James Chadwick Biografie, model atomic, experimente, contribuții

James Chadwick (1891-1974) a fost un fizician englez de frunte recunoscut pentru descoperirea neutronului în 1932. Curând după aceea, în 1935, ia fost distins premiul Nobel pentru fizică pentru contribuția sa la comunitatea științifică. Preocuparea lui Chadwick pentru acuzațiile neutre a apărut cu aproximativ 10 ani înainte de a-și putea dovedi existența.

Înainte de acest control, Chadwick a efectuat mai multe experimente care s-au dovedit a fi nereușite. A avut succes în 1932, când sa bazat pe experimentele francezilor Irène Joliot-Curie și Frédéric Joliot. Mai târziu, Chadwick sa dedicat cercetării utilizării fisiunii nucleare pentru crearea armelor de război.

index

• 1 Biografie
  • 1.1 Origini
  • 1.2 Formarea academică
  • 1.3 Carieră profesională
  • 1.4 Proiectul Manhattan
  • 1.5 Arsenalul nuclear pentru Anglia
• 2 Modelul atomic al lui Chadwick
• 3 Experimente
  • 3.1 Fisiune nucleară
• Contribuțiile lui Chadwick la știință
• 5 Articole de interes
• 6 Referințe

biografie

început

Chadwick sa născut în orașul Bollington, în nord-estul Angliei, la 20 octombrie 1891. El a fost fiul a doi muncitori umili: tatăl său a lucrat în sistemul feroviar, iar mama sa a fost muncitor domestic.

De la un foarte tânăr Chadwick, el sa aflat ca un copil introvertit și extrem de inteligent. A început liceul la Manchester, iar la vârsta de 16 ani a câștigat o bursă pentru a studia fizica pură la Universitatea Victorie din Manchester, care a dispărut acum.

Formare academică

Promisiunea tânărului de fizică și-a început studiile universitare în 1908, la vârsta de 17 ani.

A avut o carieră deosebită în academie, iar în ultimul an al carierei sale a fost responsabil de cercetarea premiului Nobel Ernest Rutheford privind dezintegrarea elementelor și chimia substanțelor radioactive.

După ce și-a obținut diploma de Fizică în 1911, sa înscris la Master's in Physics, care a culminat cu succes în 1913. În acea perioadă, el a continuat să lucreze mână în mână cu Rutheford în laboratorul său.

Mai târziu, a beneficiat de o bursă profesională care a permis transferul său la Berlin, Germania, pentru a continua cercetarea asupra radiației beta cu fizicianul german Hans Geiger la Technische Hochschule.

În timpul șederii sale la Berlin a început primul război mondial, în iulie 1914. Datorită unei acuzații de spionaj, a fost internat într-un lagăr de concentrare pentru civili din Ruhleben până în 1918.

În 1919, Chadwick sa întors în Anglia și și-a început doctoratul la Universitatea din Cambridge. Între timp, el sa alăturat activității de cercetare a lui Rutheford, care a condus apoi laboratorul Cavendish al instituției renumite.

În 1921, la vârsta de 21 de ani, și-a obținut diploma de doctorat (Ph.D. Filosofie Doctor), prezentând o cercetare specială privind forțele nucleare și numerele atomice.

În 1923 a fost numit asistent director de cercetare la Laboratorul Cavendish din Cambridge. Chadwick a servit în acest rol până în 1935, când a decis să se mute la Universitatea din Liverpool.

Cariera profesionala

Datorită contribuțiilor sale științifice, el a devenit demn de medalia Hughes în 1932. Această recunoaștere, acordată de Royal Society of London, recompensează cei care fac descoperiri despre științele fizice și / sau aplicațiile lor practice.

În 1935 a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru descoperirea neutronului ca particulă elementară fără sarcină electrică localizată în nucleul atomic.

În timpul celui de-al doilea război mondial, Chadwick a participat activ la Comitetul britanic al MAUD, o comisie creată pentru a analiza fezabilitatea utilizării tehnologiei nucleare în fabricarea unei bombe.

James Chadwick a fost, de asemenea, o parte neuralgică a proiectului Tube Alloys, un program autorizat de cercetare finanțat de Regatul Unit cu sprijinul Canadei, pentru dezvoltarea armelor nucleare în timpul celui de-al doilea război mondial.

Chadwick sa afirmat pentru spiritul și poza sa politică în această perioadă, deoarece propunerile sale au servit drept o punte pentru negocierile de colaborare în domeniul cercetării dintre Regatul Unit, Canada și Statele Unite.

Proiectul Manhattan

Spre sfârșitul celui de-al doilea război mondial, Chadwick a luat bastonul misiunii britanice în Proiectul Manhattan. Acesta din urma a fost un proiect comun de cercetare între Statele Unite, Regatul Unit și Canada, în scopul dezvoltării primei bombe atomice.

Chadwick a avut acces liber la toate informațiile confidențiale ale proiectului: desene, planuri, date, bugete etc., în ciuda faptului că sunt civili și nu sunt americani; este de remarcat faptul că ambele condiții au fost exclusiv de a participa la proiect.

Mai târziu a fost numit domn englez în 1945, și un an mai târziu EE. UU. El a primit Medalia de Merit pentru contribuția sa de valoare în Proiectul Manhattan.

Arsenalul nuclear pentru Anglia

La sfârșitul celui de-al doilea război mondial, Chadwick a promovat cu mare impuls inițiativa Regatului Unit de a-și dezvolta propriul arsenal nuclear.

În vederea realizării acestui obiectiv, Chadwick a fost ales ca membru al Comitetului consultativ britanic pentru Energie Atomică, și, de asemenea, a participat ca reprezentant al Regatului Unit Comisiei pentru Energie Atomică a Națiunilor Unite.

În 1948, James Chadwick a fost profesor la Colegiul Gonville & Caius de la Universitatea din Cambridge. Apoi, în 1950, a fost premiat din nou de către Societatea Regală din Londra la primirea Medaliei Copley.

După 8 ani, el decide să se retragă voluntar în nordul Țării Galilor. James Chadwick a murit pe 24 iulie 1974, în orașul Cambridge.

Modelul atomic al lui Chadwick

Modelul atomic al lui Chadwick se concentrează pe modelarea nucleului atomic constituit nu numai de protoni (încărcături pozitive), ci și de neutroni (încărcături neutre).

Dorința lui Chadwick de a demonstra existența particulelor neutre a fost generată în anii 1920. Totuși, la acel moment, omul de știință de frunte a făcut mai multe încercări în zadar. Un deceniu mai târziu, Chadwick a răspuns experimente Irène Joliot-Curie (fiica lui Marie Curie și Pierre Curie) și Frédéric Joliot (soțul Irenei) în Franța.

Această pereche de oameni de știință a realizat expulzarea protonilor dintr-o probă de ceară de parafină folosind raze gamma.

Chadwick credea că emisia de raze gama conține particule neutre și că aceste particule sunt cele care au lovit mostra de ceară, determinând ulterior eliberarea de protoni din ceară.

De aceea, el a încercat să reproducă aceste experimente de laborator Cavendish și poloniu utilizate care au fost utilizate de către sursa de raze ca gama- Curie pentru iradiată beriliu cu particule alfa.

Apoi, această radiație a lovit un eșantion similar de ceară de parafină, iar protonii acelei probe au fost expulzați violent din material.

Comportamentul protonilor a fost observat printr-o mică cameră de ionizare, adaptată experimentului chiar de Chadwick.

Chadwick a descoperit că comportamentul protonilor eliberați de ceară poate fi explicat doar dacă acele particule au lovit alte particule neutre din punct de vedere electric și cu o masă foarte asemănătoare.

Două săptămâni mai târziu, James Chadwick a publicat un articol în jurnalul științific natură despre existența posibilă a neutronilor.

Cu toate acestea, Chadwick a conceput modelul inițial, considerând că neutronul a fost un aranjament constând dintr-un proton și un electron, care au generat încărcarea neutră. Ulterior, fizicianul german Werner Heisenberg a arătat că neutronul a fost o particulă unică și elementară.

experimente

După descoperirea neutronului, Chadwick sa concentrat pe continuarea și continuarea caracterizării acestei noi componente atomice.

Descoperirea modelului de neutroni și atomic Chadwick revoluționat concepția tradițională a științei, având în vedere impactul neutronilor cu nuclee atomice si expulzarea din protoni atomului.

Descărcarea beta este un proces prin care particulele beta (electron sau pozitron) sunt emise din nucleul atomului, pentru a echilibra prezența protonilor și a neutronilor în nucleul atomic.

Datorită acestui proces, multe experimente au fost efectuate la nivel mondial, motivate de descoperirea lui Chadwick, pentru a induce conversia unor neutroni în protoni.

Deoarece fiecare element chimic este identificat în funcție de numărul de protoni pe care îl posedă, experimentele anterioare au deschis ușa pentru crearea și / sau descoperirea de noi elemente chimice, cu un număr mai mare de protoni care îi sunt de acord.

Dezintegrarea nucleară

Chadwick a subliniat analizele sale ulterioare în utilizarea neutronilor pentru a diviza atomii de nuclee grele în mai multe nuclee mai mici, prin procesul de fisiune nucleară.

Se numește în acest fel, deoarece împărțirea are loc în nucleul atomului și produce o cantitate extrem de mare de energie. Acest concept a fost folosit pentru proiectarea de arme nucleare puternice.

Chadwick finanțat chiar achiziționarea unui accelerator de particule în timp ce în Liverpool, și a folosit o parte din veniturile pentru a câștiga Premiul Nobel în 1935.

Contribuțiile lui Chadwick la știință

Printre contribuțiile științei lui James Chadwick scoate în evidență descoperirea neutronului, pentru care a câștigat Premiul Nobel pentru Fizică în 1935. De asemenea, el a participat la construcția bombei atomice în Statele Unite, a scris despre radiații de substanțe radioactive și a descoperit tritiu .

Descoperirea neutronului

În timpul investigațiilor efectuate la Laboratorul Cavendish din Cambridge, Rutherford și Chadwick au efectuat experimente cu particule alfa pentru a investiga natura nucleului atomic. Este de remarcat faptul că nucleul atomic a fost descoperit de Rutherford în 1911.

Aceste investigații au fost efectuate prin analizarea unei radiații care nu a mai fost observată înainte de emiterea beriliului, când acest material a fost expus bombardamentului de particule alfa.

Această radiație a fost constituită din particule de masă foarte asemănătoare cu masa protonului, dar fără încărcătură electrică. Aceste particule s-au numit neutroni, datorită neutralității compoziției lor.

Chadwick a făcut această descoperire la jumătatea anului 1932 și, prin aceasta, a definit premisele modelului atomic al lui Chadwick, detaliile cărora sunt detaliate în următoarea secțiune a acestui articol.

Cercetare nucleară

Descoperirea neutronului de către Chadwick a stabilit scena pentru descoperirea fisiunii nucleare și dezvoltarea de arme de război cu această tehnologie.

Chadwick a descoperit că, prin bombardarea atomului unui element cu neutroni, nucleul acestui material poate fi pătruns și împărțit, generând o cantitate semnificativă de energie.

De acolo, Chadwick a anunțat natura inevitabilă a acestui tip de tehnologie pentru dezvoltarea armelor de război și a devenit direct implicat în problemele diplomatice legate de acest proces în SUA. UU. și Anglia.

Chadwick a colaborat la construirea bombei atomice împreună cu alți oameni de știință americani și canadieni între 1943 și 1945.

El a fost responsabil de conducerea delegatiei stiintifice engleze care a lucrat in laboratorul Los Alamos din New Mexico, Statele Unite. În 1939, Statele Unite au început investigațiile privind Proiectul Manhattan, numele de cod dat bombelor atomice.

Președintele Franklin Delano Roosevelt a fost avertizat de oamenii de știință nucleari Edward Teller, Leó Szilárd și Eugene Wigner, prin Albert Einstein, despre utilizarea fisiunii nucleare pentru producerea de bombe de către naziști.

Descoperirea tritiului

Tritiumul fusese deja identificat în 1911 de către omul de știință englez Joseph John Thomson, dar el credea că era o moleculă triatomică.

Ernest Rutherford o anunțase deja, dar nu a fost până în 1934 când Chadwick, care lucra pentru echipa lui Rutherford, la clasat drept izotop de hidrogen.

Tritiumul este un izotop radioactiv al hidrogenului, al cărui simbol este "H". Se compune dintr-un nucleu format de un proton și două neutroni.

Tritiuul este generat de bombardament cu neutroni fără ținte de azot, litiu și bor.

Facilitarea fisiunii uraniului 235

Descoperirea neutronului de către James Chadwick a facilitat fisiunea nucleară; adică separarea uraniului 235 de uraniul -238, un element chimic găsit în natură.

Îmbogățirea uraniului 235 este procesul la care este supus uraniul natural pentru a obține izotopul 235 și a produce energie nucleară. Fisiunea este o reacție nucleară; adică este declanșat în nucleul atomului.

Această reacție chimică apare când un nucleu greu este împărțit în două sau mai multe nuclee mai mici și în unele produse secundare, cum ar fi fotoni (raze gamma), neutroni liberi și alte fragmente ale nucleului.

Tratatul privind radiația substanțelor radioactive

În 1930, James Chadwick a scris un tratat privind radiațiile de substanțe radioactive.

Chadwick a reușit să măsoare masa neutronului și a dedus că era similar cu protonul cu o diferență: că avea o sarcină electrică neutră.

Apoi, el a concluzionat că nucleul atomic a fost compus din neutroni și protoni și că numărul de protoni a fost similar cu cel al electronilor.

Cercetările și contribuțiile sale la lucrările laboratorului de fizică al Universității din Manchester și al Universității Cambridge din Anglia au fost cheia cunoașterii energiei nucleare și a construirii modelului atomic al lui Rutherford.

Articole de interes

Modelul atomic al lui Schrödinger.

Modelul atomic al lui Broglie.

Modelul atomic al lui Heisenberg.

Modelul atomic al lui Perrin.

Modelul atomic al lui Thomson.

Modelul atomic al lui Dalton.

Modelul atomic al Dirac Iordan.

Modelul atomic al lui Democritus.

Modelul atomic al lui Bohr.

referințe

1. J. Chadwick, Existența unui neutron, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) Accesat la 18 decembrie 2017 de la chemteam.info
2. Chadwick (1891-1974). Consultat de losavancesdelaquimica.com
3. James Chadwick - biografie. Consultat de buscabiografias.com
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Chimie 1. O abordare constructivistă, Volumul 1. Consultarea de către books.google.com
5. James Chadwick Consultați pe es.wikipedia.org
6. Brown, Andrew (1997). Neutronul și bomba: o biografie a lui Sir James Chadwick. Oxford University Press. Recuperat de la amazon.co.uk
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Adus de la: britannica.com
8. James Chadwick (s.f.). Adus de la: atomicheritage.org
9. James Chadwick (s.f.). Adus de la: famousscientists.org
10. James Chadwick - Biografic (2014). Nobel Media AB. Adus de la: nobelprize.org
11. James Chadwick: Biografie și teorie atomică (s.f.). Adus de la: study.com
12. Principiile fizicii (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Adus de la: britannica.com
13. Wikipedia, Enciclopedia gratuită (2018). Descoperirea neutronului. Adus de la: en.wikipedia.org.