JAMES CHADWICK: BIOGRAFI, MODEL ATOM, EKSPERIMEN - SAINS - 2026

James Chadwick (1891-1974) adalah seorang ahli fizik Inggeris terkemuka yang diakui untuk penemuan neutron pada tahun 1932. Tidak lama kemudian, pada tahun 1935, dia dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik atas sumbangannya kepada komuniti saintifik. Keprihatinan Chadwick dengan tuduhan berkecuali timbul kira-kira 10 tahun sebelum dia dapat membuktikan keberadaan mereka.

Sebelum pemeriksaan ini, Chadwick melakukan beberapa eksperimen yang tidak berjaya. Ia berjaya pada tahun 1932, ketika berdasarkan eksperimen Irene Joliot-Curie Perancis dan Frédéric Joliot. Kemudian, Chadwick mengabdikan dirinya untuk membuat penyelidikan mengenai penggunaan pembelahan nuklear untuk pembuatan senjata perang.

Biografi

asal usul

Chadwick dilahirkan di bandar Bollington, di timur laut England, pada 20 Oktober 1891. Dia adalah anak kepada dua pekerja yang rendah hati: ayahnya bekerja di sistem keretapi dan ibunya adalah pekerja rumah tangga.

Sejak usia yang sangat muda, Chadwick menonjol sebagai anak yang introvert dan sangat pintar. Dia memulakan sekolah menengah di Manchester, dan pada usia 16 tahun dia mendapat biasiswa untuk belajar fizik tulen di Victoria University of Manchester yang sudah tidak berfungsi.

Latihan akademik

Janji muda fizik secara rasmi memulakan pengajian universiti pada tahun 1908, pada usia 17 tahun.

Dia memiliki jalan keluar yang luar biasa melalui akademi, dan pada tahun terakhir kariernya, dia menghadiri penyiasatan pemenang Hadiah Nobel Ernest Rutheford mengenai perpecahan unsur-unsur dan kimia bahan radioaktif.

Setelah memperoleh ijazah dalam Fizik pada tahun 1911, dia mendaftar di peringkat sarjana dalam Fizik, yang berjaya diselesaikannya pada tahun 1913. Pada masa itu, dia terus bekerjasama dengan Rutheford di makmalnya.

Kemudian, dia dianugerahkan beasiswa profesional yang membolehkannya pindah ke Berlin, Jerman, untuk meneliti lebih lanjut mengenai radiasi beta bersama dengan ahli fizik Jerman Hans Geiger di Technische Hochschule.

Semasa tinggal di Berlin, Perang Dunia I bermula pada bulan Julai 1914. Oleh kerana tuduhan pengintipan, dia ditahan di sebuah kamp konsentrasi untuk orang awam di Ruhleben hingga tahun 1918.

Pada tahun 1919 Chadwick kembali ke England dan memulakan pengajian doktoralnya di University of Cambridge. Sementara itu, dia kembali ke karya penyelidikan Rutheford, yang pada waktu itu mengetuai Makmal Cavendish institusi terkenal.

Pada tahun 1921, pada usia 21 tahun, dia memperoleh gelar Ph.D. (Philosophie Doctor), menyajikan makalah penyelidikan khas mengenai kekuatan nuklear dan nombor atom.

Pada tahun 1923 dia dilantik sebagai penolong pengarah penyelidikan di Cambridge Cavendish Laboratory. Chadwick bertugas dalam peranan ini hingga tahun 1935, ketika dia memutuskan untuk pindah ke University of Liverpool.

Kerjaya

Berkat sumbangan ilmiahnya, dia dianugerahkan pingat Hughes pada tahun 1932. Pengiktirafan ini, yang diberikan oleh Royal Society of London, memberi penghargaan kepada mereka yang membuat penemuan mengenai sains fizikal dan / atau aplikasi praktikal mereka.

Pada tahun 1935, dia dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik untuk penemuan neutron sebagai zarah dasar tanpa muatan elektrik yang terletak di nukleus atom.

Semasa Perang Dunia II Chadwick mempunyai penyertaan aktif dalam Jawatankuasa British MAUD, sebuah komisi yang dibentuk untuk menganalisis kemungkinan menggunakan teknologi nuklear dalam pembuatan bom.

James Chadwick juga merupakan bagian tengah dari Tube Alloys Project, sebuah program penyelidikan yang disahkan dan dibiayai oleh Inggeris dengan sokongan dari Kanada, untuk mengembangkan senjata nuklear selama Perang Dunia II.

Chadwick terkenal karena kecerdasan dan ketenangan politiknya selama periode ini, karena proposalnya berfungsi sebagai jembatan untuk rundingan kolaboratif penyelidikan antara Inggris, Kanada, dan Amerika Syarikat.

Projek Manhattan

Menjelang akhir Perang Dunia II, Chadwick mengambil alih tongkat misi Inggeris di Projek Manhattan. Yang terakhir ini adalah projek penyelidikan bersama antara Amerika Serikat, Inggris, dan Kanada, dengan tujuan mengembangkan bom atom pertama.

Chadwick mempunyai akses percuma ke semua maklumat sulit projek: reka bentuk, rancangan, data, anggaran, dan lain-lain, walaupun merupakan orang awam dan bukan orang Amerika; Perlu diperhatikan bahawa kedua-dua syarat itu adalah eksklusif untuk menyertai projek ini.

Dia kemudian menjadi ksatria Inggeris pada tahun 1945, dan setahun kemudian AS menganugerahkannya Medal of Merit atas sumbangan keberaniannya untuk Projek Manhattan.

Senjata nuklear untuk Inggeris

Pada akhir Perang Dunia Kedua, Chadwick dengan kuat mempromosikan inisiatif untuk Inggeris untuk mengembangkan senjata nuklearnya sendiri.

Untuk mencapai tujuan itu, Chadwick terpilih sebagai anggota Jawatankuasa Penasihat Tenaga Atom Britain, dan juga berperanan sebagai wakil UK kepada Suruhanjaya Tenaga Atom Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu.

Sekitar tahun 1948 James Chadwick bertugas sebagai profesor di Gonville & Caius College, University of Cambridge. Kemudian, pada tahun 1950, dia dihormati lagi oleh Royal Society of London dengan menerima Pingat Copley.

8 tahun kemudian dia memutuskan untuk bersara secara sukarela ke Wales Utara. James Chadwick meninggal dunia pada 24 Julai 1974, di kota Cambridge.

Model Atom Chadwick

Model atom Chadwick memfokuskan pada pemodelan nukleus atom yang terdiri tidak hanya dari proton (cas positif), tetapi juga dari neutron (cas neutral).

Usaha Chadwick untuk menunjukkan kewujudan zarah-zarah netral bermula pada tahun 1920-an. Namun, pada masa itu saintis terkemuka membuat banyak percubaan tidak berhasil. Satu dekad kemudian Chadwick meniru eksperimen Irène Joliot-Curie (anak perempuan Marie Curie dan Pierre Curie) dan Frédéric Joliot (suami Irène) di Perancis.

Pasangan saintis ini telah berjaya mengusir proton dari sampel lilin parafin menggunakan sinar gamma.

Chadwick percaya bahawa pancaran sinar gamma mengandungi zarah-zarah neutral, dan bahawa zarah-zarah ini adalah zarah-zarah yang bertembung dengan sampel lilin, kemudian mendorong pembebasan proton dari lilin.

Oleh itu, dia berusaha meniru eksperimen ini di Makmal Cavendish dan menggunakan polonium - yang telah digunakan oleh Cury sebagai sumber sinar gamma - untuk menyinari berilium dengan zarah alfa.

Sinaran ini kemudian mempengaruhi sampel lilin parafin yang serupa, dan proton dalam sampel tersebut diusir dengan keras dari bahan tersebut.

Tingkah laku proton diperhatikan menggunakan ruang pengionan kecil, disesuaikan dengan eksperimen oleh Chadwick sendiri.

Chadwick mengesan bahawa tingkah laku proton yang dilepaskan oleh lilin hanya dapat dijelaskan jika zarah-zarah tersebut bertembung dengan zarah neutral elektrik yang lain, dan dengan jisim yang sangat serupa.

Dua minggu kemudian, James Chadwick menerbitkan sebuah artikel dalam jurnal saintifik Nature mengenai kemungkinan adanya neutron.

Namun, Chadwick pada awalnya menyusun model tersebut dengan mempertimbangkan bahawa neutron adalah susunan yang terdiri dari proton dan elektron, yang menghasilkan muatan neutral. Kemudian, ahli fizik Jerman Werner Heisenberg menunjukkan bahawa neutron adalah satu zarah unsur tunggal.

Percubaan

Setelah penemuan neutron, Chadwick fokus untuk melangkah lebih jauh sehubungan dengan pencirian komponen atom baru ini.

Penemuan model atom neutron dan Chadwick merevolusi pandangan tradisional sains, mengingat perlanggaran neutron dengan inti atom dan pengusiran proton keluar dari atom.

Penguraian beta adalah proses di mana partikel beta (elektron atau positron) dipancarkan dari inti atom, untuk menyeimbangkan kehadiran proton dan neutron dalam nukleus atom.

Oleh kerana proses ini, banyak eksperimen dilakukan di seluruh dunia, didorong oleh penemuan Chadwick, untuk mendorong penukaran beberapa neutron menjadi proton.

Oleh kerana setiap unsur kimia dikenal pasti mengikut jumlah proton yang dimilikinya, eksperimen sebelumnya membuka pintu untuk penciptaan dan / atau penemuan unsur kimia baru dengan bilangan proton yang lebih besar di bawah tali pinggang mereka.

Pembelahan nuklear

Chadwick menekankan analisisnya kemudian mengenai penggunaan neutron untuk membahagi atom inti berat menjadi beberapa nukleus yang lebih kecil, melalui proses pembelahan nuklear.

Ia dinamakan dengan cara ini kerana pembahagian berlaku di inti atom dan menghasilkan sejumlah besar tenaga. Konsep ini digunakan untuk reka bentuk senjata nuklear yang kuat.

Chadwick bahkan membiayai pembelian pemecut zarah semasa waktunya di Liverpool, dengan menggunakan sebahagian dari hasil memenangi Hadiah Nobel pada tahun 1935 untuk ini.

Sumbangan Chadwick untuk sains

Sumbangan James Chadwick untuk sains termasuk penemuan neutron, yang mana dia memenangi Hadiah Nobel Fisika tahun 1935. Dia juga berpartisipasi dalam pembuatan bom atom di Amerika Syarikat, menulis tentang radiasi dari bahan radioaktif dan menemukan tritium. .

Penemuan neutron

Semasa penyelidikan mereka di Makmal Cavendish di Cambridge, Rutherford dan Chadwick melakukan eksperimen dengan zarah alfa untuk menanyakan sifat nukleus atom. Perlu diperhatikan bahawa nukleus atom ditemui oleh Rutherford pada tahun 1911.

Penyelidikan ini dilakukan dengan menganalisis radiasi yang tidak pernah dilihat sebelum keluar dari berilium, ketika bahan ini terkena pengeboman zarah alfa.

Sinaran ini terdiri daripada zarah jisim yang sangat serupa dengan jisim proton, tetapi tanpa cas elektrik. Zarah-zarah ini disebut neutron, kerana netralitas komposisi mereka.

Chadwick membuat penemuan ini pada pertengahan tahun 1932, dengan demikian mendefinisikan premis model atom Chadwick, yang perinciannya dipecah dalam bahagian seterusnya artikel ini.

Penyiasatan nuklear

Penemuan neutron oleh Chadwick menetapkan tahap untuk penemuan pembelahan nuklear dan pengembangan senjata perang dengan teknologi ini.

Chadwick mendapati bahawa, dengan mengebom atom unsur dengan neutron, inti bahan ini dapat menembus dan membelah, menghasilkan sejumlah besar tenaga.

Dari sana, Chadwick mengumumkan tidak dapat dielakkan teknologi jenis ini untuk pengembangan senjata perang, dan terlibat secara langsung dalam urusan diplomatik yang berkaitan dengan proses ini di Amerika Syarikat dan Inggeris.

Chadwick bekerjasama dalam pembinaan bom atom bersama dengan saintis Amerika dan Kanada yang lain antara tahun 1943 dan 1945.

Dia bertugas mengarahkan delegasi ilmiah Inggeris yang bekerja di makmal Los Álamos, di New Mexico, Amerika Syarikat. Pada tahun 1939 Amerika Syarikat mula meneliti Projek Manhattan, nama kod bom atom.

Presiden Franklin Delano Roosevelt diperingatkan oleh saintis nuklear Edward Teller, Leó Szilárd dan Eugene Wigner, melalui Albert Einstein, mengenai penggunaan pembelahan nuklear untuk pengeluaran bom oleh Nazi.

Penemuan tritium

Tritium telah dikenal pasti pada tahun 1911 oleh saintis Inggeris Joseph John Thomson, tetapi dia percaya bahawa itu adalah molekul triatom.

Ernest Rutherford telah mengumumkannya, tetapi baru pada tahun 1934 Chadwick, yang bekerja untuk pasukan Rutherford, membuat kategorinya sebagai isotop hidrogen.

Tritium adalah isotop hidrogen radioaktif, yang simbolnya adalah ³H. Ini terdiri daripada inti yang terdiri daripada proton dan dua neutron.

Tritium dihasilkan dengan pengeboman dengan neutron bebas, nitrogen, litium, dan sasaran boron.

Kemudahan pembelahan uranium 235

Penemuan neutron oleh James Chadwick memudahkan pembelahan nuklear; iaitu, pemisahan uranium 235 dari uranium -238, unsur kimia yang terdapat di alam semula jadi.

Pengayaan uranium 235 adalah proses yang dilalui uranium semula jadi untuk mendapatkan isotop 235 dan menghasilkan tenaga nuklear. Pembelahan adalah tindak balas nuklear; iaitu, ia dipicu di inti atom.

Tindak balas kimia ini berlaku apabila nukleus berat dibahagikan kepada dua atau lebih inti yang lebih kecil dan beberapa produk sampingan seperti foton (sinar gamma), neutron bebas dan serpihan inti lain.

Perjanjian Penyinaran Bahan Radioaktif

Pada tahun 1930 James Chadwick menulis sebuah risalah mengenai radiasi dari bahan radioaktif.

Chadwick berjaya mengukur jisim neutron dan menyimpulkan bahawa ia serupa dengan proton dengan satu perbezaan: ia mempunyai cas elektrik neutral.

Kemudian, dia menyimpulkan bahawa nukleus atom terdiri dari neutron dan proton dan bahawa bilangan proton serupa dengan elektron.

Penyelidikan dan sumbangannya terhadap kerja makmal fizik di University of Manchester dan di University of Cambridge di England, adalah kunci kepada pengetahuan mengenai tenaga nuklear dan pembinaan model atom Rutherford.

Artikel yang menarik

Model atom Schröderer.

Model atom De Broglie.

Model atom Heisenberg.

Model atom Perrin.

Model atom Thomson.

Model atom Dalton.

Model atom Dirac Jordan.

Model atom Demokrat.

Model atom Bohr.

Model atom Sommerfeld.

Rujukan

1. J. Chadwick, Kehadiran Neutron, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) Diperoleh pada 18 Disember 2017 dari chemteam.info
2. Chadwick (1891-1974). Dirujuk losavancesdelaquimica.com
3. James Chadwick - biografi. Rujuk Buscabiografias.com
4. Pérez Aguirre, Gabriela. Kimia 1. Pendekatan Konstruktivis, Jilid 1. Rujuk buku.google.co.ve
5. James Chadwick. Dirujuk dari es.wikipedia.org
6. Brown, Andrew (1997). Neutron dan Bom: Biografi Sir James Chadwick. Akhbar Universiti Oxford. Dipulihkan dari amazon.co.uk
7. James Chadwick (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Dipulihkan dari: britannica.com
8. James Chadwick (nd). Dipulihkan dari: atomicheritage.org
9. James Chadwick (nd). Dipulihkan dari: terkenalscientists.org
10. James Chadwick - Biografi (2014). Nobel Media AB. Dipulihkan dari: nobelprize.org
11. James Chadwick: Teori Biografi & Atom (nd). Dipulihkan dari: study.com
12. Prinsip sains fizikal (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Dipulihkan dari: britannica.com
13. Wikipedia, Ensiklopedia Bebas (2018). Penemuan neutron. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.