James Chadwick (1891-1974) był wybitnym fizykiem angielskim, uznanym za odkrycie neutronu w 1932 r. Wkrótce potem, w 1935 r., Otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za wkład w rozwój społeczności naukowej. Zainteresowanie Chadwicka neutralnymi zarzutami pojawiło się około 10 lat, zanim był w stanie udowodnić ich istnienie.
Przed tym sprawdzeniem Chadwick przeprowadził kilka eksperymentów, które zakończyły się niepowodzeniem. Odniosła sukces w 1932 roku, kiedy powstała w oparciu o eksperymenty francuskiej Irène Joliot-Curie i Frédérica Joliota. Później Chadwick poświęcił się badaniom nad wykorzystaniem rozszczepienia jądrowego do tworzenia broni wojennej.
Indeks artykułów
Chadwick urodził się w mieście Bollington, w północno-wschodniej Anglii, 20 października 1891 roku. Był synem dwóch skromnych robotników: jego ojciec pracował na kolei, a jego matka pracowała jako pomoc domowa..
Od najmłodszych lat Chadwick wyróżniał się jako introwertyczne i niezwykle inteligentne dziecko. Rozpoczął naukę w liceum w Manchesterze, aw wieku 16 lat zdobył stypendium pozwalające na studiowanie fizyki na nieistniejącym już Uniwersytecie Wiktorii w Manchesterze..
Młoda obietnica fizyki formalnie rozpoczęła studia w 1908 roku, w wieku 17 lat.
Dokonał wybitnego kroku w akademii, aw ostatnim roku swojej kariery uczestniczył w badaniach noblisty Ernesta Rutherforda na temat rozpadu pierwiastków i chemii substancji radioaktywnych..
Po uzyskaniu dyplomu z fizyki w 1911 r. Rozpoczął studia magisterskie z fizyki, które z powodzeniem ukończył w 1913 r. W tym czasie kontynuował pracę ramię w ramię z Rutherfordem w jego laboratorium..
Następnie otrzymał stypendium zawodowe, które pozwoliło mu przenieść się do Berlina w Niemczech, aby wspólnie z niemieckim fizykiem Hansem Geigerem w Technische Hochschule prowadzić dalsze badania nad promieniowaniem beta..
Podczas pobytu w Berlinie w lipcu 1914 r. Wybuchła pierwsza wojna światowa. Pod zarzutem szpiegostwa był do 1918 r. Internowany w obozie koncentracyjnym dla ludności cywilnej w Ruhleben..
W 1919 roku Chadwick wrócił do Anglii i rozpoczął doktorat na Uniwersytecie w Cambridge. W międzyczasie powrócił do pracy badawczej Rutherforda, który kierował wówczas Laboratorium Cavendisha renomowanej instytucji.
W 1921 roku, w wieku 21 lat, uzyskał stopień doktora: Doktor filozofii), przedstawiając specjalny artykuł badawczy dotyczący sił jądrowych i liczb atomowych.
W 1923 roku został mianowany zastępcą dyrektora ds. Badań w Cavendish Laboratory w Cambridge. Chadwick pełnił tę rolę do 1935 roku, kiedy zdecydował się przenieść na University of Liverpool.
Dzięki jego wkładowi naukowemu w 1932 r. Został odznaczony medalem Hughesa. To wyróżnienie, przyznane przez Royal Society of London, nagradza tych, którzy dokonują odkryć w dziedzinie nauk fizycznych i / lub ich praktycznych zastosowań..
W 1935 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie neutronu jako cząstki elementarnej bez ładunku elektrycznego znajdującej się w jądrze atomowym..
Podczas II wojny światowej Chadwick działał w brytyjskim komitecie MAUD, komisji utworzonej w celu analizy możliwości wykorzystania technologii jądrowej do produkcji bomby..
James Chadwick był również centralną częścią projektu Tube Alloys Project, programu badawczego autoryzowanego i finansowanego przez Wielką Brytanię przy wsparciu Kanady, mającego na celu opracowanie broni jądrowej podczas II wojny światowej..
W tym okresie Chadwick był znany ze swojego dowcipu i politycznego opanowania, ponieważ jego propozycje służyły jako pomost do negocjacji współpracy śledczej między Wielką Brytanią, Kanadą i Stanami Zjednoczonymi..
Pod koniec II wojny światowej Chadwick przejął pałeczkę brytyjskiej misji w Projekcie Manhattan. Ten ostatni był wspólnym projektem badawczym Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Kanady, którego celem było opracowanie pierwszej bomby atomowej.
Chadwick miał swobodny dostęp do wszystkich poufnych informacji dotyczących projektu: projektów, planów, danych, szacunków itp., Mimo że był cywilem, a nie Amerykaninem; Warto zauważyć, że oba warunki były wyłączne do udziału w projekcie.
W 1945 r. Został angielskim rycerzem, a rok później Stany Zjednoczone przyznały mu Medal Zasługi za jego wkład w realizację Projektu Manhattan..
Pod koniec II wojny światowej Chadwick mocno promował inicjatywę Wielkiej Brytanii w celu stworzenia własnego arsenału nuklearnego..
Aby osiągnąć ten cel, Chadwick został wybrany na członka Brytyjskiego Komitetu Doradczego ds. Energii Atomowej, a także był przedstawicielem Wielkiej Brytanii w Komisji ds. Energii Atomowej ONZ..
Około 1948 roku James Chadwick pracował jako profesor w Gonville & Caius College na Uniwersytecie Cambridge. Później, w 1950 roku, Królewskie Towarzystwo Londyńskie przyznało mu medal Copleya..
8 lat później zdecydował się dobrowolnie przenieść na emeryturę do Północnej Walii. James Chadwick zmarł 24 lipca 1974 roku w mieście Cambridge.
Model atomowy Chadwicka skupia się na modelowaniu jądra atomowego składającego się nie tylko z protonów (ładunki dodatnie), ale także neutronów (ładunki obojętne)..
Od odkrycia neutronu przez Chadwicka atom był rozumiany jako jądro z protonami i neutronami, przyjmując prawie całą masę atomu, elektrony krążące wokół jądra na odpowiadających im poziomach energii.
Zainteresowanie Chadwicka w udowodnieniu istnienia cząstek neutralnych pojawiło się w latach 20. XX w. Jednak w tym czasie wybitny naukowiec podjął wiele prób, które nie przyniosły skutku. Dziesięć lat później Chadwick powtórzył eksperymenty Irène Joliot-Curie (córki Marie Curie i Pierre'a Curie) i Frédérica Joliot (męża Irène) we Francji.
Tej parze naukowców udało się wydalić protony z próbki wosku parafinowego za pomocą promieni gamma..
Chadwick uważał, że emisja promieniowania gamma zawiera neutralne cząstki i że to właśnie te cząstki zderzyły się z próbką wosku, powodując następnie uwolnienie protonów z wosku..
Dlatego próbował powtórzyć te eksperymenty w Laboratorium Cavendisha i użył polonu - który był używany przez Curie jako źródło promieniowania gamma - do naświetlania berylu cząstkami alfa..
To promieniowanie następnie uderzyło w podobną próbkę wosku parafinowego, a protony w tej próbce zostały gwałtownie wyrzucone z materiału..
Zachowanie protonów obserwowano za pomocą małej komory jonizacyjnej, przystosowanej do eksperymentu samego Chadwicka.
Chadwick odkrył, że zachowanie protonów uwolnionych przez wosk można wyjaśnić tylko wtedy, gdyby cząstki te zderzyły się z innymi cząsteczkami obojętnymi elektrycznie io bardzo podobnej masie..
Dwa tygodnie później James Chadwick opublikował artykuł w czasopiśmie naukowym Natura na temat możliwego istnienia neutronów.
Jednak Chadwick stworzył model początkowo, biorąc pod uwagę, że neutron był układem złożonym z protonu i elektronu, które generowały ładunek obojętny. Później niemiecki fizyk Werner Heisenberg wykazał, że neutron był pojedynczą, elementarną cząstką.
Po odkryciu neutronu Chadwick skupił się na posuwaniu się coraz dalej w odniesieniu do charakterystyki tego nowego składnika atomowego..
Odkrycie neutronu i modelu atomowego Chadwicka zrewolucjonizowało tradycyjny pogląd na naukę, biorąc pod uwagę zderzenia neutronów z jądrem atomowym i wyrzucenie protonów z atomu..
Rozkład beta to proces, w którym cząstki beta (elektron lub pozyton) są emitowane z jądra atomu, aby zrównoważyć obecność protonów i neutronów w jądrze atomowym.
Dzięki temu procesowi przeprowadzono na całym świecie niezliczone eksperymenty, motywowane odkryciem Chadwicka, aby wywołać konwersję niektórych neutronów w protony..
Ponieważ każdy pierwiastek chemiczny jest identyfikowany na podstawie liczby posiadanych protonów, poprzednie eksperymenty otworzyły drzwi do tworzenia i / lub odkrywania nowych pierwiastków chemicznych z większą liczbą protonów za pasem..
Chadwick podkreślił swoje późniejsze analizy dotyczące wykorzystania neutronów do podziału ciężkich atomów jądra na kilka mniejszych jąder w procesie rozszczepienia jądrowego..
Nazwano go tak, ponieważ podział następuje w jądrze atomu i wytwarza niezwykle dużą ilość energii. Ta koncepcja została wykorzystana do zaprojektowania potężnej broni jądrowej.
Chadwick sfinansował nawet zakup akceleratora cząstek podczas swojego pobytu w Liverpoolu, wykorzystując na to część dochodów z nagrody Nobla w 1935 roku..
Wśród wkładów Jamesa Chadwicka do nauki wyróżnia się odkrycie neutronu, za które w 1935 roku zdobył Nagrodę Nobla z fizyki. Brał także udział w budowie bomby atomowej w Stanach Zjednoczonych, pisał o promieniowaniu z substancji radioaktywnych i odkrył tryt.
Podczas swoich badań w Cavendish Laboratory w Cambridge Rutherford i Chadwick przeprowadzili eksperymenty z cząstkami alfa, aby dowiedzieć się o naturze jądra atomowego. Warto zauważyć, że jądro atomowe zostało odkryte przez Rutherforda w 1911 roku.
Badania te przeprowadzono na podstawie analizy promieniowania nigdy wcześniej nie widzianego emanującego z berylu, gdy materiał ten został wystawiony na bombardowanie cząstkami alfa..
Wspomniane promieniowanie składało się z cząstek o masie bardzo zbliżonej do masy protonu, ale bez ładunku elektrycznego. Cząsteczki te nazwano neutronami ze względu na neutralność ich składu..
Chadwick dokonał tego odkrycia w połowie 1932 roku i tym samym zdefiniował założenia modelu atomowego Chadwicka, którego szczegóły opisano szczegółowo w następnej części tego artykułu..
Odkrycie neutronu przez Chadwicka stworzyło korzystny scenariusz dla odkrycia rozszczepienia jądrowego i rozwoju broni wojennej za pomocą tej technologii..
Chadwick odkrył, że poprzez bombardowanie atomu pierwiastka neutronami jądro tego materiału może zostać penetrowane i rozszczepione, generując znaczną ilość energii..
Stamtąd Chadwick ogłosił nieuchronność tego typu technologii dla rozwoju broni wojennej i bezpośrednio zaangażował się w sprawy dyplomatyczne związane z tym procesem w Stanach Zjednoczonych i Anglii..
Chadwick współpracował przy budowie bomby atomowej wraz z innymi naukowcami amerykańskimi i kanadyjskimi w latach 1943-1945.
Był odpowiedzialny za kierowanie angielską delegacją naukową, która pracowała w laboratorium Los Alamos w Nowym Meksyku w Stanach Zjednoczonych. W 1939 roku Stany Zjednoczone rozpoczęły badania nad Projektem Manhattan, kryptonimem bomby atomowej..
Prezydent Franklin Delano Roosevelt został ostrzeżony przez naukowców nuklearnych Edwarda Tellera, Leó Szilárda i Eugene'a Wignera za pośrednictwem Alberta Einsteina o wykorzystaniu rozszczepienia jądrowego do produkcji bomb przez nazistów.
Tryt został już zidentyfikowany w 1911 roku przez angielskiego naukowca Josepha Johna Thomsona, ale uważał, że jest to cząsteczka triatomiczna.
Ernest Rutherford również to ogłosił, ale dopiero w 1934 roku Chadwick, pracujący dla zespołu Rutherforda, skatalogował go jako izotop wodoru..
Tryt jest radioaktywnym izotopem wodoru, którego symbolem jest ³H. Składa się z jądra złożonego z protonu i dwóch neutronów.
Tryt jest wytwarzany przez bombardowanie wolnymi neutronami celów azotu, litu i boru..
Odkrycie neutronu przez Jamesa Chadwicka ułatwiło rozszczepienie jądrowe; to znaczy oddzielenie uranu 235 od uranu -238, pierwiastka chemicznego występującego w naturze.
Wzbogacanie uranu 235 to proces, któremu przechodzi naturalny uran w celu uzyskania izotopu 235 i wytworzenia energii jądrowej. Rozszczepienie to reakcja jądrowa; to znaczy, jest wyzwalany w jądrze atomu.
Ta reakcja chemiczna zachodzi, gdy ciężkie jądro jest podzielone na dwa lub więcej mniejszych jąder i niektóre produkty uboczne, takie jak fotony (promienie gamma), wolne neutrony i inne fragmenty jądra..
W 1930 roku James Chadwick napisał traktat o promieniowaniu z substancji radioaktywnych. Udało mu się zmierzyć masę neutronu i wywnioskować, że był podobny do protonu z jedną różnicą: miał neutralny ładunek elektryczny..
Następnie doszedł do wniosku, że jądro atomowe składa się z neutronów i protonów, a liczba protonów jest podobna do liczby elektronów..
Jego badania i wkład w prace laboratorium fizycznego Uniwersytetu w Manchesterze i Uniwersytetu Cambridge w Anglii były kluczowe dla wiedzy o energii jądrowej i konstrukcji modelu atomowego Rutherforda..
Model atomowy Schrödingera.
Model Atomic de Broglie.
Model atomowy Heisenberga.
Model atomowy Perrina.
Model atomowy Thomsona.
Model atomowy Daltona.
Model atomowy Diraca Jordana.
Atomowy model Demokryta.
Model atomowy Leucippus.
Model atomowy Bohra.
Model atomowy Sommerfelda.
Aktualny model atomowy.
Jeszcze bez komentarzy