سيرة جيمس تشادويك ، النموذج الذري ، التجارب ، المساهمات

جيمس تشادويك (1891-1974) كان فيزيائيًا إنجليزيًا رائدًا تم اكتشافه لاكتشاف النيوترون في عام 1932. بعد فترة وجيزة ، في عام 1935 ، حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لمساهمته في المجتمع العلمي. نشأ اهتمام تشادويك بالتهم المحايدة قبل حوالي 10 سنوات من التحقق من وجوده.

قبل هذا الفحص ، أجرى تشادويك العديد من التجارب التي أثبتت فشلها. كان ناجحًا في عام 1932 ، عندما استند إلى تجارب الفرنسيين إيرين جوليوت كوري وفريديريك جوليو. في وقت لاحق ، كرس تشادويك نفسه لبحث استخدام الانشطار النووي لصنع أسلحة حرب.

مؤشر

• 1 السيرة الذاتية
  • 1.1 أصول
  • 1.2 التدريب الأكاديمي
  • 1.3 مهنة مهنية
  • 1.4 مشروع مانهاتن
  • 1.5 الترسانة النووية لإنجلترا
• 2 النموذج الذري لتشادويك
• 3 تجارب
  • 3.1 الانشطار النووي
• 4 مساهمات تشادويك في العلوم
• 5 مواد ذات أهمية
• 6 المراجع

سيرة

بداية

وُلد تشادويك في بلدة بولينجتون ، في شمال شرق إنجلترا ، في 20 أكتوبر 1891. وكان ابن اثنين من العمال المتواضعين: كان والده يعمل في نظام السكك الحديدية وكانت والدته عاملة منزلية..

من سن مبكرة برزت تشادويك كطفل انطوائي ذكي للغاية. بدأ المدرسة الثانوية في مانشستر ، وفي سن 16 حصل على منحة لدراسة الفيزياء البحتة في جامعة فيكتوريا في مانشستر التي انقرضت الآن..

التكوين الأكاديمي

بدأ الوعد الشاب للفيزياء دراساته الجامعية رسميًا في عام 1908 ، في عمر 17 عامًا.

كان لديه مهنة متميزة في الأكاديمية ، وفي العام الماضي من حياته المهنية ، كان مسؤولاً عن أبحاث جائزة نوبل ، إرنست روثفورد ، عن تفكك العناصر وكيمياء المواد المشعة..

بعد حصوله على شهادة في الفيزياء عام 1911 ، التحق بدرجة الماجستير في الفيزياء ، والتي بلغت ذروتها بنجاح في عام 1913. وخلال ذلك الوقت واصل العمل جنبًا إلى جنب مع رذيفورد في مختبره.

في وقت لاحق ، استفاد من منحة مهنية سمحت بنقله إلى برلين ، ألمانيا ، لتعميق البحث عن إشعاع بيتا بجانب الفيزيائي الألماني هانز جيجر في Technische Hochschule.

أثناء إقامته في برلين بدأ الحرب العالمية الأولى ، في يوليو 1914. بسبب اتهامه بالتجسس ، تم احتجازه في معسكر اعتقال للمدنيين في روهلبن حتى عام 1918.

في عام 1919 عاد تشادويك إلى إنجلترا وبدأ الدكتوراه في جامعة كامبريدج. في هذه الأثناء ، انضم إلى العمل البحثي لروثفورد ، الذي كان في ذلك الوقت يقود مختبر كافينديش للمؤسسة الشهيرة.

في عام 1921 ، في سن 21 سنة ، حصل على درجة الدكتوراه (دكتوراه) دكتور فلسفي) ، من خلال تقديم ورقة بحث خاصة عن القوات النووية والأعداد الذرية.

في عام 1923 تم تعيينه كمساعد مدير الأبحاث في مختبر كافنديش في كامبريدج. خدم تشادويك في هذا الدور حتى عام 1935 ، عندما قرر الانتقال إلى جامعة ليفربول.

مهنة مهنية

بفضل مساهماته العلمية أصبح يستحق ميدالية هيوز في عام 1932. هذا التقدير ، الذي منحته الجمعية الملكية في لندن ، يكافئ أولئك الذين يكتشفون العلوم الفيزيائية و / أو تطبيقاتهم العملية.

في عام 1935 حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لاكتشافه النيوترون كجسيم أولي بدون شحنة كهربائية موجودة في النواة الذرية.

خلال الحرب العالمية الثانية ، شاركت تشادويك مشاركة نشطة في اللجنة البريطانية لل MAUD ، وهي لجنة أنشئت لتحليل جدوى استخدام التكنولوجيا النووية في تصنيع قنبلة.

كان جيمس تشادويك أيضًا جزءًا رئيسيًا من مشروع Tube Alloys ، وهو برنامج بحثي أجازته وتموله المملكة المتحدة بدعم من كندا ، لتطوير أسلحة نووية خلال الحرب العالمية الثانية.

تميز تشادويك عن ذكائه وشجاعته السياسية خلال هذه الفترة ، حيث كانت مقترحاته بمثابة جسر لمفاوضات التعاون البحثي بين المملكة المتحدة وكندا والولايات المتحدة..

مشروع مانهاتن

قرب نهاية الحرب العالمية الثانية ، أخذ تشادويك عصا المهمة البريطانية في مشروع مانهاتن. هذا الأخير كان مشروع بحث مشترك بين الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وكندا ، من أجل تطوير أول قنبلة ذرية.

تتمتع تشادويك بحرية الوصول إلى جميع المعلومات السرية للمشروع: التصميمات والخطط والبيانات والميزانيات وغيرها ، على الرغم من كونها مدنية وليست أمريكية ؛ تجدر الإشارة إلى أن كلا الشرطين كانا حصريين للمشاركة في المشروع.

في وقت لاحق تم تعيينه رجل نبيل الإنجليزية في عام 1945 ، وبعد سنة واحدة EE. UU. منحه وسام الاستحقاق لمساهمته القيمة في مشروع مانهاتن.

الترسانة النووية لإنجلترا

في نهاية الحرب العالمية الثانية ، شجعت تشادويك بقوة كبيرة مبادرة المملكة المتحدة لتطوير ترسانتها النووية..

في السعي لتحقيق هذا الهدف ، تم انتخاب تشادويك كعضو في اللجنة الاستشارية البريطانية للطاقة الذرية ، وشارك أيضًا كممثل للمملكة المتحدة أمام لجنة الأمم المتحدة للطاقة الذرية..

في حوالي عام 1948 ، عمل جيمس تشادويك أستاذاً بكلية جونفيل وكايوس بجامعة كامبريدج. ثم ، في عام 1950 ، حصل على الجائزة مرة أخرى من قبل الجمعية الملكية في لندن عندما حصل على وسام كوبلي.

بعد 8 سنوات قرر التقاعد طواعية إلى شمال ويلز. توفي جيمس تشادويك في 24 يوليو 1974 ، في مدينة كامبريدج.

النموذج الذري لتشادويك

يركز النموذج الذري لتشادويك على نمذجة النواة الذرية التي لا تتكون فقط من البروتونات (الشحنات الإيجابية) ، ولكن أيضًا بواسطة النيوترونات (الشحنات المحايدة).

نشأت حماسة تشادويك لإثبات وجود جزيئات محايدة في عشرينيات القرن العشرين ، ولكن في ذلك الوقت قام العالم الرائد بمحاولات متعددة دون جدوى. بعد عقد من الزمن ، قام تشادويك بتكرار تجارب إيرين جولوت كوري (ابنة ماري كوري وبيير كوري) وفريدريك جولوت (زوج إيران) في فرنسا..

حقق هذا الزوج من العلماء طرد البروتونات من عينة من شمع البارافين باستخدام أشعة جاما.

ظن تشادويك أن انبعاث أشعة غاما يحتوي على جزيئات محايدة ، وأن هذه الجسيمات هي تلك التي ضربت عينة الشمع ، مما تسبب في إطلاق البروتونات من الشمع.

لذلك ، حاول تكرار هذه التجارب في مختبر كافنديش واستخدام البولونيوم - الذي كان يستخدم من قبل كوريس كمصدر لأشعة جاما - لإشعاع البريليوم بجزيئات ألفا..

ثم ، أثر هذا الإشعاع على عينة مماثلة من شمع البارافين ، وتم طرد بروتونات العينة المذكورة بعنف من المادة.

وقد لوحظ سلوك البروتونات من خلال غرفة تأين صغيرة ، تم تكييفها مع تجربة تشادويك نفسه.

اكتشف تشادويك أن سلوك البروتونات الصادرة عن الشمع لا يمكن تفسيره إلا إذا كانت تلك الجسيمات قد أصابت جزيئات أخرى محايدة كهربائياً ، وبكتلة مماثلة للغاية.

بعد أسبوعين ، نشر جيمس تشادويك مقالة في المجلة العلمية طبيعة حول احتمال وجود النيوترونات.

ومع ذلك ، تصور تشادويك النموذج معتبرا في البداية أن النيوترون كان ترتيبًا يتكون من بروتون وإلكترون ، مما أدى إلى توليد الشحنة المحايدة. في وقت لاحق ، أظهر الفيزيائي الألماني فيرنر هايزنبرغ أن النيوترون كان جسيمًا فريدًا وعناصر أولية.

تجارب

بعد اكتشاف النيوترون ، ركز تشادويك على المضي قدمًا فيما يتعلق بتوصيف هذا المكون الذري الجديد.

لقد أحدث اكتشاف النيوترون والنموذج الذري لتشادويك ثورة في النظرة التقليدية للعلم ، بالنظر إلى تصادمات النيوترونات مع النوى الذرية وطرد البروتونات خارج الذرة.

تحلل بيتا هو عملية يتم من خلالها إطلاق جسيمات بيتا (الإلكترون أو البوزيترون) من نواة الذرة ، لتحقيق التوازن بين وجود البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية.

نتيجة لهذه العملية ، أجريت العديد من التجارب في جميع أنحاء العالم ، بدافع من اكتشاف تشادويك ، للحث على تحويل بعض النيوترونات إلى بروتونات..

لأنه يتم تعريف كل عنصر كيميائي من قبل عدد البروتونات وجود تجارب أعلاه فتح الباب لإنشاء و / أو اكتشاف عناصر كيميائية جديدة مع عدد أكبر من البروتونات في وجود.

الانشطار النووي

أكد تشادويك تحليلاته اللاحقة في استخدام النيوترونات لتقسيم ذرات النوى الثقيلة إلى عدة نوى أصغر ، من خلال عملية الانشطار النووي..

تم تسميته بهذه الطريقة لأن الانقسام يحدث في نواة الذرة وينتج كمية كبيرة جدًا من الطاقة. تم استخدام هذا المفهوم لتصميم أسلحة نووية قوية.

قام تشادويك بتمويل شراء معجل الجسيمات أثناء إقامته في ليفربول ، ولهذا استخدم جزءًا من الأموال التي حصل عليها من خلال الفوز بجائزة نوبل في عام 1935.

مساهمات تشادويك في العلوم

من بين إسهامات جيمس تشادويك في العلوم ، يبرز اكتشاف النيوترون ، الذي حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1935. كما شارك في بناء القنبلة الذرية في الولايات المتحدة ، وكتب عن إشعاع المواد المشعة واكتشف التريتيوم..

اكتشاف النيوترون

خلال التحقيقات التي أجراها في مختبر كافنديش في كامبريدج ، أجرى رذرفورد وتشادويك تجارب مع جزيئات ألفا لاستكشاف طبيعة النواة الذرية. تجدر الإشارة إلى أن نواة الذرة قد اكتشفها راذرفورد في عام 1911.

أجريت هذه التحقيقات من خلال تحليل إشعاع لم يسبق له مثيل ينبثق من البريليوم ، عندما تعرضت هذه المادة لقصف جسيمات ألفا.

يتكون هذا الإشعاع من جزيئات كتلة تشبه إلى حد كبير كتلة البروتون ، ولكن بدون شحنة كهربائية. كانت تسمى هذه الجزيئات النيوترونات ، بسبب حياد تكوينها.

قام تشادويك بهذا الاكتشاف في منتصف عام 1932 ، وبه قام بتعريف مباني نموذج تشادويك الذري ، وترد تفاصيله بالتفصيل في القسم التالي من هذه المقالة..

البحوث النووية

اكتشاف تشادويك للنيوترون جعل السيناريو المناسب لاكتشاف الانشطار النووي وتطوير أسلحة حربية باستخدام هذه التكنولوجيا.

وجدت تشادويك أنه من خلال قصف ذرة عنصر ما بالنيوترونات ، يمكن اختراق نواة هذه المادة وتقسيمها ، مما يولد كمية كبيرة من الطاقة.

من هناك ، أعلنت تشادويك عن الطبيعة الحتمية لهذا النوع من التكنولوجيا لتطوير أسلحة الحرب ، وانخرطت بشكل مباشر في القضايا الدبلوماسية المتعلقة بهذه العملية في الولايات المتحدة الأمريكية. UU. وانجلترا.

تعاونت تشادويك في بناء القنبلة الذرية مع علماء أمريكيين وكنديين آخرين بين عامي 1943 و 1945.

كان مسؤولاً عن إدارة الوفد العلمي الإنجليزي الذي عمل في مختبر لوس ألاموس في نيو مكسيكو بالولايات المتحدة. في عام 1939 ، بدأت الولايات المتحدة التحقيقات في مشروع مانهاتن ، الاسم الرمزي الذي حصل على القنبلة الذرية.

تم تحذير الرئيس فرانكلين ديلانو روزفلت من قبل العلماء النوويين إدوارد تيلر وليوزيلار ويوجين فينر ، من خلال ألبرت أينشتاين ، بشأن استخدام الانشطار النووي لإنتاج القنابل من قبل النازيين..

اكتشاف التريتيوم

تم بالفعل تحديد التريتيوم في عام 1911 من قبل العالم الإنجليزي جوزيف جون طومسون ، لكنه يعتقد أنه كان جزيء ثلاثي الذرات.

لقد سبق أن أعلنها إرنست روثرفورد ، لكن لم يكن ذلك حتى عام 1934 عندما صنّفها تشادويك ، الذي كان يعمل لدى فريق رذرفورد ، كنظير هيدروجين..

التريتيوم هو نظير مشع للهيدروجين ، رمزه هو ³H. يتكون من نواة مكونة من بروتون ونيوترون.

يتم توليد التريتيوم عن طريق القصف بالنيوترونات الخالية من أهداف النيتروجين والليثيوم والبورون.

تسهيل انشطار اليورانيوم 235

اكتشاف النيوترون بواسطة جيمس شادويك سهّل الانشطار النووي ؛ أي فصل اليورانيوم 235 عن اليورانيوم -238 ، وهو عنصر كيميائي موجود في الطبيعة.

إن تخصيب اليورانيوم 235 هو العملية التي يخضع لها اليورانيوم الطبيعي من أجل الحصول على النظير 235 وإنتاج الطاقة النووية. الانشطار هو رد فعل نووي. وهذا هو ، التي يتم تشغيلها في نواة الذرة.

يحدث هذا التفاعل الكيميائي عندما تنقسم النواة الثقيلة إلى نوتين أصغر أو أكثر وفي بعض المنتجات الثانوية مثل الفوتونات (أشعة جاما) والنيوترونات الحرة وشظايا أخرى من النواة..

معاهدة بشأن إشعاع المواد المشعة

في عام 1930 ، كتب جيمس تشادويك رسالة حول إشعاع المواد المشعة.  

نجح تشادويك في قياس كتلة النيوترون واستنتج أنه يشبه البروتون مع وجود اختلاف: أنه كان لديه شحنة كهربائية محايدة.

ثم ، خلص إلى أن النواة الذرية كانت تتألف من النيوترونات والبروتونات وأن عدد البروتونات كان مشابهًا لعدد الإلكترونات.

كانت أبحاثه ومساهماته في عمل مختبر الفيزياء بجامعة مانشستر وجامعة كامبريدج في إنجلترا ، مفتاح معرفة الطاقة النووية وبناء النموذج الذري لرذرفورد.

المواد المثيرة للاهتمام

النموذج الذري لشرودنجر.

النموذج الذري لبرولي.

النموذج الذري لهيسنبرغ.

النموذج الذري لبيرين.

النموذج الذري لطومسون.

النموذج الذري لدالتون.

النموذج الذري لديراك الأردن.

النموذج الذري للديموقريطس.

النموذج الذري لبهر.

مراجع

1. J. تشادويك ، وجود النيوترون ، بروك. روي. Soc. A 136 (1932) تم الوصول إليه في 18 ديسمبر 2017 من chemteam.info
2. تشادويك (1891-1974). استشارة losavancesdelaquimica.com
3. جيمس تشادويك - السيرة الذاتية. استشارة buscabiografias.com
4. بيريز أغيري ، غابرييلا. الكيمياء 1. منهج البناء ، المجلد 1. تم الرجوع إليه بواسطة books.google.com
5. جيمس تشادويك. تم التشاور مع es.wikipedia.org
6. براون ، أندرو (1997). النيوترون والقنبلة: سيرة السير جيمس تشادويك. مطبعة جامعة أكسفورد. تعافى من amazon.co.uk
7. جيمس تشادويك (1998). Encyclopædia Britannica، Inc. تم الاسترجاع من: britannica.com
8. جيمس تشادويك (. تم الاسترجاع من: atomicheritage.org
9. جيمس تشادويك (. تم الاسترجاع من: famousscientists.org
10. جيمس تشادويك - السيرة الذاتية (2014). نوبل ميديا ​​أب. تم الاسترجاع من: nobelprize.org
11. جيمس تشادويك: سيرة ونظرية ذرية. تم الاسترجاع من: study.com
12. مبادئ العلوم الفيزيائية (1998). Encyclopædia Britannica، Inc. تم الاسترجاع من: britannica.com
13. ويكيبيديا ، الموسوعة المجانية (2018). اكتشاف النيوترون. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org.