek során béta-részecskéket (elektron vagy pozitron) bocsátanak ki az atom magjából, hogy egyensúlyba hozzák a protonok és a neutronok jelenlétét az atommagban.

Ennek a folyamatnak köszönhetően számos kísérletet hajtottak végre világszerte, Chadwick felfedezése által indukálva, hogy bizonyos neutronok protonokká alakuljanak..

Mivel minden egyes kémiai elemet az általa birtokolt protonok számának megfelelően azonosítanak, a korábbi kísérletek megnyitották az ajtót az új kémiai elemek létrehozásához és / vagy felfedezéséhez nagyobb számú protonnal a birtokában..

Nukleáris hasadás

Chadwick hangsúlyozta a neutronok használatának későbbi elemzéseit, hogy a nukleáris hasadási folyamat során a nehézmagok atomjait több kisebb magra osztják..

Ezt úgy nevezzük el, mert az osztás az atom magjában történik, és rendkívül nagy mennyiségű energiát termel. Ezt a fogalmat erőteljes nukleáris fegyverek tervezésére használták.

Chadwick még a Liverpoolban töltött tartózkodása alatt is finanszírozta a részecske-gyorsító megvásárlását, és ehhez a források egy részét 1935-ben nyerte meg a Nobel-díj megnyerésével.

Chadwick hozzájárulása a tudományhoz

James Chadwicknak ​​a tudományhoz való hozzájárulásaiból kitűnik a neutron felfedezése, amelyre 1935-ben megnyerte a fizikai Nobel-díjat. Részt vett az Egyesült Államokban az atombomba építésében, írta a radioaktív anyagok sugárzásáról és felfedezte a tríciumot.

A neutron felfedezése

A Cambridge-i Cavendish Laboratóriumban végzett vizsgálatok során Rutherford és Chadwick alfa-részecskékkel kísérleteket végzett az atommag természetének vizsgálatára. Érdemes megjegyezni, hogy az atommagot Rutherford 1911-ben fedezte fel.

Ezeket a vizsgálatokat úgy végeztük el, hogy a berylliumból eredő soha nem látott sugárzást elemeztük, amikor ez az anyag alfa-részecskék bombázása volt kitéve..

Ez a sugárzás a proton tömegéhez nagyon hasonló tömegű részecskékből állt, de elektromos töltés nélkül. Ezeket a részecskéket neutronoknak nevezték összetételük semlegessége miatt.

Chadwick ezt a felfedezést 1932 közepén tette, és ezzel meghatározta Chadwick atommodelljének helyiségeit, amelyek részleteit a cikk következő részében részletezzük..

Nukleáris kutatás

Chadwick által a neutron felfedezése megtette a kedvező forgatókönyvet a nukleáris hasadás felfedezésére és a háborús fegyverek kifejlesztésére ezzel a technológiával..

Chadwick megállapította, hogy egy elemnek a neutronokkal való atomjának bombázásával az anyag magja behatolhat és elosztható, jelentős mennyiségű energiát generálva.

Innen Chadwick bejelentette, hogy ez a fajta technológia elkerülhetetlen a háborús fegyverek fejlesztéséhez, és közvetlenül részt vett az Egyesült Államokban a folyamathoz kapcsolódó diplomáciai kérdésekben. UU. és Anglia.

Chadwick együtt dolgozott az atombomba építésében más amerikai és kanadai tudósokkal együtt 1943 és 1945 között..

Felelős volt az angol tudományos delegáció irányításáért, aki a New Mexico-i Los Alamos laboratóriumában dolgozott. 1939-ben az Egyesült Államok kezdeményezi a Manhattan-projekt vizsgálatát, amely az atombomba kapott kódnév.

Franklin Delano Roosevelt elnököt Edward Teller, Szilárd Leó és Wigner Albert, Einstein útján figyelmeztette nukleáris tudósok arról, hogy a nácik bombák termelésére használják a nukleáris hasadást..

A trícium felfedezése

A tritiumot már 1911-ben azonosította Joseph John Thomson angol tudós, de úgy vélte, hogy ez egy triatomi molekula..

Ernest Rutherford már bejelentette, de 1934-ben, amikor Chadwick Rutherford csapatában dolgozott, hidrogén-izotópnak minősítette..

A tritium a hidrogén radioaktív izotópja, amelynek szimbóluma ³H. Egy protonból és két neutronból álló magból áll.

A tritiumot nitrogénmentes, nitrogénmentes, lítium- és bórcéloktól mentes neutronokkal való bombázás okozta.

Az urán hasadásának megkönnyítése 235

James Chadwick által a neutron felfedezése megkönnyítette a nukleáris hasadást; azaz az urán-235 elkülönítése az urán -238-tól, amely a természetben található kémiai elem.

Az urán 235 dúsítása az a folyamat, amelyre a természetes uránt 235 izotóp előállítására és nukleáris energia előállítására végezzük. A hasadás nukleáris reakció; vagyis ez az atom magjában aktiválódik.

Ez a kémiai reakció akkor következik be, amikor egy nehéz mag két vagy több kisebb magra oszlik, és néhány melléktermék, mint például fotonok (gamma sugarak), szabad neutronok és a mag egyéb fragmensei..

Szerződés a radioaktív anyagok sugárzásáról

1930-ban James Chadwick írt egy értekezést a radioaktív anyagok sugárzásáról.  

Chadwicknak ​​sikerült mérnie a neutron tömegét, és arra a következtetésre jutott, hogy a protonhoz hasonlóan különbözik: hogy semleges elektromos töltéssel rendelkezett.

Aztán arra a következtetésre jutott, hogy az atommag neutronokból és protonokból állt, és a protonok száma hasonló volt az elektronokhoz..

Kutatásai és hozzájárulása a Manchester Egyetem és a Cambridge-i Egyetem fizikai laboratóriumának munkájához kulcsfontosságúak voltak a nukleáris energia ismeretében és a Rutherford atomi modelljének építésében..

Érdekes cikkek

Schrödinger atomi modellje.

Broglie atommodellje.

Heisenberg atomi modellje.

Perrin atomi modellje.

Thomson atomi modellje.

Dalton atomi modellje.

Dirac Jordan atomi modellje.

A demokrata atommodellje.

Bohr atomi modellje.

referenciák

1. J. Chadwick, a Neutron létezése, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) 2017 december 18-án érhető el a chemteam.info webhelyről
2. Chadwick (1891-1974). A losavancesdelaquimica.com konzultált
3. James Chadwick - életrajz. A buscabiografias.com-tól konzultált
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Kémia 1. Konstruktivista megközelítés, 1. kötet
5. James Chadwick. Konzultált az es.wikipedia.org oldalon
6. Brown, Andrew (1997). A Neutron és a Bomba: Sir James Chadwick életrajza. Oxford University Press. Helyreállítva az amazon.co.uk-tól
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. A lap eredeti címe: britannica.com
8. James Chadwick (s.f.). Lap forrása: atomicheritage.org
9. James Chadwick (s.f.). A lap eredeti címe: tuntudscientists.org
10. James Chadwick - Életrajz (2014). Nobel Media AB. Lap forrása: nobelprize.org
11. James Chadwick: Életrajz és atomelmélet (s.f.). Visszaváltva: study.com
12. A fizikai tudomány alapelvei (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. A lap eredeti címe: britannica.com
13. Wikipédia, Az ingyenes enciklopédia (2018). A neutron felfedezése. Lap forrása: en.wikipedia.org.