James Chadwick Biografi, Model Atom, Eksperimen

Potret Fotografi James Chadwick

James Chadwick (1891-1974) Dia seorang ahli fizik Inggeris yang luar biasa yang diiktiraf atas penemuan neutron pada tahun 1932. Tidak lama selepas itu, pada tahun 1935, beliau dianugerahkan dengan Hadiah Nobel untuk Fizik atas sumbangannya kepada komuniti saintifik. Kepentingan Chadwick dalam caj neutral timbul kira -kira 10 tahun sebelum dia berjaya mengesahkan kewujudannya.

Sebelum pemeriksaan ini, Chadwick melakukan beberapa eksperimen yang gagal. Dia berjaya pada tahun 1932, ketika ia berdasarkan eksperimen Perancis Irène Joliot-Curie dan Frédéric Joliot. Kemudian, Chadwick mendedikasikan dirinya untuk menyiasat penggunaan pembelahan nuklear untuk penciptaan senjata perang.

[TOC]

Biografi

Asal

Chadwick dilahirkan di bandar Bollington, timur laut England, pada 20 Oktober 1891. Dia adalah anak kepada dua pekerja yang rendah hati: bapanya bekerja di sistem keretapi dan ibunya adalah pekerja rumah tangga.

Dari usia dini Chadwick menonjol sebagai anak yang introvert dan sangat pintar. Beliau memulakan pengajian menengah di Manchester, dan pada usia 16 tahun dia memenangi biasiswa untuk mengkaji fizik tulen di Victoria University of Manchester yang sudah pupus.

Latihan Akademik

Janji Young Fizik memulakan pengajian universiti secara rasmi pada tahun 1908, pada usia 17 tahun.

Beliau mempunyai langkah yang menonjol oleh akademi, dan pada tahun terakhir kerjaya beliau menghadiri siasatan Hadiah Nobel Ernest Rutheford mengenai perpecahan unsur -unsur dan kimia bahan radioaktif.

Setelah memperoleh gelarannya dalam Fizik pada tahun 1911, beliau mendaftar di Master dalam Fizik, yang berjaya memuncak pada tahun 1913. Dalam tempoh itu, beliau terus bekerja dengan Rutheford di makmalnya.

Selepas itu, ia mendapat manfaat daripada biasiswa profesional yang membenarkan pemindahannya ke Berlin, Jerman, untuk memperdalam penyelidikan mengenai radiasi beta dengan ahli fizik Jerman Hans Geiger dalam Technische Hochschule.

Semasa tinggal di Berlin, dia memulakan Perang Dunia I, pada bulan Julai 1914. Kerana tuduhan pengintipan, dia dimasukkan ke kem tahanan bagi orang awam di Ruhleben sehingga tahun 1918.

Pada tahun 1919 Chadwick kembali ke England dan memulakan doktornya di University of Cambridge. Sementara itu, penyelidikan Rutheford telah diperbadankan semula, yang kemudiannya memimpin makmal Cavendish institusi terkenal.

Pada tahun 1921, pada usia 21 tahun, beliau memperoleh gelaran kedoktorannya (pH.D. untuk akronim dalam bahasa Inggeris: Doktor Philosophie), Dengan membentangkan kerja penyelidikan khas ke atas daya nuklear dan nombor atom.

Pada tahun 1923 beliau dilantik sebagai Penolong Pengarah Penyelidikan di Makmal Cavendish Cambridge. Chadwick berkhidmat dalam peranan ini sehingga tahun 1935, ketika dia memutuskan untuk berpindah ke Universiti Liverpool.

Kerjaya

Terima kasih kepada sumbangan saintifiknya, dia layak mendapat pingat Hughes pada tahun 1932. Pengiktirafan ini, yang diberikan oleh Royal Society of London, memberi ganjaran kepada mereka yang membuat penemuan mengenai sains fizikal dan/atau aplikasi praktikal mereka.

Pada tahun 1935, beliau dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik untuk penemuan neutron sebagai zarah asas tanpa caj elektrik yang terletak di nukleus atom.

Chadwick menerima Hadiah Nobel

Semasa Perang Dunia II Chadwick mempunyai penyertaan aktif dalam Jawatankuasa British Maud, sebuah suruhanjaya yang diwujudkan untuk menganalisis kemungkinan menggunakan teknologi nuklear dalam pembuatan bom.

James Chadwick juga merupakan bahagian neuralgia dari Projek Alloy Tube, program penyelidikan yang diberi kuasa dan dibiayai oleh United Kingdom dengan sokongan dari Kanada, untuk membangunkan senjata nuklear semasa Perang Dunia II.

Ia dapat melayani anda: Apakah geometri untuk? Penggunaan utama

Chadwick menonjolkan kepintarannya dan sikap politiknya dalam tempoh ini, kerana cadangannya berkhidmat sebagai jambatan untuk rundingan kerjasama penyelidikan antara United Kingdom, Kanada dan Amerika Syarikat.

Projek Manhattan

Ke arah hasil Perang Dunia II, Chadwick mengambil tongkat misi British dalam projek Manhattan. Yang terakhir adalah projek penyelidikan bersama antara Amerika Syarikat, United Kingdom dan Kanada, untuk membangunkan bom atom pertama.

Chadwick mempunyai akses percuma kepada semua maklumat sulit projek: reka bentuk, rancangan, data, belanjawan, dll., Walaupun menjadi orang awam dan tidak menjadi orang Amerika; Perlu diingat bahawa kedua -dua syarat adalah eksklusif untuk mengambil bahagian dalam projek.

Seterusnya, beliau dilantik sebagai lelaki Inggeris pada tahun 1945, dan setahun kemudian. Uu. Beliau menganugerahkan Pingat Merit untuk sumbangan nilainya kepada Projek Manhattan.

Senjata nuklear untuk England

Pada akhir Perang Dunia II Chadwick dipromosikan dengan dorongan yang besar inisiatif bahawa United Kingdom mengembangkan senjata nuklear sendiri.

Untuk mencapai matlamat itu, Chadwick dipilih sebagai ahli Jawatankuasa Penasihat Tenaga Atom British, dan turut mengambil bahagian sebagai wakil United Kingdom sebelum Suruhanjaya Tenaga Atom Pertubuhan Bangsa -Bangsa Bersatu.

Menjelang tahun 1948 James Chadwick berkhidmat sebagai profesor di Kolej Gonville & Caius di University of Cambridge. Kemudian, pada tahun 1950, dia menjadi pemenang lagi oleh Royal Society of London setelah menerima pingat Copley.

Kematian

8 tahun kemudian dia memutuskan untuk bersara secara sukarela di utara Wales. James Chadwick meninggal dunia pada 24 Julai 1974 di bandar Cambridge.

Model Atom Chadwick

Model atom Chadwick memberi tumpuan kepada pemodelan nukleus atom yang dibentuk bukan sahaja oleh proton (caj positif), tetapi juga oleh neutron (beban neutral).

Dari penemuan neutron oleh Chadwick, atom difahami sebagai nukleus dengan proton dan neutron, dengan mengandaikan hampir seluruh jisim atom, mengorbit elektron nukleus dalam tahap tenaga yang sepadan mereka.

Ilustrasi Model Atom Chadwick

Penemuan Neutron

Kepentingan Chadwick dalam menunjukkan kewujudan zarah neutral dihasilkan pada tahun 20 -an. Walau bagaimanapun, pada masa itu saintis terkemuka membuat pelbagai percubaan sia -sia. Satu dekad kemudian Chadwick menjawab eksperimen Irène Joliot-Curie (anak perempuan Marie Curie dan Pierre Curie) dan Frédéric Joliot (suami Irène) di Perancis.

Beberapa saintis ini telah mencapai pengusiran proton dari sampel lilin parafin menggunakan sinar gamma.

Chadwick berpendapat bahawa pelepasan sinar gamma mengandungi zarah -zarah neutral, dan zarah -zarah ini adalah yang telah bertembung dengan sampel lilin, kemudiannya mendorong pelepasan proton lilin.

Oleh itu, dia cuba meniru eksperimen ini di makmal Cavendish dan menggunakan polonium - yang telah digunakan oleh Curie sebagai sumber sinar gamma - untuk memancarkan berilium dengan zarah alfa.

Kemudian, radiasi ini memukul sampel lilin parafin yang sama, dan proton sampel tersebut telah diusir secara ganas dari bahan tersebut.

Tingkah laku proton diperhatikan oleh ruang pengionan kecil, disesuaikan dengan eksperimen oleh Chadwick sendiri.

Rajah Eksperimen yang dibuat oleh Chadwick untuk menemui neutron pada tahun 1932

Chadwick mengesan bahawa tingkah laku proton yang dikeluarkan oleh lilin hanya dapat dijelaskan jika zarah -zarah itu bertembung dengan zarah -zarah neutral lain, dan dengan jisim yang sangat serupa.

Dua minggu kemudian, James Chadwick menerbitkan artikel dalam jurnal saintifik Alam Mengenai kemungkinan kewujudan neutron.

Boleh melayani anda: Apakah sumber penyelidikan?

Walau bagaimanapun, Chadwick mengandung model pada mulanya memandangkan neutron adalah susunan yang terdiri daripada proton dan elektron, yang menghasilkan beban neutral. Kemudian, ahli fizik Jerman Werner Heisenberg menunjukkan bahawa neutron adalah zarah yang unik dan asas.

Eksperimen Chadwick

Chadwick Reading

Selepas penemuan neutron, Chadwick memberi tumpuan kepada pergi lebih jauh dan lebih lanjut berkenaan dengan pencirian komponen atom baru ini.

Penemuan neutron dan model atom Chadwick merevolusikan visi sains tradisional, memandangkan pertempuran neutron dengan nukleus atom dan pengusiran proton di luar atom.

Penguraian beta adalah proses di mana zarah beta (elektron atau positron) dipancarkan dari nukleus atom, untuk mengimbangi kehadiran proton dan neutron dalam nukleus atom.

Oleh kerana proses ini, eksperimen yang banyak dilakukan di seluruh dunia, didorong oleh penemuan Chadwick, untuk mendorong penukaran beberapa neutron untuk proton.

Kerana setiap elemen kimia dikenal pasti mengikut bilangan proton yang dimilikinya, eksperimen sebelumnya membuka pintu untuk penciptaan dan/atau penemuan unsur -unsur kimia baru dengan bilangan proton yang lebih besar di bawah kredit mereka.

Fision nuklear

Chadwick menekankan analisis berikutnya dalam penggunaan neutron untuk membahagikan atom teras berat menjadi beberapa nukleus yang lebih kecil melalui proses pembelahan nuklear.

Ia dipanggil dengan cara ini kerana pembahagian berlaku dalam nukleus atom dan menghasilkan tenaga yang sangat besar. Konsep ini digunakan untuk reka bentuk senjata nuklear yang kuat.

Chadwick juga membiayai pembelian pemecut zarah semasa dia tinggal di Liverpool, dan untuk ini dia menggunakan sebahagian daripada dana yang diperoleh dengan memenangi Hadiah Nobel pada tahun 1935.

Sumbangan Chadwick kepada Sains

Potret Chadwick

Antara sumbangan James Chadwick kepada Sains, penemuan Neutron menonjol, yang mana dia memenangi Hadiah Fizik Nobel 1935. Beliau turut mengambil bahagian dalam pembinaan bom atom di Amerika Syarikat, menulis tentang bahan radioaktif dan menemui tritium.

Penemuan neutron

Semasa siasatan mereka di makmal Cavendish Cambridge, Rutherford dan Chadwick menjalankan eksperimen dengan zarah alfa untuk menyiasat sifat nukleus atom. Harus diingat bahawa nukleus atom ditemui oleh Rutherford pada tahun 1911.

Siasatan ini dijalankan dengan menganalisis radiasi yang tidak pernah dilihat sebelum berasal dari berilium, ketika bahan ini terdedah kepada pengeboman zarah alfa.

Sinaran ini dibentuk oleh zarah -zarah massa yang sangat serupa dengan jisim proton, tetapi tanpa caj elektrik. Zarah -zarah ini dipanggil neutron, kerana neutraliti komposisi mereka.

Chadwick melakukan penemuan ini pada pertengahan tahun -1932, dan dengan itu dia menentukan premis model atom Chadwick, yang terperinci dipecah ke dalam bahagian seterusnya artikel ini.

Penyelidikan nuklear

Penemuan Neutron oleh Chadwick Creo Senario yang sesuai untuk penemuan pembelahan nuklear dan perkembangan senjata perang dengan teknologi ini.

Chadwick mengesan bahawa dengan mengebom atom elemen dengan neutron, nukleus bahan ini dapat ditembusi dan dibahagikan, menghasilkan sejumlah besar tenaga.

Dari sana, Chadwick mengumumkan sifat teknologi jenis ini yang tidak dapat dielakkan untuk pembangunan senjata perang, dan terlibat secara langsung dalam isu -isu diplomatik yang berkaitan dengan proses ini di Amerika Syarikat dan England.

Ia boleh melayani anda: bencana yang disebabkan oleh manusia semasa menggunakan sains dan teknologi 

Chadwick bekerjasama dalam pembinaan bom atom bersama saintis Amerika dan Kanada yang lain antara 1943 dan 1945.

Dia bertanggungjawab mengarahkan delegasi saintifik Inggeris yang bekerja di makmal Los Alamos, di New Mexico, Amerika Syarikat. Pada tahun 1939 Amerika Syarikat memulakan penyiasatan projek Manhattan, nama kod yang diterima oleh bom atom.

Presiden Franklin Delano Roosevelt diberi amaran oleh saintis nuklear Edward Teller, Leó Szilárd dan Eugene Wigner, melalui Albert Einstein, mengenai penggunaan pembelahan nuklear untuk pengeluaran bom oleh Nazi.

Penemuan tritium

Tritio telah dikenal pasti pada tahun 1911 oleh saintis Inggeris Joseph John Thomson, tetapi dia percaya bahawa ia adalah molekul triathomik.

Juga Ernest Rutherford telah mengumumkannya, tetapi tidak sampai tahun 1934 ketika Chadwick, bekerja untuk pasukan Rutherford, katalognya sebagai isotop hidrogen.

Tritio adalah isotop radioaktif hidrogen, yang simbolnya ³. Ia terdiri daripada nukleus yang dibentuk oleh proton dan dua neutron.

Tritio dihasilkan oleh pengeboman dengan neutron percuma nitrogen, litium dan boron.

Fasilitasi Pembelahan Uranium 235

Penemuan Neutron oleh James Chadwick memudahkan pembelahan nuklear; iaitu, pemisahan uranium 235 dari uranium -238, elemen kimia yang terdapat di alam semula jadi.

Pengayaan Uranium 235 adalah proses yang mana uranium semulajadi tertakluk untuk mendapatkan isotop 235 dan menghasilkan tenaga nuklear. Pembelahan adalah tindak balas nuklear; iaitu, ia dicetuskan dalam nukleus atom.

Reaksi kimia ini berlaku apabila nukleus berat dibahagikan kepada dua atau lebih nukleus yang lebih kecil dan dalam beberapa oleh -produk seperti foton (sinar gamma), neutron bebas dan serpihan lain nukleus.

Perjanjian Sinaran Bahan Radioaktif

Pada tahun 1930 James Chadwick menulis risalah mengenai bahan radioaktif radio. Dia berjaya mengukur jisim neutron dan menyimpulkan bahawa ia adalah serupa dengan proton dengan perbezaan: bahawa dia mempunyai caj elektrik neutral.

Kemudian, beliau menyimpulkan bahawa nukleus atom terdiri daripada neutron dan proton dan jumlah proton adalah serupa dengan elektron.

Penyelidikan dan sumbangannya kepada karya Makmal Fizik Universiti Manchester dan di University of Cambridge di England, adalah kunci kepada pengetahuan tenaga nuklear dan pembinaan model atom Rutherford.

Artikel yang menarik

Model atom Schrödinger.

Model Broglie Atom.

Model Atom Heisenberg.

Model atom Perrin.

Model Thomson Atom.

Model Atom Dalton.

Model Atom Dirac Jordan.

Model Atom Democritus.

Model Atom Leucipo.

Model Atom Bohr.

Model atom Sommerfeld.

Model atom semasa.

Rujukan

1. J. Chadwick, kewujudan neutron, Proc. Roy. SOC. A 136 (1932). Diambil dari chemteam.Maklumat
2. Pérez Aguirre, Gabriela. Kimia 1. Pendekatan konstruktivis, Jilid 1.
3. James Chadwick. Berunding dengannya.Wikipedia.org
4. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Pulih dari: Britannica.com
5. James Chadwick (s.F.). Pulih dari: atomicheritage.org
6. James Chadwick (s.F.). Diperolehi dari: terkenalScientists.org
7. James Chadwick - Biografi (2014). Media AB Nobel. Pulih dari: Nobelprize.org
8. James Chadwick: Teori Biografi & Atom (s.F.). Pulih dari: belajar.com
9. Prinsip Sains Fizikal (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Pulih dari: Britannica.com