ג'יימס צ'אדוויק ביוגרפיה, דגם אטומי, ניסויים, תרומות

ג 'יימס צ' אדוויק (1891-1974) היה פיסיקאי אנגלי מוביל שהכיר בגילוי הנויטרונים ב -1932. זמן קצר לאחר מכן, בשנת 1935, זכה בפרס נובל בפיסיקה על תרומתו לקהילה המדעית. דאגתו של צ'דוויק להאשמות נייטרליות התעוררה כעשר שנים לפני שהצליח לאמת את קיומו.

לפני בדיקה זו, שנערך Chadwick כמה ניסויים שהוכיחו. זה היה מוצלח בשנת 1932, כאשר זה היה מבוסס על הניסויים של צרפת אירן Joliot-Curie ו Frédéric Joliot. מאוחר יותר הקדיש צ'דוויק את עצמו לחקור את השימוש בבקיע גרעיני ליצירת נשק מלחמה.

אינדקס

• 1 ביוגרפיה
  • 1.1 מקורות
  • 1.2 הכשרה אקדמית
  • קריירה מקצועית
  • 1.4 פרויקט מנהטן
  • 1.5 ארסנל גרעיני לאנגליה
• דגם אטומי של צ'אדוויק
• 3 ניסויים
  • 3.1 ביקוע גרעיני
• 4 תרומותיו של צ'אדוויק למדע
• מאמרים בעלי עניין
• 6 הפניות

ביוגרפיה

מקורות

צ'אדוויק נולד בעיר בולינגטון שבצפון-מזרח אנגליה, ב- 20 באוקטובר 1891. הוא היה בנו של שני פועלים צנועים: אביו עבד במערכת הרכבת ואמו היתה עובדת ביתית..

מגיל צעיר התבלט צ'אדוויק כילד מופנם ואינטליגנטי מאוד. הוא התחיל בתיכון במנצ'סטר, ובגיל 16 זכה במלגה ללימודי פיסיקה טהורה באוניברסיטת ויקטוריה שנכחדה מאוניברסיטת ויקטוריה..

מבנה אקדמי

ההבטחה הצעירה לפיסיקה החלה את לימודיו באוניברסיטה באופן רשמי בשנת 1908, בגיל 17.

הוא היה בעל קריירה מכובדת באקדמיה, ובשנה האחרונה של הקריירה שלו הוא היה אחראי על פרס נובל ארנסט רות'פורד על התפרקות של אלמנטים וכימיה של חומרים רדיואקטיביים.

לאחר קבלת התואר שלו בפיסיקה בשנת 1911, הוא נרשם ללימודי תואר שני בפיזיקה, שהגיע לשיאו בהצלחה בשנת 1913. במהלך אותו זמן הוא המשיך לעבוד יד ביד עם Rutheford במעבדה שלו.

מאוחר יותר, הוא זכה למלגה מקצועית שאיפשרה את העברתו לברלין, גרמניה, להעמיק את המחקר על קרינת ביתא ליד הפיסיקאי הגרמני הנס גייגר בטכניקה הוקשולה.

במהלך שהותו בברלין החל את מלחמת העולם הראשונה, ביולי 1914. בשל האשמה בריגול הוא נכלא במחנה ריכוז לאזרחים ב- Ruhleben עד 1918.

בשנת 1919 חזר צ'אדוויק לאנגליה והחל את הדוקטורט שלו באוניברסיטת קיימברידג '. בינתיים, הוא חזר לעבודת המחקר של רות'פורד, שבאותה עת הובילה את מעבדת קוונדיש של המוסד הנודע.

בשנת 1921, בגיל 21, הוא קיבל את הדוקטורט שלו (Ph.D. דוקטור לפילוסופיה), על ידי הצגת מחקר מיוחד על כוחות גרעיניים ומספרים אטומיים.

בשנת 1923 הוא מונה כעוזר מנהל מחקר במעבדה Cavendish בקיימברידג '. צ'אדוויק מילא תפקיד זה עד 1935, כאשר החליט לעבור לאוניברסיטת ליברפול.

קריירה מקצועית

הודות לתרומתו המדעית הוא הפך להיות ראוי למדליית יוז ב -1932. הכרה זו, שהוענקה על ידי החברה המלכותית של לונדון, מתגמלת את מי שעושה תגליות על המדעים הפיזיים ו / או על היישומים המעשיים שלהם.

בשנת 1935 הוענק לו פרס נובל בפיזיקה על גילוי הנויטרונים כאל חלקיק בסיסי ללא מטען חשמלי הממוקם בגרעין האטומי.

במהלך מלחמת העולם השנייה השתתף צ'אדוויק באופן פעיל בוועד הבריטי של ה- MAUD, ועדה שנוצרה כדי לנתח את היתכנות השימוש בטכנולוגיה גרעינית בייצור פצצה.

ג'יימס צ'אדוויק היה גם חלק מרכזי בפרויקט של סגסוגות Tube, תוכנית מחקר שאושרה ומומנה על ידי בריטניה עם תמיכה מקנדה, לפיתוח נשק גרעיני במהלך מלחמת העולם השנייה.

צ'אדוויק בלט על שנינותו ועל ההישג הפוליטי שלו בתקופה זו, שכן הצעותיו שימשו גשר למו"מ לשיתוף פעולה מחקרי בין בריטניה, קנדה וארצות הברית..

פרויקט מנהטן

לקראת סוף מלחמת העולם השנייה, לקח צ'אדוויק את שרביט המשלחת הבריטית בפרויקט מנהטן. זה האחרון היה פרויקט מחקר משותף בין ארצות הברית, בריטניה וקנדה, על מנת לפתח את פצצת האטום הראשונה.

צ'אדוויק קיבל גישה חופשית לכל המידע הסודי של הפרויקט: עיצובים, תוכניות, נתונים, תקציבים וכו ', למרות היותו אזרח ולא אמריקאי; ראוי לציין כי שני התנאים היו בלעדיים להשתתף בפרויקט.

מאוחר יותר הוא נקרא ג'נטלמן אנגלי בשנת 1945, ושנה לאחר מכן EE. UU העניק לו את מדליית המריט על תרומתו לערך בפרויקט מנהטן.

ארסנל גרעיני לאנגליה

בסוף מלחמת העולם השנייה קידם צ'אדוויק בעוצמה רבה את היוזמה של בריטניה לפתח ארסנל גרעיני משלה.

במרדף אחר מטרה זו נבחר צ'אדוויק כחבר בוועדה המייעצת לאנרגיה אטומית של בריטניה, והשתתף גם כנציג של בריטניה לפני ועדת האו"ם לאנרגיה אטומית..

בסביבות 1948 ג 'יימס Chadwick שימש פרופסור בבית Gonville & Caius קולג' באוניברסיטת קיימברידג '. לאחר מכן, בשנת 1950, הוא הוענק שוב על ידי החברה המלכותית של לונדון, כאשר קיבל את מדליית Copley.

8 שנים מאוחר יותר הוא מחליט לפרוש מרצון צפון וירלס. ג'יימס צ'דוויק מת ב -24 ביולי 1974 בעיר קיימברידג '.

דגם אטומי של צ'אדוויק

המודל האטומי של צ'אדוויק מתמקד במידול הגרעין האטומי המכונן לא רק על ידי פרוטונים (חיובי חיובי), אלא גם על ידי נייטרונים (מטענים נייטרליים).

הדאגה של צ'דוויק להדגים את קיומם של חלקיקים נייטרליים נוצרה בשנות העשרים של המאה העשרים, אולם באותה עת עשה המדען הראשי ניסיונות רבים לשווא. כעבור עשור שכח צ'אדוויק את הניסויים של אירן ז'וליוט-קורי (בתם של מארי קורי ופייר קורי) ופרדריק ג'וליאוט (בעלה של אירנה) בצרפת.

זוג זה של מדענים השיג את גירוש הפרוטונים מדגם של שעווה פרפין באמצעות קרני גמא.

צ'דוויק חשב כי פליטת קרני גמא מכילה חלקיקים ניטרליים, וכי חלקיקים אלה היו אלה שפגעו במדגם השעווה, וכתוצאה מכך גרמו לשחרור פרוטונים מן השעווה.

לכן, הוא ניסה לשכפל ניסויים אלה במעבדה Cavendish והשתמש polonium - אשר שימשה את קריס כמקור של קרני גמא - כדי להקרין בריליום עם חלקיקי אלפא..

לאחר מכן, קרינה זו השפיעה על מדגם דומה של שעווה פרפין, ואת הפרוטונים של המדגם האמור גורשו באלימות מן החומר.

התנהגות הפרוטונים נצפתה דרך תא יינון קטן, המותאם לניסוי של צ'אדוויק עצמו.

צ'אדוויק זיהה שניתן להסביר את התנהגות הפרוטונים ששוחררו על ידי השעווה רק אם חלקיקים אלה פגעו בחלקיקים נייטרליים אחרים, ועם מסת דומה מאוד.

שבועיים לאחר מכן פרסם ג'יימס צ'אדוויק מאמר בכתב העת המדעי הטבע על קיומם האפשרי של נויטרונים.

אולם, צ'דוויק הגה את המודל בתחילה בהתחשב בכך שהנויטרון היה סידור המורכב מפרוטון ומאלקטרון, שהוליד את המטען הנייטרלי. מאוחר יותר הראה הפיסיקאי הגרמני ורנר הייזנברג שהנייטרונים הם חלקיק ייחודי ובלתי-נפרד.

ניסויים

לאחר גילוי הנויטרונים, התמקד צ'אדוויק בהרחבה נוספת ובהתייחסות לאפיון הרכיב האטומי החדש.

גילוי הנויטרונים והמודל האטומי של צ'אדוויק חוללו מהפכה בתפיסה המסורתית של המדע, בהתחשב בהתנגשויות של נויטרונים עם גרעינים אטומיים וגירוש פרוטונים מחוץ לאטום.

פירוק בטא הוא תהליך שבאמצעותו נוצרים חלקיקי בטא (אלקטרונים או פוזיטרונים) מגרעין האטום, כדי לאזן את נוכחותם של פרוטונים ונייטרונים בגרעין האטומי.

כתוצאה מתהליך זה בוצעו ניסויים רבים ברחבי העולם, המניעים על ידי גילויו של צ'אדוויק, כדי לגרום להמרתם של נויטרונים מסוימים לפרוטונים..

מכיוון שכל יסוד כימי מזוהה על פי מספר הפרוטונים שבבעלותו, ניסויים קודמים פתחו את הדלת ליצירה ו / או גילוי של יסודות כימיים חדשים עם מספר גדול יותר של פרוטונים שברשותה..

ביקוע גרעיני

צ'אדוויק הדגיש את הניתוחים המאוחרים שלו בשימוש בנייטרונים כדי לחלק אטומים של גרעינים כבדים לכמה גרעינים קטנים יותר, בתהליך של ביקוע גרעיני..

זה נקרא בדרך זו משום חלוקת מתרחשת בגרעין האטום ומייצרת כמות גדולה מאוד של אנרגיה. תפיסה זו שימשה לעיצוב נשק גרעיני רב עוצמה.

צ'אדוויק אפילו מימן את רכישת מאיץ החלקיקים במהלך שהייתו בליברפול, ועל כך הוא השתמש בחלק מהכספים שהושגו על ידי זכייה בפרס נובל ב -1935.

תרומותיו של צ'אדוויק למדע

בין התרומות של המדע ג'יימס צ'דוויק מדגיש את הגילוי של נויטרונים, שעבורו זכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1935. גם הוא השתתף בבניית הפצצה האטומית בארצות הברית, כתב על קרינה חומרים רדיואקטיביים וגילה טריטיום.

גילוי הנויטרונים

במהלך חקירתם במעבדה של קוונדיש בקיימברידג ', Rutherford ו- Chadwick ערכו ניסויים עם חלקיקי אלפא כדי לחקור את טבעו של הגרעין האטומי. ראוי לציין כי הגרעין האטומי התגלה על ידי Rutherford בשנת 1911.

חקירות אלה בוצעו על ידי ניתוח של קרינה שלא נראתה קודם לכן מבריליום, כאשר חומר זה נחשף להפצצת חלקיקי אלפא.

קרינה זו היתה מורכבת מחלקיקי מסה הדומים מאוד למסה של הפרוטון, אך ללא מטען חשמלי. חלקיקים אלה נקראו נייטרונים, בגלל הנייטרליות של הרכבם.

צ'אדוויק גילה את התגלית הזאת באמצע שנת 1932, ועם זאת הגדיר את הנחותיו של המודל האטומי של צ'אדוויק, שפרטיו מפורטים בחלק הבא של מאמר זה..

מחקר גרעיני

גילוי הנויטרונים על ידי צ'אדוויק העלה את התסריט הנבון לגילוי של ביקוע גרעיני ולפיתוח נשק לחימה בטכנולוגיה זו.

צ'דוויק מצא כי על ידי הפצצת האטום של אלמנט עם נויטרונים, ניתן לחדור את גרעין החומר הזה ולחלק אותו, ויוצר כמות משמעותית של אנרגיה.

משם הכריז צ'אדוויק על אופיה הבלתי נמנע של טכנולוגיה מסוג זה לפיתוח נשק, והשתתף ישירות בסוגיות הדיפלומטיות הקשורות לתהליך זה בארה"ב. UU ואנגליה.

צ'אדוויק שיתף פעולה בבניית פצצת האטום יחד עם מדענים אמריקנים וקנדים אחרים בין השנים 1943 ו -1945.

הוא היה אחראי על ניהול המשלחת המדעית האנגלית שעבדה במעבדה בלוס אלמוס בניו מקסיקו, ארצות הברית. בשנת 1939 ארצות הברית יוזמת את החקירות בפרויקט מנהטן, שם הקוד שקיבל את הפצצה האטומית.

הנשיא פרנקלין דלאנו רוזוולט הונח על ידי מדעני הגרעין אדוארד טלר, ליו סילארד ויוג'ין ויגנר, באמצעות אלברט איינשטיין, על השימוש בבקיע גרעיני לייצור פצצות על ידי הנאצים.

גילוי של tritium

הטריטיום כבר זוהה בשנת 1911 על ידי המדען האנגלי ג'וזף ג'ון תומסון, אך הוא האמין שמדובר במולקולה טריאטומית.

ארנסט ראת'רפורד כבר הודיע ​​על כך, אבל רק ב- 1934, כשצ'אדוויק, שעבד בצוות של רתרפורד, סיווג אותה כאיזוטופ מימן..

Tritium הוא איזוטופ רדיואקטיבי של מימן, שסמלו הוא ³. הוא מורכב מגרעין שנוצר על ידי פרוטון ושני נויטרונים.

Tritium מופק על ידי הפצצה עם נויטרונים ללא מטרות חנקן, ליתיום ובורון.

הקלה על ביקוע של אורניום 235

גילוי הנויטרונים על ידי ג'יימס צ'אדוויק סייע לביקוע גרעיני; כלומר, הפרדת אורניום 235 מן האורניום -238, יסוד כימי נמצא בטבע.

העשרת האורניום 235 היא התהליך שאליו אורניום טבעי נתון על מנת להשיג איזוטופ 235 לייצר אנרגיה גרעינית. ביקוע הוא תגובה גרעינית; כלומר, מופעלת בגרעין האטום.

תגובה כימית זו מתרחשת כאשר גרעין כבד מחולק לשני גרעינים קטנים יותר או קטנים יותר ובכמה תוצרי לוואי כגון פוטונים (קרני גמא), נויטרונים חופשיים וחלקים אחרים של הגרעין..

אמנת קרינה של חומרים רדיואקטיביים

בשנת 1930 כתב ג'יימס צ'אדוויק מסה על קרינה של חומרים רדיואקטיביים.  

צ'אדוויק הצליח למדוד את המסה של הנויטרונים, והסיק כי זה דומה לפרוטון בהבדל:.

לאחר מכן הוא הגיע למסקנה כי הגרעין האטומי מורכב מנויטרונים ופרוטונים וכי מספר הפרוטונים דומה לזה של אלקטרונים.

מחקרו ותרומתו לעבודה של מעבדת הפיזיקה של אוניברסיטת מנצ'סטר ואוניברסיטת קיימברידג 'באנגליה, היו המפתח לידע של אנרגיה גרעינית ובניית המודל האטומי של רתרפורד.

מאמרים בעלי עניין

דגם אטומי של שרדינגר.

דגם אטומי של ברולי.

דגם אטומי של הייזנברג.

מודל אטומי של פרין.

מודל אטומי של תומסון.

מודל אטומי של דלתון.

דגם אטומי של דיראק ירדן.

מודל אטומי של דמוקריטוס.

דגם אטומי של בוהר.

הפניות

1. ג'יי צ'אדוויק, קיומו של נויטרון, רוי. חברה 136 (1932) גישה 18 דצמבר 2017 מ chemteam.info
2. צ'אדוויק (1891-1974). התייעץ עם losavancesdelaquimica.com
3. ג 'יימס Chadwick - ביוגרפיה. התייעץ buscabiografias.com
4. פרז אגווירה, גבריאלה. כימיה 1. גישה קונסטרוקטיביסטית, כרך 1. התייעץ על ידי books.google.com
5. ג 'יימס צ' אדוויק. התייעץ ב es.wikipedia.org
6. בראון, אנדרו (1997). הניוטרון והפצצה: ביוגרפיה של סר ג'יימס צ'אדוויק. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד. שחזר מ amazon.co.uk
7. ג'יימס צ'אדוויק (1998). אנציקלופדיה בריטניקה, Inc. מקור: britannica.com
8. ג 'יימס Chadwick (s.f.). מקור: atomicheritage.org
9. ג 'יימס Chadwick (s.f.). מקור:
10. ג'יימס צ'אדוויק - ביוגרפיה (2014). נובל מדיה א.ב. מקור: nobelprize.org
11. ג 'יימס Chadwick: ביוגרפיה & Atomic תיאוריה (s.f). מקור:
12. עקרונות מדעי הטבע (1998). אנציקלופדיה בריטניקה, Inc. מקור: britannica.com
13. ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית (2018). גילוי הנויטרונים. מקור: en.wikipedia.org.