Јамес Цхадвицк Биографија, Атомски модел, Експерименти, Прилози

Јамес Цхадвицк (1891-1974) био је водећи енглески физичар признат за откриће неутрона 1932. године. Убрзо након тога, 1935., добио је Нобелову награду за физику за свој допринос научној заједници. Чадвикова забринутост за неутралне оптужбе настала је око 10 година прије него што је могао провјерити своје постојање.

Пре ове провјере, Цхадвицк је провео неколико експеримената који су се показали неуспјешнима. Био је успешан 1932. године, када је био заснован на експериментима француске Ирене Јолиот-Цурие и Фредериц Јолиота. Касније се Чедвик посветио истраживању употребе нуклеарне фисије за стварање ратног оружја.

Индек

• 1 Биограпхи
  • 1.1 Оригинс
  • 1.2 Академска обука
  • 1.3 Професионална каријера
  • 1.4 Пројекат Манхаттан
  • 1.5 Нуклеарни арсенал за Енглеску
• 2 Атомски модел Цхадвицка
• 3 Екпериментс
  • 3.1 Нуклеарна фисија
• 4 Чадвиков допринос науци
• 5 чланака од интереса
• 6 Референце

Биограпхи

Оригинс

Цхадвицк је рођен у граду Боллингтону, на сјевероистоку Енглеске, 20. октобра 1891. године. Био је син двојице скромних радника: његов отац је радио у жељезничком суставу и његова мајка је била кућни радник..

Од малена Цхадвицк се истицао као интровертирано и изузетно интелигентно дијете. Почео је средњу школу у Манчестеру, а са 16 година је добио стипендију за студиј физике на сада изумрлом Вицториа Университи оф Манцхестер..

Академска формација

Младо обећање о физици почело је са универзитетским студијама 1908. године, са 17 година.

Имао је истакнуту каријеру на академији, ау последњој години каријере био је задужен за истраживање Нобелове награде Ернест Рутхедфорд о дезинтеграцији елемената и хемији радиоактивних супстанци..

Након што је дипломирао физику 1911. године, уписао је магистарске студије из физике, које су кулминирале 1913. године. Током тог периода наставио је да ради руку под руку са Рутхефордом у својој лабораторији..

Касније је имао користи од стручне стипендије која је омогућила његов трансфер у Берлин, у Њемачку, како би продубио истраживање о бета зрачењу поред њемачког физичара Ханса Геигера на Тецхнисцхе Хоцхсцхуле..

Током боравка у Берлину почео је Први свјетски рат, у јулу 1914. године. Због оптужбе за шпијунажу, био је интерниран у концентрациони логор за цивиле у Рухлебену до 1918. године..

Године 1919. Цхадвицк се вратио у Енглеску и почео докторирати на Универзитету у Кембриџу. У међувремену се придружио истраживачком раду Рутхефорда, који је у то вријеме водио Цавендисх лабораторију реномиране институције..

Године 1921., са 21 годином, докторирао је (Пх.Д.). Пхилосопхие Доцтор), представљањем посебног истраживачког рада о нуклеарним снагама и атомским бројевима.

Године 1923. постављен је за помоћника директора истраживања у Лабораторији Цавендисх у Кембриџу. Чадвик је служио у тој улози до 1935. године, када је одлучио да се пресели на Универзитет у Ливерпулу.

Професионална каријера

Захваљујући његовим научним доприносима постао је достојан Хугхесове медаље 1932. године. Ово признање, додељено од стране Краљевског друштва у Лондону, награђује оне који праве открића о физичким наукама и / или њиховим практичним применама..

Године 1935. добио је Нобелову награду за физику за откривање неутрона као елементарне честице без електричног набоја која се налази у атомском језгру..

Током Другог светског рата Цхадвицк је активно учествовао у Британском комитету МАУД-а, комисије која је направљена да анализира изводљивост употребе нуклеарне технологије у производњи бомбе..

Јамес Цхадвицк је такође био кључни део пројекта Аллоис Тубе, истраживачког програма који је одобрила и финансирала Велика Британија уз подршку Канаде, за развој нуклеарног оружја током Другог светског рата..

Чадвик се током овог периода истакао за своју памет и политичку равнотежу, јер су његови предлози служили као мост за преговоре о истраживачкој сарадњи између Уједињеног Краљевства, Канаде и САД..

Манхаттан Пројецт

Пред крај Другог светског рата, Чадвик је преузео палицу британске мисије у Пројекту Манхаттан. Ово је био заједнички истраживачки пројекат између Сједињених Држава, Уједињеног Краљевства и Канаде, како би се развила прва атомска бомба.

Цхадвицк је имао слободан приступ свим повјерљивим информацијама о пројекту: нацртима, плановима, подацима, буџетима, итд., Иако је био цивил и није био Американац; Важно је напоменути да су оба услова била искључива за учешће у пројекту.

Касније је 1945. године проглашен за енглеског господина, а годину касније и за ЕЕ. УУ додијелио му Медаљу за заслуге за његов допринос вриједности у Пројекту Манхаттан.

Нуклеарни арсенал за Енглеску

На крају Другог светског рата Цхадвицк је са великим потицајом промовисао иницијативу Уједињеног Краљевства да развије властити нуклеарни арсенал.

У остваривању тог циља, Чадвик је изабран за члана Британског саветодавног комитета за атомску енергију, а такође је учествовао као представник Уједињеног Краљевства пред Комисијом Уједињених нација за атомску енергију..

Око 1948. Јамес Цхадвицк је био професор на Гонвилле & Цаиус колеџу Универзитета у Цамбридгеу. Тада је 1950. поново добио награду од Краљевског друштва у Лондону када је примио Цоплеи медаљу.

8 година касније одлучује се добровољно повући у Сјеверни Велс. Јамес Цхадвицк је умро 24. јула 1974. у граду Кембриџу.

Атомски модел Цхадвицка

Атомски модел Цхадвицка усредсређен је на моделирање атомског језгра не само протона (позитивних набоја), већ и неутрона (неутралних набоја)..

Цхадвицкова ревност да демонстрира постојање неутралних честица настала је у 1920. Међутим, тада је водећи научник узалудно покушавао. Десет година касније Цхадвицк је реплицирао експерименте Ирене Јолиот-Цурие (кћер Марие Цурие и Пиерре Цурие) и Фредериц Јолиота (супруга Ирене) у Француској.

Овај пар научника постигао је избацивање протона из узорка парафинског воска помоћу гама зрака.

Чадвик је сматрао да емисија гама-зрака садржи неутралне честице, те да су те честице оне које су удариле узорак воска, а затим изазвале ослобађање протона из воска.

Због тога је покушао да реплицира ове експерименте у Цавендисх Лаборатори и користи полонијум - који су Цуријеви користили као извор гама зрачења - за озрачивање берилијума алфа честицама..

Затим је ово зрачење утицало на сличан узорак парафинског воска, а протони поменутог узорка су били силовито избачени из материјала.

Понашање протона је посматрано кроз малу јонизациону комору, коју је Цхадвицк сам прилагодио експерименту.

Чадвик је открио да се понашање протона које ослобађа восак може објаснити само ако су те честице погодиле друге електричне неутралне честице и са веома сличном масом.

Две недеље касније, Јамес Цхадвицк је објавио чланак у научном часопису Природа о могућем постојању неутрона.

Међутим, Цхадвицк је на почетку осмислио модел узимајући у обзир да је неутрон аранжман који се састоји од протона и електрона, који је генерисао неутрални набој. Касније је немачки физичар Вернер Хеисенберг показао да је неутрон јединствена и елементарна честица.

Експерименти

Након открића неутрона, Цхадвицк се фокусирао на даље и даље с обзиром на карактеризацију ове нове атомске компоненте.

Откриће неутрона и атомског модела Цхадвицка револуционирало је традиционални поглед на науку, с обзиром на колизије неутрона са атомским језгром и избацивање протона изван атома..

Бета декомпозиција је процес кроз који се бета-честице (електрон или позитрон) емитују из језгра атома, да би се балансирало присуство протона и неутрона у атомском језгру..

Захваљујући овом процесу, у свету су спроведени многи експерименти, мотивисани открићем Чадвика, да би се изазвало претварање неких неутрона у протоне..

Пошто је сваки хемијски елемент идентификован према броју протона које поседује, претходни експерименти отворили су врата за стварање и / или откривање нових хемијских елемената са већим бројем протона у његовом поседу..

Нуклеарна фисија

Чадвик је нагласио своју каснију анализу употребе неутрона за раздвајање атома тешких језгара на неколико мањих језгара, кроз процес нуклеарне фисије..

Тако се назива, јер се у језгру атома јавља подела и производи изузетно велику количину енергије. Овај концепт је коришћен за пројектовање моћног нуклеарног оружја.

Чадвик је чак финансирао куповину акцелератора честица током свог боравка у Ливерпулу, и за то је искористио део средстава добијених освајањем Нобелове награде 1935. године..

Чадвиков допринос науци

Међу доприносима Џејмса Чедвика науци наглашава откриће неутрона, за који је добио Нобелову награду за физику 1935. године. Такође је учествовао у изградњи атомске бомбе у Сједињеним Државама, писао о зрачењу радиоактивних супстанци и открио трицијум.

Откриће неутрона

Током својих истраживања у лабораторији Цавендисх у Кембриџу, Рутхерфорд и Цхадвицк су спровели експерименте са алфа честицама да би истражили природу атомског језгра. Вреди напоменути да је атомско језгро открило Рутхерфорд 1911. године.

Ова истраживања су спроведена анализом радијације која никада није виђена из берилијума, када је овај материјал био изложен бомбардовању алфа честица..

Ово зрачење је сачињено од честица масе које су врло сличне маси протона, али без електричног набоја. Ове честице су назване неутронима, због неутралности њиховог састава.

Чадвик је открио ово откриће средином 1932. године и тиме је дефинисао простор Цхадвицковог атомског модела, који је детаљно описан у следећем делу овог чланка..

Нуклеарна истраживања

Откриће неутрона од стране Чадвика направило је повољан сценарио за откриће нуклеарне фисије и развој ратног оружја овом технологијом.

Чадвик је открио да бомбардовањем атома елемента са неутронима, језгро овог материјала може да се продре и подели, генеришући значајну количину енергије.

Одатле је Чадвик најавио неизбјежну природу ове врсте технологије за развој оружја за рат и постао је директно укључен у дипломатска питања везана за овај процес у САД. УУ и Енглеска.

Чадвик је сарађивао у изградњи атомске бомбе заједно са другим америчким и канадским научницима између 1943. и 1945. године.

Био је задужен за вођење енглеске научне делегације која је радила у Лос Аламос лабораторији у Новом Мексику, САД. Године 1939. Сједињене Државе иницирају истраге о пројекту на Менхетну, кодном имену које је добило атомску бомбу.

Предсједник Франклин Делано Роосевелт је упозорен од стране нуклеарних научника Едварда Теллера, Лео Сзиларда и Еугене Вигнера, преко Алберта Ајнштајна, о кориштењу нуклеарне фисије за производњу бомби од стране нациста.

Откриће трицијума

Трицијум је већ 1911. године идентификовао енглески научник Џозеф Џон Томсон, али је веровао да је то триатомски молекул..

Ернест Рутхерфорд је то већ најавио, али то није било све до 1934. године, када га је Цхадвицк, који је радио за Рутхерфордов тим, сврстао у изотоп водика..

Тритиј је радиоактивни изотоп водика, чији је симбол ХХ. Састоји се од језгра формираног протоном и два неутрона.

Тритиј настаје бомбардовањем са неутронима без азотних, литијумских и борних циљева.

Олакшавање фисије уранијума 235

Откриће неутрона од стране Јамеса Цхадвицка олакшало је нуклеарну фисију; то јест, одвајање уранијума 235 од уранијума -238, хемијског елемента који се налази у природи.

Обогаћивање уранијума 235 је процес којим се природни уран подвргава ради добијања изотопа 235 и производње нуклеарне енергије. Фисија је нуклеарна реакција; то јест, то се покреће у језгру атома.

Ова хемијска реакција се дешава када је тешка језгра подељена на два или више мањих језгара, ау неким споредним производима као што су фотони (гама зраци), слободни неутрони и други фрагменти језгра..

Уговор о зрачењу радиоактивних супстанци

1930. Јамес Цхадвицк је написао расправу о зрачењу радиоактивних супстанци.  

Чадвик је успео да измери масу неутрона и закључио да је сличан протону са разликом: да има неутралан електрични набој..

Затим је закључио да је атомско језгро састављено од неутрона и протона и да је број протона сличан броју електрона..

Његово истраживање и допринос раду лабораторије за физику Универзитета у Манчестеру и Универзитета у Кембриџу у Енглеској, били су кључни за знање о нуклеарној енергији и изградњу атомског модела Рутхерфорда..

Чланци од интереса

Атомски модел Шредингера.

Атомски модел Броглие.

Атомски модел Хеисенберга.

Атомски модел Перрина.

Атомски модел Тхомсона.

Атомски модел Далтона.

Атомски модел Дирац Јордан.

Атомски модел Демокрита.

Атомски модел Бохра.

Референце

1. Ј. Цхадвицк, Постојање неутрона, Проц. Рои. А 136 (1932) Аццессед Децембер 18, 2017 фром цхемтеам.инфо
2. Цхадвицк (1891-1974). Цонсултед оф лосаванцесделакуимица.цом
3. Јамес Цхадвицк - биографија. Цонсултед оф бусцабиографиас.цом
4. Перез Агуирре, Габриела. Хемија 1. Конструктивистички приступ, свезак 1. Прегледано од боокс.гоогле.цом
5. Јамес Цхадвицк. Консултовано на ес.википедиа.орг
6. Бровн, Андрев (1997). Неутрон и бомба: биографија Сир Јамес Цхадвицка. Окфорд Университи Пресс. Рецоверед фром амазон.цо.ук
7. Јамес Цхадвицк (1998). Енцицлопӕдиа Британница, Инц Добављено из: британница.цом
8. Јамес Цхадвицк (с.ф.). Преузето са: атомицхеритаге.орг
9. Јамес Цхадвицк (с.ф.). Преузето са: фамоуссциентистс.орг
10. Јамес Цхадвицк - Биограпхицал (2014). Нобел Медиа АБ. Преузето са: нобелпризе.орг
11. Јамес Цхадвицк: Биограпхи & Атомиц Тхеори (с.ф.). Преузето са: студи.цом
12. Принципи физичке науке (1998). Енцицлопӕдиа Британница, Инц Добављено из: британница.цом
13. Википедиа, Тхе Фрее Енцицлопедиа (2018). Откриће неутрона. Преузето са: ен.википедиа.орг.