JAMES CHADWICK: BIYOGRAFI, ATOM MODELI, DENEYLER - BILIM - 2024

James Chadwick (1891-1974), 1932'de nötronun keşfi ile tanınan önde gelen bir İngiliz fizikçiydi. Kısa bir süre sonra, 1935'te bilim camiasına katkılarından dolayı Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Chadwick'in tarafsız suçlamalarla ilgili endişesi, varlıklarını kanıtlayamadan yaklaşık 10 yıl önce ortaya çıktı.

Bu kontrolden önce, Chadwick başarısız olan birkaç deney yaptı. 1932'de Fransız Irène Joliot-Curie ve Frédéric Joliot'un deneylerine dayandığında başarılı oldu. Daha sonra Chadwick, kendisini savaş silahlarının yaratılması için nükleer fisyon kullanımı üzerine araştırmalara adadı.

biyografi

kökenleri

Chadwick, 20 Ekim 1891'de İngiltere'nin kuzeydoğusundaki Bollington kasabasında doğdu. İki alçakgönüllü işçinin oğluydu: babası demiryolu sisteminde çalışıyordu ve annesi bir ev işçisiydi.

Çok küçük yaşlardan itibaren Chadwick, içe dönük ve son derece zeki bir çocuk olarak öne çıktı. Ortaokula Manchester'da başladı ve 16 yaşında feshedilmiş olan Manchester Üniversitesi'nde saf fizik okumak için burs kazandı.

Akademik eğitim

Genç fizik vaadi, üniversite çalışmalarına 1908'de 17 yaşında başladı.

Akademide olağanüstü bir adım attı ve kariyerinin son yılında Nobel Ödülü sahibi Ernest Rutheford'un elementlerin parçalanması ve radyoaktif maddelerin kimyası üzerine yaptığı araştırmaya katıldı.

1911'de Fizik diplomasını aldıktan sonra, 1913'te başarıyla tamamladığı Fizik alanında yüksek lisans derecesine kaydoldu. Bu süre zarfında laboratuvarında Rutheford ile birlikte çalışmaya devam etti.

Daha sonra, Technische Hochschule'de Alman fizikçi Hans Geiger ile birlikte beta radyasyonu hakkında daha fazla araştırma yapması için Berlin, Almanya'ya taşınmasına izin veren profesyonel bir burs kazandı.

Berlin'de kaldığı süre boyunca, I.Dünya Savaşı Temmuz 1914'te başladı. Casusluk suçlaması nedeniyle, 1918'e kadar Ruhleben'deki siviller için bir toplama kampında hapsedildi.

1919'da Chadwick İngiltere'ye döndü ve doktorasına Cambridge Üniversitesi'nde başladı. Bu arada, o zamana kadar ünlü kurumun Cavendish Laboratuvarı'na başkanlık eden Rutheford'un araştırma çalışmasına geri döndü.

1921'de 21 yaşında, nükleer kuvvetler ve atom sayıları üzerine özel bir araştırma ödevi sunarak doktora derecesini (Felsefe Doktoru) aldı.

1923'te Cambridge Cavendish Laboratuvarı'na araştırma müdür yardımcısı olarak atandı. Chadwick, Liverpool Üniversitesi'ne taşınmaya karar verdiği 1935 yılına kadar bu görevde bulundu.

Kariyer

Bilimsel katkıları sayesinde 1932'de Hughes madalyasına layık görüldü. Royal Society of London tarafından verilen bu ödül, fizik bilimleri ve / veya pratik uygulamaları hakkında keşif yapanları ödüllendiriyor.

1935'te nötronun atom çekirdeğinde elektrik yükü olmayan bir temel parçacık olarak keşfi için Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

İkinci Dünya Savaşı sırasında Chadwick, bir bomba üretiminde nükleer teknolojinin kullanılmasının fizibilitesini analiz etmek için oluşturulmuş bir komisyon olan MAUD'un İngiliz Komitesine aktif bir şekilde katılmıştı.

James Chadwick ayrıca, İkinci Dünya Savaşı sırasında nükleer silah geliştirmek için Kanada'nın desteğiyle Birleşik Krallık tarafından yetkilendirilen ve finanse edilen bir araştırma programı olan Tüp Alaşımları Projesi'nin de merkezi bir parçasıydı.

Chadwick, önerileri Birleşik Krallık, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri arasındaki araştırmacı işbirliği müzakereleri için bir köprü görevi gördüğü için bu dönemde zekası ve siyasi duruşuyla dikkat çekti.

Manhattan Projesi

İkinci Dünya Savaşı'nın sonlarına doğru Chadwick, Manhattan Projesi'nde İngiliz misyonunun başına geçti. İkincisi, ilk atom bombasını geliştirmek amacıyla Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve Kanada arasında ortak bir araştırma projesiydi.

Chadwick, sivil olmasına ve Amerikalı olmamasına rağmen projenin tüm gizli bilgilerine özgürce erişebiliyordu: tasarımlar, planlar, veriler, tahminler vb. Her iki koşulun da projeye katılmak için münhasır olduğunu belirtmek gerekir.

Daha sonra 1945'te İngiliz şövalyesi oldu ve bir yıl sonra ABD, Manhattan Projesi'ne verdiği cesaretten dolayı ona Liyakat Madalyası verdi.

İngiltere için nükleer cephanelik

İkinci Dünya Savaşı'nın sonunda Chadwick, Birleşik Krallık'ın kendi nükleer cephaneliğini geliştirme girişimini güçlü bir şekilde destekledi.

Bu amaç doğrultusunda Chadwick, İngiliz Atom Enerjisi Danışma Komitesi üyeliğine seçildi ve aynı zamanda Birleşik Milletler Atom Enerjisi Komisyonu'nda Birleşik Krallık temsilcisi olarak görev yaptı.

1948 civarında James Chadwick, Cambridge Üniversitesi, Gonville & Caius Koleji'nde profesör olarak görev yaptı. Daha sonra 1950'de, Copley Madalyası'nı alarak Royal Society of London tarafından tekrar onurlandırıldı.

8 yıl sonra gönüllü olarak Kuzey Galler'de emekli olmaya karar verir. James Chadwick, 24 Temmuz 1974'te Cambridge şehrinde vefat etti.

Chadwick Atom Modeli

Chadwick'in atom modeli, yalnızca protonlardan (pozitif yükler) değil, aynı zamanda nötronlardan (nötr yükler) oluşan atom çekirdeğinin modellenmesine odaklanır.

Chadwick'in nötr partiküllerin varlığını gösterme çabaları 1920'lerde başladı, ancak o sırada önde gelen bilim insanı birçok girişimde bulundu. On yıl sonra Chadwick, Irène Joliot-Curie'nin (Marie Curie ve Pierre Curie'nin kızı) ve Frédéric Joliot'un (Irène'nin kocası) Fransa'daki deneylerini tekrarladı.

Bu bilim adamları çifti, gama ışınlarını kullanarak bir parafin balmumu örneğinden protonları çıkarmayı başardılar.

Chadwick, gama ışını emisyonunun nötr partiküller içerdiğine ve bu partiküllerin balmumu örneğiyle çarpışan ve daha sonra mumdan proton salımını tetikleyenler olduğuna inanıyordu.

Bu nedenle, Cavendish Laboratuvarı'nda bu deneyleri kopyalamaya çalıştı ve Curieler tarafından gama ışınları kaynağı olarak kullanılan polonyumu, berilyumu alfa parçacıklarıyla ışınlamak için kullandı.

Bu radyasyon daha sonra benzer bir parafin balmumu numunesine çarptı ve bu numunedeki protonlar şiddetli bir şekilde malzemeden atıldı.

Protonların davranışı, Chadwick tarafından yapılan deneye uyarlanmış küçük bir iyonlaşma odası kullanılarak gözlemlendi.

Chadwick, balmumu tarafından salınan protonların davranışının ancak bu parçacıkların diğer elektriksel olarak nötr parçacıklarla ve çok benzer bir kütleyle çarpışması durumunda açıklanabileceğini tespit etti.

İki hafta sonra James Chadwick, Nature dergisinde nötronların olası varlığı hakkında bir makale yayınladı.

Bununla birlikte, Chadwick başlangıçta modeli, nötronun nötr yükü oluşturan bir proton ve bir elektrondan oluşan bir düzenleme olduğunu düşünerek tasarladı. Daha sonra Alman fizikçi Werner Heisenberg, nötronun tek bir temel parçacık olduğunu gösterdi.

Deneyler

Nötronun keşfedilmesinden sonra Chadwick, bu yeni atomik bileşenin karakterizasyonu konusunda daha da ileri gitmeye odaklandı.

Nötronun keşfi ve Chadwick'in atom modeli, nötronların atom çekirdekleriyle çarpışması ve protonların atomdan atılması göz önüne alındığında geleneksel bilim görüşünde devrim yarattı.

Beta ayrışması, atom çekirdeğindeki proton ve nötronların varlığını dengelemek için atomun çekirdeğinden beta parçacıklarının (elektron veya pozitron) yayıldığı bir süreçtir.

Bu süreç nedeniyle, bazı nötronların protonlara dönüşmesini sağlamak için Chadwick'in keşfiyle motive edilerek dünya çapında sayısız deney yapıldı.

Her kimyasal element, sahip olduğu proton sayısına göre tanımlandığından, önceki deneyler, kemerlerinin altında daha fazla sayıda proton bulunan yeni kimyasal elementlerin yaratılması ve / veya keşfedilmesi için kapıyı açtı.

Nükleer fizyon

Chadwick, nötronların ağır çekirdek atomlarını nükleer fisyon süreciyle birkaç küçük çekirdeğe bölmek için kullanımına dair sonraki analizlerini vurguladı.

Bu şekilde adlandırılmıştır çünkü bölünme atomun çekirdeğinde meydana gelir ve son derece büyük miktarda enerji üretir. Bu konsept, güçlü nükleer silahların tasarımı için kullanıldı.

Chadwick, Liverpool'da geçirdiği süre boyunca bir partikül hızlandırıcı satın almayı bile finanse etti ve bunun için 1935'te Nobel Ödülü'nü kazanmanın gelirinin bir kısmını kullandı.

Chadwick'in bilime katkıları

James Chadwick'in bilime katkıları arasında, 1935'te Nobel Fizik Ödülü'nü kazandığı nötronun keşfi öne çıkıyor. Amerika'da atom bombasının yapımına da katıldı, radyoaktif maddelerden radyasyon hakkında yazılar yazdı ve trityumu keşfetti. .

Nötronun keşfi

Cambridge, Rutherford ve Chadwick'teki Cavendish Laboratuvarı'ndaki araştırmaları sırasında, atom çekirdeğinin doğasını araştırmak için alfa parçacıklarıyla deneyler yaptılar. Atom çekirdeğinin 1911'de Rutherford tarafından keşfedildiğini belirtmek gerekir.

Bu araştırmalar, bu malzeme alfa parçacıklarının bombardımanına maruz kaldığında berilyumdan yayılmadan önce hiç görülmemiş bir radyasyonun analiz edilmesiyle gerçekleştirildi.

Bu radyasyon, protonun kütlesine çok benzeyen, ancak elektrik yükü olmayan parçacıklardan oluşuyordu. Bu parçacıklara, bileşimlerinin nötrlüğü nedeniyle nötron adı verildi.

Chadwick bu keşfi 1932 yılının ortalarında yaptı ve böylece Chadwick'in atom modelinin öncüllerini tanımladı, bu modelin ayrıntıları bu makalenin bir sonraki bölümünde açıklandı.

Nükleer araştırmalar

Nötronun Chadwick tarafından keşfedilmesi, nükleer fisyonun keşfi ve bu teknoloji ile savaş silahlarının geliştirilmesi için zemin hazırladı.

Chadwick, bir elementin atomunu nötronlarla bombardıman ederek, bu malzemenin çekirdeğinin delinebilir ve bölünerek önemli miktarda enerji üretebileceğini keşfetti.

Oradan Chadwick, savaş silahlarının geliştirilmesi için bu tür bir teknolojinin kaçınılmaz olduğunu açıkladı ve ABD ve İngiltere'deki bu süreçle ilgili diplomatik işlere doğrudan dahil oldu.

Chadwick, 1943-1945 yılları arasında diğer Amerikalı ve Kanadalı bilim adamlarıyla birlikte atom bombasının yapımında işbirliği yaptı.

Amerika Birleşik Devletleri, New Mexico'daki Los Alamos laboratuvarında çalışan İngiliz bilim heyetini yönetmekten sorumluydu. 1939'da Amerika Birleşik Devletleri atom bombasının kod adı olan Manhattan Projesi'ni araştırmaya başladı.

Başkan Franklin Delano Roosevelt, nükleer bilim adamları Edward Teller, Leó Szilárd ve Eugene Wigner tarafından Albert Einstein aracılığıyla, Naziler tarafından bomba üretimi için nükleer fisyon kullanımı konusunda uyarıldı.

Trityum keşfi

Trityum, 1911'de İngiliz bilim adamı Joseph John Thomson tarafından tanımlanmıştı, ancak tritomik bir molekül olduğuna inanıyordu.

Ernest Rutherford bunu çoktan duyurmuştu, ancak Rutherford'un ekibi için çalışan Chadwick 1934'e kadar onu bir hidrojen izotopu olarak katalogladı.

Trityum, sembolü ³H olan bir radyoaktif hidrojen izotopudur. Bir proton ve iki nötrondan oluşan bir çekirdekten oluşur.

Trityum, serbest nötronlarla nitrojen, lityum ve bor hedeflerinin bombardımanıyla üretilir.

Uranyum 235 fisyonunun kolaylaştırılması

James Chadwick tarafından nötronun keşfi nükleer fisyonu kolaylaştırdı; yani uranyum 235'in doğada bulunan kimyasal bir element olan uranyum -238'den ayrılması.

Uranyum 235'in zenginleştirilmesi, izotop 235'i elde etmek ve nükleer enerji üretmek için doğal uranyumun geçirdiği süreçtir. Fisyon nükleer bir reaksiyondur; yani atomun çekirdeğinde tetiklenir.

Bu kimyasal reaksiyon, ağır bir çekirdek iki veya daha fazla küçük çekirdeğe ve fotonlar (gama ışınları), serbest nötronlar ve çekirdeğin diğer parçaları gibi bazı yan ürünlere bölündüğünde meydana gelir.

Radyoaktif Maddelerin Radyasyonu Antlaşması

1930'da James Chadwick, radyoaktif maddelerden radyasyon üzerine bir makale yazdı.

Chadwick, nötronun kütlesini ölçmeyi başardı ve bunun protonunkine benzer olduğu sonucuna vardı ve tek bir farkla: nötr elektrik yüküne sahip olduğu sonucuna vardı.

Daha sonra atom çekirdeğinin nötron ve protonlardan oluştuğu ve proton sayısının elektronlarınkine benzer olduğu sonucuna vardı.

Manchester Üniversitesi ve İngiltere'deki Cambridge Üniversitesi'ndeki fizik laboratuarının çalışmalarına yaptığı araştırma ve katkıları, nükleer enerji bilgisi ve Rutherford'un atom modelinin inşası için anahtar niteliğindeydi.

İlgi makaleleri

Schrödinger'in atom modeli.

De Broglie atom modeli.

Heisenberg atom modeli.

Perrin'in atom modeli.

Thomson'ın atom modeli.

Dalton'un atom modeli.

Dirac Jordan atom modeli.

Demokritos'un atom modeli.

Bohr'un atom modeli.

Sommerfeld atom modeli.

Referanslar

1. J. Chadwick, Bir Nötronun Varlığı, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) 18 Aralık 2017'de chemteam.info'dan alındı
2. Chadwick (1891-1974). Losavancesdelaquimica.com'a danışıldı
3. James Chadwick - biyografi. Buscabiografias.com danışıldı
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Kimya 1. Yapılandırmacı Bir Yaklaşım, Cilt 1. Books.google.co.ve'ye başvurulur
5. James Chadwick. Es.wikipedia.org danışıldı
6. Kahverengi Andrew (1997). Nötron ve Bomba: Sir James Chadwick'in Biyografisi. Oxford University Press. Amazon.co.uk adresinden kurtarıldı
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Kurtarıldı: britannica.com
8. James Chadwick (tarihsiz). Kurtarıldı: atomicheritage.org
9. James Chadwick (tarihsiz). Kurtarıldı: Famousscientists.org
10. James Chadwick - Biyografik (2014). Nobel Media AB. Nobelprize.org'dan kurtarıldı
11. James Chadwick: Biyografi ve Atom Teorisi (nd). Study.com'dan kurtarıldı
12. Fiziksel bilimin ilkeleri (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Kurtarıldı: britannica.com
13. Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi (2018). Nötronun keşfi. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.