James Chadwickin elämäkerta, Atomic Model, Experiments, Contributions

James Chadwick (1891-1974) oli johtava englantilainen fyysikko, joka tunnusti neutronin löytämisen vuonna 1932. Pian sen jälkeen vuonna 1935 hän sai Nobelin fysiikan palkinnon panoksestaan ​​tiedeyhteisöön. Chadwickin huoli neutraaleista maksuista syntyi noin kymmenen vuotta ennen kuin hän pystyi tarkistamaan sen olemassaolon.

Ennen tätä tarkistusta Chadwick suoritti useita kokeita, jotka osoittautuivat epäonnistuneiksi. Se oli onnistunut vuonna 1932, kun se perustui ranskalaisen Irène Joliot-Curie'n ja Frédéric Joliot'n kokeisiin. Myöhemmin Chadwick omisti itsensä tutkimaan ydinfission käyttöä sotatarvikkeiden luomiseen.

indeksi

• 1 Elämäkerta
  • 1.1 Alkuperä
  • 1.2 Akateeminen koulutus
  • 1.3 Ammatillinen ura
  • 1.4 Manhattan-projekti
  • 1.5 Yhdistyneen kuningaskunnan ydinaseenaali
• 2 Chadwickin atomimalli
• 3 Kokeet
  • 3.1 Ydinfissio
• 4 Chadwickin panos tieteeseen
• 5 Kiinnostavat artikkelit
• 6 Viitteet

elämäkerta

alku

Chadwick syntyi Bollingtonin kaupungissa Englannin koillisosassa 20. lokakuuta 1891. Hän oli kahden nöyrän työntekijän poika: hänen isänsä työskenteli rautatiejärjestelmässä ja hänen äitinsä oli kotityöntekijä..

Chadwick erottui varhaisesta iästä lähtien sisäänpäin kääntyneenä ja erittäin älykäs lapsi. Hän aloitti lukion Manchesterissa, ja 16-vuotiaana voitti apurahan puhdasta fysiikkaa opiskelemaan nykyään kuolleessa Victoria University of Manchesterissa..

Akateeminen muodostuminen

Fysiikan nuori lupaus aloitti yliopistokoulutuksensa virallisesti vuonna 1908, 17-vuotiaana.

Hänellä oli erinomaista uraa akatemiassa, ja hänen uransa viimeisenä vuonna hän vastasi Nobel-palkintotutkimuksesta Ernest Ruthefordista elementtien hajoamisesta ja radioaktiivisten aineiden kemiasta.

Saatuaan fysiikan tutkinnon vuonna 1911 hän ilmoittautui fysiikan maisteriksi, joka huipentui menestyksekkäästi vuonna 1913. Tuona aikana hän jatkoi työskentelyä Ruthefordin kanssa laboratoriossaan.

Myöhemmin hän sai hyötyä ammatillisesta apurahasta, jonka ansiosta hän siirtyi Berliiniin Saksassa syventämään tutkimusta beta-säteilystä saksalaisen fyysikon Hans Geigerin vieressä Technische Hochschulessa.

Berliinissä oleskelunsa alkaessa hän aloitti ensimmäisen maailmansodan heinäkuussa 1914. Vakoilusta syytetyn syytteen johdosta hänet siirrettiin siviilien keskitysleirille Ruhlebenissa vuoteen 1918 saakka..

Vuonna 1919 Chadwick palasi Englantiin ja aloitti tohtorin tutkinnon Cambridgen yliopistossa. Sillä välin hän palasi Ruthefordin tutkimustyöhön, joka oli tuolloin johtavan tunnetun laitoksen Cavendish-laboratorion johtaja.

Vuonna 1921, 21-vuotiaana, hän sai tohtorin tutkinnon (Ph.D.). Philosophie Doctor) esittelemällä ydinalan voimia ja atomienumeroita käsittelevän tutkimuksen.

Vuonna 1923 hänet nimitettiin avustajaksi tutkimusjohtajaksi Cavendishin laboratoriossa Cambridgessa. Chadwick toimi tässä tehtävässä vuoteen 1935, jolloin hän päätti siirtyä Liverpoolin yliopistoon.

Ammatillinen ura

Tieteellisen panoksensa ansiosta hän sai arvokkaan Hughes-mitalin vuonna 1932. Lontoon Royal Society -julkaisun myöntämä tunnustus palkitsee niitä, jotka tekevät löytöjä fyysisistä tiedoista ja / tai niiden käytännön sovelluksista.

Vuonna 1935 hänelle myönnettiin fysiikan Nobelin palkinto neutronin löytämisestä alkuainehiukkasena, jossa ei ollut atomikerroksessa olevaa sähkövaraa.

Toisen maailmansodan aikana Chadwick osallistui aktiivisesti MAUD: n brittiläiseen komiteaan, joka perustettiin analysoimaan ydinteknologian käyttökelpoisuuden pommin valmistuksessa..

James Chadwick oli myös keskeinen osa Tube Alloys -hanketta, joka on Yhdistyneen kuningaskunnan hyväksymä ja rahoittama tutkimusohjelma Kanadan tuella, kehitettäessä ydinaseita toisen maailmansodan aikana.

Chadwick erottui hänen älyllisestä ja poliittisesta suhtautumisestaan ​​tänä aikana, koska hänen ehdotuksensa olivat silta Yhdistyneen kuningaskunnan, Kanadan ja Yhdysvaltojen välisiin tutkimusyhteistyöneuvotteluihin..

Manhattan-projekti

Toisen maailmansodan päättyessä Chadwick otti Britannian tehtävän Manhattan-hankkeessa. Jälkimmäinen oli yhteinen tutkimushanke Yhdysvaltojen, Yhdistyneen kuningaskunnan ja Kanadan välillä ensimmäisen atomipommin kehittämiseksi.

Chadwickilla oli vapaa pääsy kaikkiin hankkeen luottamuksellisiin tietoihin: suunnitelmiin, suunnitelmiin, tietoihin, talousarvioihin jne. Huolimatta siitä, että he ovat siviililaisia ​​eivätkä olleet amerikkalaisia; On syytä huomata, että molemmat ehdot olivat yksinomaan mukana hankkeessa.

Myöhemmin hänet nimettiin englantilaiseksi herrasmieheksi vuonna 1945 ja vuoden kuluttua EE. UU. myönsi hänelle ansiomitalin hänen panoksestaan ​​Manhattan-hankkeessa.

Ydinvoiman arsenaali Englannissa

Toisen maailmansodan päätteeksi Chadwick edisti suurella vauhdilla Yhdistyneen kuningaskunnan aloitetta kehittää omaa ydinaseettaan.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi Chadwick valittiin Britannian atomienergia-alan neuvoa-antavan komitean jäseneksi ja osallistui myös Yhdistyneen kuningaskunnan edustajana Yhdistyneiden Kansakuntien atomienergiavaliokunnassa..

Noin 1948 James Chadwick toimi professorina Cambridge-yliopiston Gonville & Caius -koulussa. Sitten vuonna 1950 hänet palkittiin jälleen Lontoon kuninkaallisella yhdistyksellä, kun hän sai Copley-mitali.

8 vuotta myöhemmin hän päättää jäädä vapaaehtoisesti Pohjois-Walesiin. James Chadwick kuoli 24. heinäkuuta 1974 Cambridgen kaupungissa.

Chadwickin atomi-malli

Chadwickin atomimalli keskittyy atomisen ytimen mallinnukseen, jota muodostavat paitsi protonit (positiiviset varaukset), myös neutronit (neutraalit varaukset).

Chadwickin innostus osoittaa neutraalien hiukkasten olemassaoloa syntyi 1920-luvulla, mutta tuolloin johtava tutkija teki useita yrityksiä turhaan. Vuosikymmen myöhemmin Chadwick toisti Irène Joliot-Curien (Marie Curie ja Pierre Curie tytär) ja Frédéric Joliot'n (Irène-aviomies) kokeita Ranskassa.

Tämä tutkijoiden pari oli saavuttanut protonien karkottamisen parafiinivahan näytteestä gammasäteillä.

Chadwick uskoi, että gammasäteiden säteily sisälsi neutraaleja hiukkasia, ja että nämä hiukkaset olivat ne, jotka olivat osuneet vaha-näytteeseen ja jotka sitten indusoivat protonien vapautumisen vahasta.

Siksi hän yritti toistaa näitä kokeita Cavendish-laboratoriossa ja käyttää polonia, jota Curies käytti gammasäteiden lähteenä, berylliumin säteilyttämiseksi alfa-hiukkasilla..

Sitten tämä säteily vaikutti samankaltaiseen näytteeseen parafiinivahasta, ja mainitun näytteen protonit poistettiin voimakkaasti materiaalista.

Protonien käyttäytymistä havaittiin pienen ionisaatiokammion läpi, joka oli mukautettu Chadwickin itse kokeeseen.

Chadwick havaitsi, että vahan vapauttamien protonien käyttäytymistä voidaan selittää vain, jos nämä hiukkaset olivat iskeneet muihin sähköisesti neutraaleihin hiukkasiin ja joilla on hyvin samanlainen massa.

Kaksi viikkoa myöhemmin James Chadwick julkaisi artikkelin tieteellisessä lehdessä luonto neutronien mahdollisesta olemassaolosta.

Chadwick kuitenkin suunnitteli mallin aluksi ottaen huomioon, että neutroni oli järjestely, joka koostui protonista ja elektronista, joka tuotti neutraalin varauksen. Myöhemmin saksalainen fyysikko Werner Heisenberg osoitti, että neutroni oli ainutlaatuinen ja alkeellinen hiukkas.

kokeiluja

Neutronin löytämisen jälkeen Chadwick keskittyi tämän uuden atomikomponentin luonnehtimiseen edelleen ja edelleen..

Neutronin ja Chadwickin atomimallin löytäminen mullisti perinteisen tieteellisen näkemyksen, kun otetaan huomioon neutronien ja atomien ytimien törmäykset ja protonien karkottaminen atomin ulkopuolella.

Beta-hajoaminen on prosessi, jonka kautta atomin hiukkaset (elektroni tai positroni) päästetään atomin ytimestä, jotta tasapainotetaan atomien ja neutronien läsnäolo atomiytimessä.

Tämän prosessin takia monia kokeita tehtiin maailmanlaajuisesti, jotka perustuivat Chadwickin löytämiseen indusoimaan joidenkin neutronien muuntumista protoneiksi..

Koska jokainen kemiallinen elementti tunnistetaan sen hallussa olevien protonien lukumäärän mukaan, aiemmat kokeet avasivat oven uusien kemiallisten elementtien luomiseksi ja / tai löytämiseksi, joilla oli suurempi määrä protoneja sen hallussa..

Ydinfissio

Chadwick korosti myöhemmin tekemiä analyysejä neutronien käytöstä jakamaan raskaiden ytimien atomit useisiin pienempiin ytimiin ydinfissioprosessin kautta..

Se on nimetty tällä tavalla, koska jakautuminen tapahtuu atomin ytimessä ja tuottaa erittäin suuren määrän energiaa. Tätä käsitettä käytettiin voimakkaiden ydinaseiden suunnitteluun.

Chadwick rahoitti jopa hiukkaskiihdyttimen oston Liverpoolin oleskelunsa aikana, minkä vuoksi hän käytti osan varoista, jotka saatiin voittamalla Nobelin palkinnon vuonna 1935.

Chadwickin panos tieteeseen

James Chadwickin tiede-esityksessä tuodaan esiin neutronin löytäminen, jonka hän voitti Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1935. Hän osallistui myös atomipommin rakentamiseen Yhdysvalloissa, kirjoitti radioaktiivisten aineiden säteilystä ja löysi tritiumin.

Neutronin löytäminen

Tutkimuksissaan Cavendish-laboratoriossa Cambridgessa Rutherford ja Chadwick suorittivat kokeita alfa-hiukkasilla atomikohdan luonteen tutkimiseksi. On syytä huomata, että Rutherford löysi atomin ytimen vuonna 1911.

Nämä tutkimukset suoritettiin analysoimalla berylliumista peräisin olevaa säteilyä, jota ei ole aiemmin nähty, kun tämä materiaali altistettiin alfa-hiukkasten pommitukselle.

Tämä säteily muodostui massasta, joka oli hyvin samanlainen kuin protonin massa, mutta ilman sähkövaraa. Näitä hiukkasia kutsuttiin neutroneiksi niiden koostumuksen neutraalisuuden vuoksi.

Chadwick teki tämän havainnon 1932-luvun puolivälissä, ja hän määritteli Chadwickin atomimallin tilat, joiden yksityiskohdat on kuvattu tämän artikkelin seuraavassa osassa..

Ydintutkimus

Neutronin löytäminen Chadwickin toimesta sai suotuisan skenaarion ydinfissiota ja sotatarvikkeiden kehittämistä tällä tekniikalla..

Chadwick havaitsi, että pommittamalla neutroneja sisältävän elementin atomia tämän materiaalin ydin voidaan tunkeutua ja jakaa, jolloin syntyy huomattava määrä energiaa.

Sieltä Chadwick ilmoitti tämäntyyppisen teknologian väistämättömästä sisällöstä sota-aseiden kehittämiseksi ja osallistui suoraan tähän prosessiin liittyviin diplomaattisiin kysymyksiin Yhdysvalloissa. UU. ja Englannissa.

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

Hän vastasi Englannin tieteellisen valtuuskunnan johtamisesta, joka työskenteli Los Alamosin laboratoriossa New Mexicoissa Yhdysvalloissa. Vuonna 1939 Yhdysvallat aloitti Manhattan-projektin, atominpommin saaneen koodinimen, tutkimukset.

Ydinalan tiedemiehet Edward Teller, Leó Szilárd ja Eugene Wigner varoittivat presidentti Franklin Delano Rooseveltia Albert Einsteinin välityksellä ydinfission käytöstä natsien pommien tuottamiseksi.

Tritiumin löytäminen

Tritium oli jo tunnistettu vuonna 1911 englantilainen tiedemies Joseph John Thomson, mutta hän uskoi, että se oli triatomi-molekyyli.

Ernest Rutherford oli jo ilmoittanut sen, mutta vasta 1934, kun Chadwick, joka työskenteli Rutherfordin tiimissä, luokitteli sen vetyisotoopiksi..

Tritium on vedyn radioaktiivinen isotooppi, jonka symboli on ³H. Se koostuu protonin ja kahden neutronin muodostamasta ytimestä.

Tritium syntyy pommittamalla neutroneja, joissa ei ole typpeä, litium- ja boorikohteita.

Uraanin halkeamisen helpottaminen 235

James Chadwickin neutronin löytäminen helpotti ydinfissiota; toisin sanoen uraanin 235 erottaminen uraanista -238, joka on luonnossa esiintyvä kemiallinen elementti.

Uraanin 235 rikastaminen on prosessi, johon luonnollinen uraani altistetaan isotoopin 235 saamiseksi ja ydinenergian tuottamiseksi. Fissio on ydinreaktio; eli se laukeaa atomin ytimessä.

Tämä kemiallinen reaktio tapahtuu, kun raskas ydin jaetaan kahteen tai useampaan pienempään tumaan ja joihinkin sivutuotteisiin, kuten fotoneihin (gammasäteisiin), vapaisiin neutroneihin ja muihin ytimen fragmentteihin..

Radioaktiivisten aineiden säteilystä

James Chadwick kirjoitti vuonna 1930 radioaktiivisten aineiden säteilylle.  

Chadwick pystyi mittaamaan neutronin massan ja päättelemään, että se oli samanlainen kuin protoni, jossa on ero: että sillä oli neutraali sähkövara.

Sitten hän totesi, että atomiydin koostui neutroneista ja protoneista ja että protonien määrä oli samanlainen kuin elektronien lukumäärä.

Hänen tutkimustaan ​​ja osallistumistaan ​​Manchesterin yliopiston ja Englannin Cambridgen yliopiston fysiikan laboratorion työhön olivat avainasemassa ydinenergian tuntemuksessa ja Rutherfordin atomimallien rakentamisessa.

Kiinnostavat artikkelit

Schrödingerin atomimalli.

Broglie-atomin atomi-malli.

Heisenbergin atomi-malli.

Perrinin atomi-malli.

Thomsonin atomimalli.

Daltonin atomimalli.

Dirac Jordanin atomimalli.

Demokraatin atomi-malli.

Bohrin atomi-malli.

viittaukset

1. J. Chadwick, Neutronin olemassaolo, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) Käytetty 18. joulukuuta 2017 alkaen chemteam.info
2. Chadwick (1891 - 1974). Konsultoi losavancesdelaquimica.comista
3. James Chadwick - elämäkerta. Konsultoi buscabiografias.comista
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Kemia 1. Konstruktivistinen lähestymistapa, Volume 1. Konsultoi books.google.com
5. James Chadwick. Konsuloitu es.wikipedia.org: ssa
6. Brown, Andrew (1997). Neutroni ja pommi: Sir James Chadwickin elämäkerta. Oxford University Press. Palautettu osoitteesta amazon.co.uk
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Haettu osoitteesta britannica.com
8. James Chadwick (s.f.). Haettu osoitteesta atomicheritage.org
9. James Chadwick (s.f.). Haettu osoitteesta tuntudscientists.org
10. James Chadwick - Biografia (2014). Nobel Media AB. Haettu osoitteesta: nobelprize.org
11. James Chadwick: Elämäkerta ja atomiteoria (s.f.). Haettu osoitteesta study.com
12. Fyysisen tieteen periaatteet (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Haettu osoitteesta britannica.com
13. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Neutronin löytäminen. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org.