تبلیغات
هر چی تو بخوای - جیمز چادویک
 
هر چی تو بخوای
هدف ما رضایت شماست
درباره وبلاگ


من بردیا مرادی هستم . 15 سالمه و اهل کرمانشاهم

این سایت جهت اطلاع رسانی به شما عزیزان است .

تمامی اطلاعات این وبلاگ با هکاری سه سایت تبیان و سایت باشگاه و سایت رشد گرفته شده .

(اگر در مورد مطلبی میخواهید که در این وبلاگ نیست بگین تا اون مطلب رو پیدا کنم و در وبلاگ بزارم )


مدیر وبلاگ : بردیا مرادی
نویسندگان
نظرسنجی
نظرتون در مورد وبلاگم چیه ؟








چهارشنبه 12 آبان 1389 :: نویسنده : بردیا مرادی
جیمز چادویک   سر جیمز چادویک

چادویك در سال  ۱۹۳۵ در Maccles Field به دنیا آمد و در دانشگاه منچستر به تحصیل پرداخت. در ۱۹۹۱ فارغ التحصیل شد و به عنوان دانشجوی فوق لیسانس زیر نظر ارنست رادرفورد (E.Rutherford) به كارش ادامه داد. در ۱۹۱۳ به منظور كار زیر نظر هانس گایگر (H.Geiger)، مخترع شمارشگر گایگر، رهسپار لیپزیك شد. در آنجا كار وی این بود كه طیف اشعه بتای صادر شده به وسیله اجسام رادیواكتیو مختلف را كه اساساً متفاوت به نظر می رسیدند، مطالعه كند. این تفاوت به این خاطر بود كه طیف آنها توزیع پیوسته ای از انرژی های حركتی را نشان می داد كه تقریباً از صفر تا مقادیر نسبتاً زیاد را در برمی گرفت. هنوز چیزی از آغاز فعالیت وی نزد گایگر نگذشته بود كه خود را چنان یك بیگانه و دشمن یافت. كار او در پاییز همان سال ۱۹۱۴ كامل و برای انتشار آماده بود كه ناگهان جنگ جهانی اول در گرفت و او به عنوان دشمن توقیف و در تمام مدت جنگ به اردوگاه های اسرای جنگی اعزام شد. او در این مدت سرما و گرسنگی را تحمل كرد. با این حال با كمك های والتر نرنست (W.Nernst) اجازه یافت تا پژوهش های مقدماتی خود را دنبال كند.
وی در بازگشت به انگلستان در ۱۹۱۹ از سوی رادرفورد برای همكاری با دانشگاه كمبریج فراخوانده شد و از ۱۹۲۱ تا ۱۹۳۵ به عنوان دستیار مدیر پژوهش های آزمایشگاه كاوندیش به خدمت پرداخت.
در این فاصله بود كه چادویك بزرگ ترین اكتشاف خود یعنی كشف نوترون ها را در ۱۹۳۲ به ثمر رسانید. تا پیش از این كشف، فیزیكدانان تنها انتظار وجود دو نوع ذره بنیادی پروتون (P) با بار الكتریكی مثبت و الكترون (e) با بار الكتریكی منفی را داشتند. و بر همه روشن بود كه این دو ذره نمی توانند در تبیین تمامی پدیده های اتمی مشاهده شده كفایت كنند. برای مثال هسته اتم كربن كه وزن اتمی آن ۱۲ است باید ۱۲ پروتون داشته باشد اما چون بار هسته كربن فقط ۶ است باید ۶ بار الكتریكی منفی نیز داشته باشد و فرض بر این بود كه بارهای منفی به وسیله ۱۶ الكترون فراهم می شود كه به ۱۲ پروتون پیوسته اند تا یك هسته اتم كربن را تشكیل دهند. با تمامی اینها فرض وجود الكترون ها در هسته به لحاظ نظریه كوانتوم به مشكلات بزرگی منتهی می شد. رادرفورد در ۱۹۲۰ راه حل مشابهی را مبنی بر وجود پروتون های بدون بار مطرح ساخت. با این فرضیه اصلاً لزومی نداشت كه الكترون ها درون هسته اتم وجود داشته باشند و تركیب هسته كربن مثلاً می توانست چنین نوشته شود: ۶ نوترون + ۶ پروتون = ۱۲ C. از این رو در ۱۹۲۵ برنامه مفصلی در آزمایشگاه كاوندیش به راه افتاد كه موضوع آن بیرون كشیدن نوترون ها از هسته بعضی از عناصر سبك و در نتیجه اثبات وجود آنها بود. اما چون نتایج آزمایش منفی بود، برنامه متوقف شد و اثبات وجود نوترون ها چند سالی به تاخیر افتاد. در پی همین آزمایشات چادویك در طول دهه ۱۹۲۰ كوشید تا با بمباران هسته اتم آلومینیوم توسط ذرات آلفا (هسته هلیم)، نوترون ها را كشف كند. گزارش بسیار نویدبخشی كه در ۱۹۳۰ به اطلاع رسید حكایت از آن داشت كه بمباران هسته اتم بریلیم با ذرات آلفا منجر به تولید پرتوهای بسیار نافذی می شود. در ۱۹۳۲ بود كه ایرن و فردریك ژولیت كوری دریافتند كه عناصر سبكی مانند بریلیم هنگامی كه با ذرات آلفای سریع حاصل از پلوتونیوم بمباران شوند، تابش بسیار با نفوذی گسیل می دارند. این تابش با میدان مغناطیسی منحرف نمی شود اما وقتی از موم پارافینی می گذرد سبب بیرون اندازی پروتون هایی می شود كه سرعت بسیار زیادی دارند. اما كوری ها نتوانستند توضیح رضایت بخشی برای توان نفوذ و انرژی زیاد تابش مذكور فراهم آورند. آنها حدس می زدند كه چنین پرتوهایی احتمالاً از پرتوهای گاما، پرتوهای الكترومغناطیسی با طول موج بسیار كوتاه، تشكیل می شوند. چادویك نشان داد كه پرتوهای گاما، پروتون ها را گسیل نمی دارند بلكه این نتیجه تنها در صورتی قابل تبیین است كه ذرات گسیل شده جرم تقریباً مشابهی با پروتون ها اما بدون بار الكتریكی داشته باشند.
این ذرات همان نوترون ها بودند. بدین ترتیب چادویك به خاطر این اكتشاف برنده جایزه نوبل فیزیك سال ۱۹۳۵ شد. در سال ۱۹۳۶ بین چادویك كه آرزوی ساخت یك سیكلوترون را در آزمایشگاه كاوندیش در سر می پروراند و رادرفورد كه به شدت با تمامی پروژه هایی از این دست مخالف بود، اختلاف نظرهایی درگرفت و بدین ترتیب بود كه چادویك تصمیم گرفت كه كرسی استادی فیزیك دانشگاه لیورپول را كه به وی پیشنهاد شده بود، بپذیرد. و در آنجا بود كه وی نخستین سیكلوترون بریتانیا را ساخت. و هنگام شروع جنگ جهانی دوم برای حمایت از ادعای اوتوفریش (O.Frisch) و رادولف پیرلز (R.Peierls) مبنی به امكان ساخت بمب اتمی آماده بود. در نتیجه طی جنگ بیشتر وقت خود را به عنوان رئیس هیأت بریتانیا برای پروژه منهتن در آمریكا گذرانید. او به خاطر انجام این خدمات در ۱۹۴۵ مفتخر به دریافت لقب سر شد و در ۱۹۵۸ به كمبریج بازگشت و به عنوان استاد كالج گوتویل تا هنگام بازنشستگی در ۱۹۵۸ به كار خود ادامه داد.

در سال 1920 راردرفورد اظهار داشت که پروتونِ درون هسته ممکن است دارای یک الکترون باشد و در چنین صورتی این الکترون چنان محکم به آن بسته شده که یک ذره ی خنثی ایجاد کرده است. رادرفورد حتی برای این ذره ی فرضی نام نوترون را پیشنهاد کرد. فیزیکدانها در جستجوی نوترون برآمدند، لیکن تحقیق آنها دست کم با دو مشکل مواجه بود:

1- آنان نمی توانستند ماده ای طبیعی بیابند که از خود نوترون گسیل یا تابش نماید (مثل مواد پرتوزا که ذرات آلفا یا همان پروتون ها را تابش می کند)

 2- روشهایی که برای آشکار سازی ذرات اتمی به کار برده می شد، همگی به آثار بار الکتریکیِ ذرات بستگی داشت و به طور مستقیم درباره ی ذرات خنثی بکار نمی آمد. از این رو تا سال 1932، تحقیق درباره ی یافتن نوترون ناموفق ماند.

اثبات وجود نوترونها، در سال 1932، در راس یک سری آزمایشهای فیزیکدانهای کشورهای مختلف قرار گرفت.

قبل از آن در سال 1930، گ. بث و نیز ه. بکر در آلمان دریافتند که وقتی نمونه هایی از بور یا بریلیم با ذرات آلفا بمباران شود، تابشهایی از آنها گسیل می شود که در آن وقت به نظر می رسید که از همان پرتوهای گاما هستند، دست کم از این لحاظ که پرتوهای گاما بار الکتریکی ندارند. به ویژه بریلیم اثر مشخصی از این نوع داشت. مشاهدات فیزیکدان ها در آلمان، فرانسه و ... نشان می داد که تابش حاصل از بریلیم، نفوذی بیشتر (مثلا" در سرب) از هر گونه تابش گاما که تا آن زمان شناخته شده بود، دارد و انرژی آن در حدود 10 مگا ولت است. بنابراین تابش مذکور بسیار پر انرژیتر از پرتوهای گاما که قبلا" مشاهده شده بودند، بود و به همین دلیل مورد توجه واقع شد.

در میان انان که درباره ی این تابش به پژوهش پرداختند فیزیکدانان فرانسوی ژولیو و همسر او ایرن کوری _دختر کوری های دانشمند- بودند. آنان به بررسی این تابش مرموز در پارافین پرداختند. پارافین ماده ای است که پر از هیدروژن است. ژولیو و همسرش در جریان آزمایشهای خود دریافتند که تابش حاصل از بریلیم که گفتیم 10MEV انرژی دارد، پروتون هایی بیرون می اندازد که تنها 5MEV انرژی دارد. و این با قوانین پایستگی جرم و انرژی که تا آن زمان مشخص شده بود، تناقض داشت. و فیزیکدانها به دنبال فرضیه ی دیگری برای ماهیت این تابش ها پرداختند. چنانچه تابش ناشناخته گاما باشد، یعنی از فوتون (و نه ذره) های پر انرژی تشکیل شده باشد، باید همه ی انرژی خود را در اثر برخورد منتقل می کرد.

فیزیکدان انگلیسی، جیمز چادویک، نتایج پیچیده ی مشابهی ، در جریان انجام واکنش های هسته ای، برای پس زنیِ هسته های چند عنصر سبک از جمله هلیم، لیتیم، کربن ، نیتروزن و آرگون به دست اورد. در سال 1932، چادویک فرضیه ی موفقیت آمیزی درباره ی ماهیت تابش مذکور طرح کرد. چادویک در رساله ی کامل خود تحت عنوان "وجود نوترون" می گوید:

اگر ما فرض کنیم که تابش مورد نظر، تابش کوانتومی یا همان پرتوهای گاما نیست، بلکه مرکب از ذراتی است که جرمشان بسیار نزدیک به جرم پروتون است، تمام اشکالات مربوط به برخورد (که قوانین پایستگی جرم و انرژی را نقض می کرد، از بین می رود. هم در مورد فرکانس آنها و هم درمورد فرکانس آنها و هم در مورد انتقال انرژی به جرمهای متفاوت. برای توضیح قدرت نفوذ زیاد این تابش، باید فرض کنیم که این ذرات بار موثری ندارند. باید فرض کنیم که هر یک از ذرات این تابش مرموز، از ترکیب نزدیک به همی از یک پروتون و یک الکترون است و همان "نوترونی" است که راردرفورد در سخنرانی سال 1920 خود آن را مورد بحث قرار داده بود.

درواقع این ذرات کلاسیک و بزرگ (ونه فوتون) هستند که در اثر برخورد کل انرژی خود را منتقل نمی کنند. و نوترون های دارای 10MEV در اثر برخورد با پروتون هایی که دارای جرم مساوی خود هستند، تنها 5MEVاز انرژی را منتقل می کنند و بقیه صرف جابجایی جرم ها می شود.

مانند دو توپ بیلیارد که وقتی این دو توپ که دارای جرم های کاملا" یکسان هستند، با هم رودررو برخورد می کنند، تمام انرژی انها به هم منتقل می شود، اما وقتی برخورد انها رو در رو نباشد ، انرژی جنبشی کمتری منتقل می شود و در مورد این پرتابها نیز دقیقا" همین اتفاق می افتد. بنابراین به طور متوسط، انرژی جنبش حدود 5 مگا ولت برای پروتون های پس زده شده که از برخورد با پروتون های دارای انرژی حدود 10 مگا ولت تولید می شود، مقدار درستی خواهد بود، درصورتی که جرم های پروتون و نوترون برابر باشد. چادویک با استفاده از قوانین پایستگی و محاسبات زیادی دریافت که جرم نوترون کمی از جرم پروتون بیشتر و برابر 1/6 AMU است. مشکلات اندازه گیری انرژی جنبشی هسته های پس زده موجب شد که این فقط مقدار تقریبی باشد. لیکن به اندازه کافی دقیق بود تا نشان دهد نوترون جرمی نزدیک به جرم پروتون دارد.





نوع مطلب :
برچسب ها : چادویک - جیمز چادویک - کشف نوترون - چگونگی کشف نوترون،


صفحات جانبی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

كد تقویم

ابتدا نیت كنید

سپس برای شادی روح حضرت حافظ یك صلوات بفرستید

.::.حالا كلید فال را فشار دهید.::.

برای گرفتن فال خود اینجا را كلیك كنید
دریافت کد فال حافظ برای وبلاگ