James Chadwick biografi, atommodell, experiment

James Chadwicks fotografiska porträtt

James Chadwick (1891-1974) Han var en enastående engelsk fysiker som erkändes för upptäckten av Neutron 1932. Strax efter 1935 tilldelades han med Nobelpris för fysik för sitt bidrag till det vetenskapliga samfundet. Chadwicks intresse för neutrala anklagelser uppstod ungefär tio år innan han lyckades verifiera sin existens.

Innan denna kontroll gjorde Chadwick flera experiment som misslyckades. Han lyckades 1932, då den baserades på experimenten av den franska irène Joliot-Curie och Frédéric Joliot. Senare ägnade Chadwick sig för att undersöka användningen av kärnkraftsklyvning för skapandet av krigsvapen.

[TOC]

Biografi

ursprung

Chadwick föddes i staden Bollington, nordost om England, den 20 oktober 1891. Han var son till två ödmjuka arbetare: hans far arbetade i järnvägssystemet och hans mor var hushållsarbetare.

Från en tidig ålder stod Chadwick för att vara ett introvert och extremt intelligent barn. Han startade sekundära studier i Manchester, och vid 16 års ålder vann han ett stipendium för att studera ren fysik vid det utrotade Victoria University of Manchester.

Akademisk träning

Det unga löfte om fysik började sina universitetsstudier formellt 1908, vid 17 års ålder.

Han hade ett framträdande steg av akademin, och under det sista karriäråret deltog han i utredningarna av Nobelpriset Ernest Rutheford om upplösningen av elementen och kemi för radioaktiva ämnen.

Efter att ha fått sin titel i fysik 1911, registrerade han sig i Master in Physics, som framgångsrikt kulminerade 1913. Under den perioden fortsatte han att arbeta hand i hand med Rutheford i sitt laboratorium.

Därefter gynnades det av ett professionellt stipendium som tillät dess överföring till Berlin, Tyskland, att fördjupa forskning om beta -strålning med den tyska fysikern Hans Geiger i Technische Hochschule.

Under sin vistelse i Berlin började han första världskriget, i juli 1914. På grund av en anklagelse om spionage antogs han i ett koncentrationsläger för civila i Ruhleben fram till 1918.

1919 återvände Chadwick till England och började sin doktorsexamen vid University of Cambridge. Under tiden återinfördes Ruthefords forskning, som då ledde Cavendish Laboratory vid den berömda institutionen.

1921, vid 21 års ålder, fick han sin doktorand (PH.D. för sin förkortning på engelska: Filosofi läkare), Genom att presentera ett speciellt forskningsarbete om kärnkrafter och atomantal.

1923 utnämndes han till biträdande forskningsdirektör vid Cavendish Laboratory of Cambridge. Chadwick tjänade i denna roll fram till 1935, då han beslutade att flytta till University of Liverpool.

Karriär

Tack vare hans vetenskapliga bidrag förtjänar han Hughes -medaljen 1932. Detta erkännande, beviljat av Royal Society of London, belönar de som gör upptäckter om fysiska vetenskaper och/eller deras praktiska tillämpningar.

1935 tilldelades han Nobelpriset i fysik för upptäckten av neutron som en elementär partikel utan elektrisk laddning i atomkärnan.

Chadwick får Nobelpriset

Under andra världskriget hade Chadwick ett aktivt deltagande i den brittiska kommittén i MAUD, en kommission som skapades för att analysera genomförbarheten av att använda kärnteknologi vid tillverkningen av en bomb.

James Chadwick var också en neuralgisk del av Tube Alloys -projektet, ett forskningsprogram som godkänts och finansieras av Storbritannien med stöd från Kanada, för att utveckla kärnvapen under andra världskriget.

Det kan tjäna dig: vad är geometri för? Huvudanvändning

Chadwick stod ut för sin uppfinningsrikedom och politiska poise under denna period, eftersom hans förslag fungerade som en bro för förhandlingar om forskningssamarbete mellan Storbritannien, Kanada och USA.

Manhattan -projekt

Mot resultatet av andra världskriget tog Chadwick stafettpinnen för det brittiska uppdraget i Manhattan -projektet. Det senare var ett gemensamt forskningsprojekt mellan USA, Storbritannien och Kanada, för att utveckla den första atombomben.

Chadwick hade fri tillgång till all konfidentiell information om projektet: design, planer, data, budgetar etc., Trots att han var civil och inte är amerikansk; Det är värt att notera att båda villkoren var exklusiva att delta i projektet.

Därefter utnämndes han till engelska gentleman 1945 och ett år senare. U U. Han tilldelade meritmedaljen för sitt värdebidrag till Manhattan -projektet.

Kärnkraftsarsenal för England

I slutet av andra världskriget befordrades Chadwick med stor drivkraft initiativet att Storbritannien utvecklar ett kärnkrafts arsenal sitt eget.

För att uppnå detta mål valdes Chadwick som medlem i den brittiska Atomic Energy Advisory Committee och deltog också som representant för Storbritannien inför FN Atomic Energy Commission.

År 1948 tjänade James Chadwick som professor vid Gonville & Caius College vid University of Cambridge. Senare, 1950, var han pristagare igen av Royal Society of London när han fick Copley -medaljen.

Död

8 år senare beslutade han att gå i pension frivilligt norr om Wales. James Chadwick dog den 24 juli 1974 i staden Cambridge.

Chadwick atommodell

Chadwicks atommodell fokuserar på modellering av atomkärnan som inte bara utgörs av protoner (positiva laddningar), utan också av neutroner (neutrala belastningar).

Från upptäckten av neutronen av Chadwick förstås atomen som en kärna med protoner och neutroner, förutsatt nästan hela atommassan, och kretsade av elektronerna kärnan i deras motsvarande energinivåer.

Chadwick Atomic Model Illustration

Neutronupptäckt

Chadwicks intresse för att demonstrera förekomsten av neutrala partiklar genererades på 20 -talet. Men vid den tiden gjorde den framstående forskaren flera försök förgäves. Ett decennium senare svarade Chadwick experimenten av Irène Joliot-Curie (dotter till Marie Curie och Pierre Curie) och Frédéric Joliot (Irènes make) i Frankrike.

Detta par forskare hade uppnått utvisning av protoner från ett paraffinvaxprov med gammastrålar.

Chadwick trodde att gammastrålemission innehöll neutrala partiklar, och att dessa partiklar var de som hade kolliderat med vaxprovet och därefter inducerade frisättningen av protonerna i vaxet.

Därför försökte han replikera dessa experiment i Cavendish -laboratoriet och använde polonium - som hade använts av curie som en källa till gammastrålar - för att utstråla beryllium med alfapartiklar.

Sedan drabbade denna strålning ett liknande prov av paraffinvax, och protonerna från nämnda prov förvisades våldsamt från materialet.

Protons beteende observerades av en liten joniseringskammare, anpassad till experimentet av Chadwick själv.

Experimentdiagram som Chadwick gjorde för att upptäcka neutronen 1932

Chadwick upptäckte att beteendet hos protonerna som släppts av vaxet bara kunde förklaras om dessa partiklar hade kolliderat med andra elektriskt neutrala partiklar och med en mycket liknande massa.

Två veckor senare publicerade James Chadwick en artikel i The Scientific Journal Natur Om den möjliga existensen av neutroner.

Kan tjäna dig: vad är forskningskällor?

Chadwick utformade emellertid modellen initialt med tanke på att neutronen var ett arrangemang bestående av en proton och en elektron, som genererade den neutrala belastningen. Senare visade den tyska fysikern Werner Heisenberg att Neutron var en unik och elementär partikel.

Chadwick -experiment

Chadwick Reading

Efter upptäckten av neutronen fokuserade Chadwick på att gå längre och längre med avseende på karaktäriseringen av denna nya atomkomponent.

Upptäckten av neutronen och den atomiska modellen för Chadwick revolutionerade den traditionella synen på vetenskapen, med tanke på neutronens sammanstötningar med atomkärnorna och utvisning av protoner utanför atomen.

Beta -nedbrytning är en process genom vilken beta -partiklar (elektron eller positron) släpps ut från atomens kärna, för att balansera närvaron av protoner och neutroner i atomkärnan.

På grund av denna process genomfördes otaliga experiment över hela världen, motiverade av Chadwicks upptäckt, för att inducera omvandlingen av vissa neutroner för protoner.

Eftersom varje kemiskt element identifieras enligt antalet protoner som den har, öppnade de tidigare experimenten dörren för skapandet och/eller upptäckten av nya kemiska element med ett större antal protoner under deras kredit.

Kärnkraft

Chadwick betonade sina efterföljande analyser i användningen av neutroner för att dela upp tunga kärnatomer i flera mindre kärnor genom kärnkraftsprocessen.

Det kallas på detta sätt eftersom uppdelningen förekommer i atomens kärna och producerar en extremt stor mängd energi. Detta koncept användes för utformning av kraftfulla kärnvapen.

Chadwick finansierade till och med köpet av en partikelaccelerator under sin vistelse i Liverpool, och för detta använde han en del av de medel som erhölls genom att vinna Nobelpriset 1935.

Chadwick bidrag till vetenskapen

Chadwick porträtt

Bland James Chadwicks bidrag till vetenskapen sticker upptäckten av Neutron ut, för vilken han vann Nobelpriset 1935. Han deltog också i byggandet av atombomben i USA, skrev om radioaktiva ämnen och upptäckte tritium.

Upptäckten av neutron

Under sina undersökningar i Cavendish Laboratory of Cambridge genomförde Rutherford och Chadwick experiment med alfapartiklar för att undersöka atomkärnan natur. Det bör noteras att atomkärnan upptäcktes av Rutherford 1911.

Dessa undersökningar genomfördes genom att analysera en strålning som aldrig sett innan de härstammade från Beryllium, när detta material utsattes för bombardemanget av alfapartiklar.

Denna strålning bestod av masspartiklar som mycket liknar protonens massa, men utan elektrisk laddning. Dessa partiklar kallades neutroner på grund av neutraliteten i deras sammansättning.

Chadwick genomförde denna upptäckt i mitten av -1932, och med det definierade han lokalerna för Chadwick Atomic -modellen, vars detalj är uppdelad i nästa avsnitt i denna artikel.

Kärnkraftsforskning

Upptäckten av neutronen av Chadwick Creo det välgörna scenariot för upptäckten av kärnklyvning och utveckling av krigsarmar med denna teknik.

Chadwick upptäckte att genom att bomba atomen i ett element med neutroner kan kärnan i detta material penetreras och delas, vilket genererar en betydande mängd energi.

Därifrån tillkännagav Chadwick den oundvikliga karaktären av denna typ av teknik för utveckling av krigsvapen och var direkt involverad i diplomatiska frågor relaterade till denna process i USA och England.

Det kan tjäna dig: katastrofer orsakade av människan när du använder vetenskap och teknik 

Chadwick samarbetade i byggandet av atombomben tillsammans med andra amerikanska och kanadensiska forskare mellan 1943 och 1945.

Han var ansvarig för att styra den engelska vetenskapliga delegationen som arbetade i Los Alamos Laboratory, i New Mexico, USA. 1939 inledde USA utredningarna av Manhattan -projektet, kodnamnet som atombomben fick.

President Franklin Delano Roosevelt varnades av kärnkraftsforskare Edward Teller, Leó Szilárd och Eugene Wigner, genom Albert Einstein, om användningen av kärnklyvning för produktion av bomber av naziserna.

Upptäckt av tritium

Tritio hade redan identifierats 1911 av den också engelska forskaren Joseph John Thomson, men han trodde att det var en triatomisk molekyl.

Ernest Rutherford hade redan meddelat det, men det var först 1934 när Chadwick, som arbetade för Rutherford -teamet, kataloger det som en väteisotop.

Tritio är en radioaktiv isotop av väte, vars symbol är ³. Den består av en kärna som bildas av en proton och två neutroner.

Tritio genereras genom bombning med fri neutron av kväve, litium och bor.

Underlättande av uranklyftan 235

Upptäckten av Neutron av James Chadwick underlättade kärnklyvning; Det vill säga separationen av uran 235 av uran -238, ett kemiskt element som finns i naturen.

Anrikningen av uran 235 är den process som naturligt uran utsätts för att erhålla isotopen 235 och producera kärnkraftsenergi. Fission är en kärnreaktion; det vill säga det utlöses i atomens kärna.

Denna kemiska reaktion uppstår när en tung kärna delas upp i två eller flera mindre kärnor och i vissa med -produkter som fotoner (gammastrålar), fria neutroner och andra fragment av kärnan.

Fördrag om radioaktiva ämnen strålning

1930 skrev James Chadwick en avhandling om radioaktivt ämnen. Han lyckades mäta mässan på neutronen och härledde att den liknade protonens med en skillnad: att han hade en neutral elektrisk laddning.

Sedan drog han slutsatsen att atomkärnan bestod av neutroner och protoner och att mängden protoner liknade den för elektroner.

Hans forskning och bidrag till arbetet med fysiklaboratoriet vid University of Manchester och vid University of Cambridge i England var nyckeln till kunskapen om kärnkraft och byggandet av Rutherford Atomic Model.

Intresseartiklar

Schrödinger Atomic Model.

Bros.

Heisenberg atommodell.

Perrin atommodell.

Thomson Atomic Model.

Dalton Atomic Model.

Dirac Jordan Atomic Model.

Demokritusatommodell.

Leucipo Atomic Model.

Bohr atommodell.

Sommerfeld Atomic Model.

Nuvarande atommodell.

Referenser

1. J. Chadwick, förekomsten av en neutron, proc. Roy. Soc. A 136 (1932). Hämtad från Chemteam.Info
2. Pérez Aguirre, Gabriela. Kemi 1. En konstruktivistisk strategi, volym 1.
3. James Chadwick. Konsulterat det.Wikipedia.org
4. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Återhämtat sig från: Britannica.com
5. James Chadwick (S.F.). Återhämtad från: atomicheritage.org
6. James Chadwick (S.F.). Hämtad från: berömda vetenskapsmän.org
7. James Chadwick - Biografical (2014). Media Ab Nobel. Återhämtat sig från: nobelpris.org
8. James Chadwick: Biografi och atomteori (S.F.). Återhämtat sig från: studie.com
9. Principles of Physical Science (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Återhämtat sig från: Britannica.com