James Chadwick Biografie, atomový model, experimenty, příspěvky

James Chadwick (1891-1974) byl přední anglický fyzik uznávaný pro objev neutronů v roce 1932. Brzy poté, v roce 1935, získal Nobelovu cenu za fyziku za svůj příspěvek vědecké komunitě. Chadwickův zájem o neutrální poplatky vznikl asi 10 let, než mohl ověřit svou existenci.

Před touto kontrolou provedl Chadwick několik experimentů, které se ukázaly jako neúspěšné. To bylo úspěšné v 1932, když to bylo založené na experimentech francouzštiny Irène Joliot-Curie a Frédéric Joliot. Pozdnější, Chadwick věnoval se zkoumání použití jaderného štěpení pro vytvoření válečných zbraní.

Index

• 1 Biografie
  • 1.1 Původy
  • 1.2 Akademické vzdělávání
  • 1.3 Profesní kariéra
  • 1.4 Projekt Manhattan
  • 1.5 Jaderný arzenál pro Anglii
• 2 Atomový model Chadwicku
• 3 Experimenty
  • 3.1 Jaderné štěpení
• 4 Chadwickovy příspěvky k vědě
• 5 Články zájmu
• 6 Odkazy

Biografie

Původy

Chadwick se narodil ve městě Bollington, na severovýchodě Anglie, 20. října 1891. Byl synem dvou pokorných dělníků: jeho otec pracoval v železničním systému a jeho matka byla domácí pracovník..

Od útlého věku vystupoval Chadwick jako introvertní a mimořádně inteligentní dítě. On začal střední školu v Manchesteru, a ve věku 16 vyhrál stipendium ke studiu čistá fyzika u nyní zaniklé Victoria univerzity Manchestera..

Akademická formace

Mladý slib fyziky začal univerzitní studium formálně v roce 1908, ve věku 17 let.

On měl vynikající kariéru v akademii, a v posledním roce jeho kariéry on měl na starosti výzkum Nobelovy ceny Ernest Rutheford na dezintegraci elementů a chemii radioaktivních látek \ t.

Poté, co získal jeho titul ve fyzice v 1911, on se zapsal do magisterského studia fyziky, který kulminoval úspěšně v 1913. Během té doby on pokračoval pracovat ruku v ruce s Rutheford v jeho laboratoři \ t.

Později mu bylo přiznáno odborné stipendium, které umožnilo jeho přesun do Berlína, aby prohloubil výzkum beta záření vedle německého fyzika Hanse Geigera na Technische Hochschule.

Během svého pobytu v Berlíně začal první světovou válku, v červenci 1914. Kvůli obvinění ze špionáže byl do roku 1918 internován v koncentračním táboře pro civilisty v Ruhlebenu..

V 1919 Chadwick se vrátil do Anglie a začal jeho doktorát na univerzitě Cambridgea. Mezitím se vrátil k výzkumné práci Rutheforda, který v té době vedl Cavendish Laboratory renomované instituce..

V roce 1921, ve věku 21 let, získal doktorát (Ph.D. Philosophie Doctor) předložením zvláštního výzkumného dokumentu o jaderných silách a atomových číslech.

V 1923 on byl jmenován jako asistent ředitele výzkumu u Cavendish laboratoře v Cambridge. Chadwick sloužil v této roli až do roku 1935, kdy se rozhodl přestěhovat na univerzitu v Liverpoolu.

Profesionální kariéra

Díky jeho vědeckým příspěvkům se stal v roce 1932 hodným pro Hughesovu medaili. Toto uznání, které udělila londýnská Královská společnost, odměňuje ty, kteří objevují objevy o fyzikálních vědách a / nebo jejich praktických aplikacích..

V roce 1935 mu byla udělena Nobelova cena za fyziku za objev neutronu jako elementární částice bez elektrického náboje umístěného v atomovém jádru.

Během druhé světové války se Chadwick aktivně účastnil britského výboru MAUD, který byl vytvořen k analýze proveditelnosti využití jaderné technologie při výrobě bomby..

James Chadwick byl také klíčovou součástí projektu Tube Alloys Project, výzkumného programu schváleného a financovaného Spojeným královstvím s podporou Kanady, za účelem vývoje jaderných zbraní během druhé světové války..

Chadwick v tomto období vynikal svým vtipem a politickým poisem, neboť jeho návrhy sloužily jako most pro jednání o spolupráci v oblasti výzkumu mezi Spojeným královstvím, Kanadou a Spojenými státy..

Projekt Manhattan

Ke konci druhé světové války, Chadwick vzal štafetu britské mise v Manhattan projektu. Ten byl společným výzkumným projektem mezi Spojenými státy, Spojeným královstvím a Kanadou s cílem vyvinout první atomovou bombu.

Chadwick měl volný přístup ke všem důvěrným informacím projektu: návrhy, plány, data, rozpočty atd., Přestože je civilista a není Američan; Stojí za zmínku, že obě podmínky byly pro účast na projektu exkluzivní.

Později byl v roce 1945 jmenován anglickým gentlemanem ao rok později EE. UU udělil mu medaili za zásluhy za svůj přínos v projektu Manhattan.

Jaderný arzenál pro Anglii

Na konci druhé světové války Chadwick s velkým podnětem prosazoval iniciativu Spojeného království rozvíjet vlastní jaderný arzenál..

Ve snaze o dosažení tohoto cíle byl Chadwick zvolen členem Britského poradního výboru pro atomovou energii a rovněž se jako zástupce Spojeného království zúčastnil před Komisí OSN pro atomovou energii..

Kolem roku 1948 působil James Chadwick jako profesor na Gonville & Caius College University v Cambridge. Pak, v roce 1950, on byl udělen znovu Royal společností Londýna když přijímá Copley medaili.

O 8 let později se rozhodl dobrovolně odejít do Severního Walesu. James Chadwick zemřel 24. července 1974 ve městě Cambridge.

Atomový model Chadwicku

Atomový model Chadwicka se zaměřuje na modelování atomového jádra tvořeného nejen protony (pozitivními náboji), ale také neutrony (neutrální náboje).

Chadwickova horlivost demonstrovat existenci neutrálních částic byla vytvořena ve dvacátých letech 20. století, nicméně v té době se přední vědec pokusil marně. O deset let později Chadwick zopakoval experimenty Irène Joliot-Curie (dcera Marie Curie a Pierre Curie) a Frédéric Joliot (manžel Irène) ve Francii.

Tato dvojice vědců dosáhla vypuzení protonů ze vzorku parafínového vosku za použití paprsků gama.

Chadwick si myslel, že emise paprsků gama obsahovala neutrální částice a že tyto částice byly ty, které zasáhly vzorek vosku a následně vyvolaly uvolnění protonů z vosku.

Proto se pokusil tyto experimenty replikovat v Cavendish Laboratory a použil polonium - které bylo používáno Curie jako zdroj záření gama - k ozáření beryllií alfa částicemi..

Toto záření pak dopadlo na podobný vzorek parafinového vosku a protony uvedeného vzorku byly násilně vypuzeny z materiálu..

Chování protonů bylo pozorováno přes malou ionizační komoru, přizpůsobenou experimentu samotným Chadwickem.

Chadwick zjistil, že chování protonů uvolněných voskem lze vysvětlit pouze tehdy, když tyto částice zasáhly jiné elektricky neutrální částice a mají velmi podobnou hmotnost.

O dva týdny později, James Chadwick publikoval článek ve vědeckém časopise Příroda o možné existenci neutronů.

Nicméně, Chadwick koncipoval model zpočátku zvažovat, že neutron byl uspořádání sestávat z protonu a elektronu, který generoval neutrální náboj. Později německý fyzik Werner Heisenberg ukázal, že neutron je jedinečná a elementární částice.

Experimenty

Po objevu neutronu se Chadwick zaměřil na další a další pokračování s ohledem na charakterizaci této nové atomové složky..

Objev neutronu a atomového modelu Chadwicku znamenal revoluci v tradičním pohledu na vědu, vzhledem ke kolizím neutronů s atomovými jádry a vyloučení protonů mimo atom..

Beta rozklad je proces přes kterého beta částečky (elektron nebo positron) být emitován od jádra atomu, vyrovnat přítomnost protonů a neutronů v atomovém jádru.

Kvůli tomuto procesu, mnoho experimentů bylo provedeno celosvětově, motivovaný objevem Chadwick, indukovat přeměnu některých neutronů do protonů..

Protože každý chemický prvek je identifikován podle počtu protonů, které má, předchozí experimenty otevřely dveře pro vytvoření a / nebo objev nových chemických prvků s větším počtem protonů, které má..

Jaderné štěpení

Chadwick zdůraznil jeho pozdnější analýzy v použití neutronů rozdělit atomy těžkých jader do několika menších jader, přes proces jaderného štěpení..

Je pojmenován tímto způsobem, protože k dělení dochází v jádru atomu a produkuje extrémně velké množství energie. Tento koncept byl použit pro návrh silných jaderných zbraní.

Chadwick dokonce financoval koupi urychlovače částic během jeho pobytu v Liverpoolu, a pro toto on používal část prostředků získaných tím, že vyhraje Nobelovu cenu v 1935 \ t.

Příspěvky Chadwicka k vědě

Mezi příspěvky Jamese Chadwicka k vědě podtrhuje objev neutronu, za který získal Nobelovu cenu za fyziku z roku 1935. Také se podílel na výstavbě atomové bomby ve Spojených státech, napsal o ozařování radioaktivních látek a objevil tritium.

Objev neutronu

Během vyšetřování v Cavendish Laboratory v Cambridge provedli Rutherford a Chadwick experimenty s alfa částicemi, aby prozkoumali povahu atomového jádra. Stojí za zmínku, že atomové jádro objevil Rutherford v roce 1911.

Tato vyšetření byla prováděna analýzou záření, které nikdy nebylo pozorováno z berylia, když byl tento materiál vystaven bombardování částicemi alfa..

Toto záření bylo tvořeno částicemi hmoty velmi podobnými hmotnosti protonu, ale bez elektrického náboje. Tyto částice byly v důsledku neutrality jejich složení nazývány neutrony.

Chadwick dělal tento objev v střední-1932, as tím on definoval prostory Chadwickova atomového modelu, detaily kterého jsou podrobně popsány v následující části tohoto článku..

Jaderný výzkum

Objev neutronu Chadwickem učinil příznivý scénář pro objev jaderného štěpení a vývoj válečných zbraní s touto technologií..

Chadwick zjistil, že bombardováním atomu elementu neutrony může být jádro tohoto materiálu proniknuto a rozděleno, což vytváří značné množství energie..

Odtud Chadwick oznámil nevyhnutelnou povahu tohoto typu technologie pro vývoj válečných zbraní a stal se přímo zapojen do diplomatických otázek souvisejících s tímto procesem v USA. UU a Anglie.

Chadwick spolupracoval na stavbě atomové bomby spolu s jinými americkými a kanadskými vědci mezi 1943 a 1945.

Byl pověřen vedením anglické vědecké delegace, která pracovala v laboratoři Los Alamos v New Mexico ve Spojených státech. V 1939 Spojené státy zahájí vyšetřování Manhattan projektu, kódové jméno, které přijalo atomovou bombu.

Prezident Franklin Delano Roosevelt byl varován jadernými vědci Edward Teller, Leó Szilárd a Eugene Wigner, přes Albert Einstein, o použití jaderného štěpení pro výrobu bomb nacisty..

Objev tritia

Tritium už bylo identifikováno v roce 1911 anglickým vědcem Josephem Johnem Thomsonem, ale věřil, že se jedná o triatomickou molekulu.

Ernest Rutherford to již oznámil, ale až v roce 1934, kdy Chadwick pracoval pro Rutherfordův tým, jej označil za izotop vodíku..

Tritium je radioaktivní izotop vodíku, jehož symbol je HH. Skládá se z jádra tvořeného protonem a dvěma neutrony.

Tritium se vytváří bombardováním neutrony bez obsahu dusíku, lithia a boru.

Usnadnění štěpení uranu 235

Objev neutronu James Chadwick usnadnil štěpení jader; to znamená oddělení uranu 235 od uranu -238, chemického prvku vyskytujícího se v přírodě.

Obohacení uranu 235 je proces, kterému je přírodní uran vystaven za účelem získání izotopu 235 a produkce jaderné energie. Štěpení je jaderná reakce; to je, to je spouštěno v jádru atomu.

Tato chemická reakce nastane, když je těžké jádro rozděleno do dvou nebo více menších jader a v některých vedlejších produktech, jako jsou fotony (paprsky gama), volné neutrony a další fragmenty jádra..

Smlouvy o ozařování radioaktivních látek

V roce 1930 napsal James Chadwick pojednání o ozařování radioaktivních látek.  

Chadwickovi se podařilo změřit hmotnost neutronu a odvodil, že je to podobné protonu s rozdílem: že má neutrální elektrický náboj.

Poté dospěl k závěru, že atomové jádro bylo složeno z neutronů a protonů a že počet protonů byl podobný počtu elektronů..

Jeho výzkum a příspěvky k práci fyzikální laboratoře University of Manchester a University of Cambridge v Anglii, byly klíčem k poznání jaderné energie a konstrukci atomového modelu Rutherford..

Články zájmu

Atomový model Schrödingera.

Atomový model Broglie.

Atomový model Heisenberga.

Atomový model Perrinu.

Atomový model Thomsona.

Atomový model Daltona.

Atomový model Dirac Jordan.

Atomový model Democritus.

Atomový model Bohr.

Odkazy

1. J. Chadwick, The Existence of Neutron, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) Přístup k 18. prosinci 2017 z chemteam.info
2. Chadwick (1891-1974). Konzultováno s losavancesdelaquimica.com
3. James Chadwick - biografie. Konzultováno s buscabiografias.com
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Chemie 1. Konstruktivistický přístup, svazek 1. Konzultován u knih.google.com
5. James Chadwick. Konzultováno na adrese es.wikipedia.org
6. Brown, Andrew (1997). Neutron a bomba: Biografie sira Jamese Chadwicka. Oxford University Press. Obnoveno z amazon.co.uk
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
8. James Chadwick (s.f.). Zdroj: atomicheritage.org
9. James Chadwick (s.f.). Zdroj: slavscientists.org
10. James Chadwick - životopisný (2014). Nobel Media AB. Zdroj: nobelprize.org
11. James Chadwick: Biografie a atomová teorie (s.f.). Zdroj: study.com
12. Principy fyzikální vědy (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
13. Experimentální strojový překlad hesla 2018 z encyklopedie Wikipedia pořízený překladačem Eurotran. Objev neutronu. Zdroj: en.wikipedia.org.