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英国实验物理学家查德威克发现中子

科普小知识2022-07-12 16:02:38
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查德威克主要从事核物理实验研究。在高中,查德威克没有表现出任何天赋。他沉默而平庸,但坚持他的信条:如果他能做到,他必须做得正确而细致;不要做也不要理解,永远不要写。因此,他有时不能按时完成物理作业。然而,正是他不求虚荣心、实事求是和“一件接一件地放弃工作”的精神,使他终生受益于科学研究。

进入大学的查德威克,由于他扎实的基础知识,立即显示出他在物理研究方面的杰出才能。他被著名科学家卢瑟福选中,毕业后留在曼彻斯特大学物理实验室,在卢瑟福的指导下进行放射性研究。两年后,他因成功实验“α射线穿过金属箔时发生偏离”而获得英国国家奖学金。

在他科学研究生涯的开端,第一次世界大战把他送进了平民俘虏营。直到战争结束,他才被释放并回到他的科研岗位。

1920年,他研究了α粒子通过铂、银和铜原子核的散射,并直接测量了原子核的电荷,从而完全证实了卢瑟福的原子理论以及元素的核结构和核电荷数等于元素原子数的结论。

1923年,由于在核电荷测量和研究方面的杰出成就,他被提升为剑桥大学卡文迪什实验室副主任,并与卢瑟福主任一起从事粒子研究。

中子的发现不仅改变了当时人们的物质结构观念,而且为研究和改造原子核,促进核裂变研究的发展和原子能的利用提供了强有力的手段。由于这一重要发现,他获得了1935年诺贝尔物理学奖。

战俘*的实验室

1914年第一次世界大战爆发时,德国和英国成为敌对国家。查德威克当时在柏林,被德国当局作为英国“囚犯”拘留在卢埃本的战俘*。据说查德威克在*开始感到无聊,找不到知心朋友。

后来,一位年轻的英国军官埃利斯来了,查德威克以极大的热情向埃利斯解释了原子物理学。战后,埃利斯成为了一名原子物理学家。他的科学精神赢得了德国同行的同情和赞赏。由于德国科学院的努力,查德威克在*建立了一个实验室,并坚持进行放射性实验。

老师无意伤害学生。

1920年圣诞节,当卢瑟福向孩子们做一份关于原子物理学的科普报告时,他曾经提出了一个非常有启发性的问题。既然原子中有带负电荷的电子和带正电荷的质子,为什么就不能有不带电荷的中性粒子呢?提问者没有意图,但听者有一颗心。当时在场的查德威克开始对中性粒子感兴趣。自1921年以来,他一直在从实验和理论两方面寻找中子。他指示格雷森和罗伯茨寻找氢放电实验,但结果不成功。

1932年,法国物理学家八神庵·居里和他的妻子用来自钋源的阿尔法粒子轰击铍靶,产生具有强大穿透力的射线。射线被用来照射石蜡,发现石蜡在撞击后会释放出质子。他们错误地认为这种辐射是伽马射线,伽马射线有一种新的功能,可以击败石蜡中的质子。查德威克觉得有必要以特殊的灵敏度重新检查实验结果。他发现这种辐射的速度只有光速的1/10,不可能是伽马射线。

所以,一方面,他用弹性碰撞理论来分析,根据碰撞过程中的能量和动量守恒,证实了这种中性射线是一种大质量的中性粒子。一方面,实验测量的中性粒子的质量和氢原子核的质量几乎相等。这样,查德·威尔克终于在1932年发现了中性粒子。他采纳了美国化学家哈金斯的建议,称之为中性粒子中子。

与劳伦斯的友谊

查德威克在1932年发现了中子。中子的发现打开了原子核的大门,并在核物理上取得了划时代的进步。他因此获得了1935年诺贝尔物理学奖。美国物理学家劳伦斯因发明回旋加速器而获得1939年诺贝尔物理学奖,为高能物理的研究提供了强有力的实验工具,并找到了打开粒子物理学世界的钥匙。

这两位来自不同国家的杰出物理学家在1933年的萨尔温会议上不期而遇,然后开始热情地交流并成为亲密的朋友。1939年7月,由于劳伦斯的大力倡导和帮助,位于利物浦的查德威克回旋加速器终于产生了第一束加速粒子。

在劳伦斯的助手沃克的帮助下,金赛接管了加速器的日常管理工作。金赛毕业于剑桥大学。在卡文迪许实验室工作和学习了一段时间后,他和劳伦斯一起工作了3年。

1943年,查德威克带领一名英国科学家到美国洛斯阿拉莫斯参与原子弹的研制。查德威克和劳伦斯通过通信成为亲密的朋友。第一次见面10年后,他们在曼哈顿计划中再次相遇,重温旧情。为了科学的发展,世界的和平和人类文明的进步,他们开始并肩工作。

人物百科全书

查德威克,j .(詹姆斯·查德威克爵士1891 ~ 1974)英国实验物理学家。他于1891年10月20日出生在曼彻斯特。他于1911年毕业于曼彻斯特大学,然后在柏林大学和剑桥大学学习。

查德威克对科学的最大贡献是他发现了中子。他发现的中子解决了理论物理学家在原子研究中遇到的问题,并在原子物理学研究中取得了突破。查德威克因在发现中子方面的杰出贡献获得了1935年诺贝尔物理学奖。他还获得了法拉第奖章和富兰克林奖章。

德威克是一个伟大的智者和物理学家,也是现代物理学的先驱。