Sateuacan seni triple, nyaeta, ngeunaan kapanggihna radioaktivitas jieunan
Ti jaman ka jaman dina sajarah fisika aya taun "endah" nalika usaha babarengan loba peneliti ngakibatkeun runtuyan pamanggihan narabas. Kitu deui jeung 1820, taun listrik, 1905, taun miraculous opat makalah Einstein, 1913, taun pakait jeung ulikan ngeunaan struktur atom, sarta ahirna, 1932, nalika runtuyan pamanggihan teknis jeung kamajuan dina. kakuatan nuklir diciptakeun.. fisika.
panganten anyar
Irene, putri cikal Marie Skłodowska-Curie sareng Pierre Curie, lahir di Paris di 1897 (1). Nepi ka umur dua belas, manéhna dibawa nepi di imah, dina leutik "sakola" dijieun ku élmuwan eminent pikeun barudak nya, nu aya ngeunaan sapuluh murid. Guru-guruna nyaéta: Marie Sklodowska-Curie (fisika), Paul Langevin (matematika), Jean Perrin (kimia), jeung humaniora utamana diajarkeun ku ibu-ibu murid. Palajaran biasana lumangsung di imah guru, sedengkeun barudak diajar fisika jeung kimia di laboratorium nyata.
Ku kituna, pangajaran fisika jeung kimia nya éta meunangkeun pangaweruh ngaliwatan tindakan praktis. Unggal percobaan suksés delighted peneliti ngora. Ieu mangrupikeun percobaan nyata anu kedah dipikaharti sareng dilaksanakeun sacara saksama, sareng murangkalih di laboratorium Marie Curie kedah janten conto anu saé. Pangaweruh téoritis ogé kedah dicandak. Carana, sakumaha nasib murid-murid ieu sakola, engkéna élmuwan anu hadé tur pinunjul, kabuktian éféktif.
2. Frederic Joliot (poto ku Harcourt)
Leuwih ti éta, akina bapana Irena, dokter, devoted loba waktu ka incu awewe yatim bapana, senang jeung supplementing atikan elmu alam nya. Dina 1914, Irene lulus ti pioneering Collège Sévigné sarta asup ka fakultas matematika jeung sains di Sorbonne. Ieu coincided jeung mimiti Perang Dunya Kahiji. Dina 1916 anjeunna ngagabung indungna sareng babarengan aranjeunna ngatur layanan radiologi di Palang Merah Perancis. Sanggeus perang, manéhna narima gelar sarjana muda. Dina 1921, karya ilmiah munggaran nya ieu diterbitkeun. Anjeunna devoted kana tekad tina massa atom klorin ti sagala rupa mineral. Dina kagiatan salajengna nya, manéhna digawé raket jeung indungna, kaayaan radioaktivitas. Dina disertasi doktorna, dibéla dina 1925, anjeunna ngulik partikel alfa anu dipancarkeun ku polonium.
Frédéric Joliot lahir taun 1900 di Paris (2). Ti yuswa dalapan taun anjeunna sakola di So, cicing di pasantren. Dina waktos éta, anjeunna langkung resep olahraga tibatan diajar, khususna maén bal. Anjeunna lajeng giliran attending dua SMA. Kawas Irene Curie, anjeunna leungit bapana mimiti. Dina 1919 anjeunna lulus ujian di École de Physique et de Chemie Industrielle de la Ville de Paris (Sakola Fisika Industri jeung Kimia Industri Kota Paris). Anjeunna lulus dina 1923. Dosenna, Paul Langevin, diajar ngeunaan kamampuan sareng kahadéan Frederick. Saatos 15 bulan jasa militér, atas pesenan Langevin, anjeunna diangkat janten asisten laboratorium pribadi ka Marie Skłodowska-Curie di Radium Institute kalayan hibah ti Rockefeller Foundation. Aya anjeunna patepung Irene Curie, sarta dina 1926 jalma ngora nikah.
Frederick réngsé disertasi doktor ngeunaan éléktrokimia unsur radioaktif dina 1930. Saeutik sateuacanna, anjeunna parantos museurkeun minat kana panalungtikan pamajikanana, sareng saatos ngabéla disertasi doktor Frederick, aranjeunna parantos damel babarengan. Salah sahiji kasuksésan penting kahiji maranéhanana éta persiapan polonium, nu mangrupakeun sumber kuat partikel alfa, i.e. inti hélium.(24Anjeunna). Aranjeunna dimimitian ti hiji posisi undeniably istiméwa, sabab éta Marie Curie anu disadiakeun putri nya jeung porsi badag tina polonium. Lew Kowarsky, kolaborator engké maranéhanana, digambarkeun aranjeunna saperti kieu: Irena éta "hiji teknisi unggulan", "manehna digawé pisan beautifully tur taliti", "manehna deeply dipikaharti naon anu anjeunna lakukeun". Salakina ngagaduhan "imajinasi anu langkung héran, langkung saé." "Éta complemented silih sampurna tur terang eta." Tina sudut pandang sajarah élmu, anu paling pikaresepeun pikeun aranjeunna nyaéta dua taun: 1932-34.
Aranjeunna ampir mendakan neutron
"Ampir" penting pisan. Aranjeunna diajar ngeunaan bebeneran sedih ieu pas pisan. Taun 1930 di Berlin, dua urang Jérman - Walter Bothe i Hubert Becker - Nalungtik kumaha kalakuan atom cahaya nalika dibombardir ku partikel alfa. Beryllium Shield (49Janten) nalika dibom ku partikel alfa dipancarkeun radiasi anu nembus pisan sareng énergi anu luhur. Numutkeun para ahli ékspérimén, radiasi ieu kedah janten radiasi éléktromagnétik anu kuat.
Dina tahap ieu, Irena jeung Frederick diurus masalah. Sumber partikel alfa maranéhanana éta pangkuatna kantos. Aranjeunna ngagunakeun chamber awan pikeun niténan produk réaksi. Dina ahir Januari 1932, aranjeunna sacara umum ngumumkeun yén sinar gamma anu ngaleungitkeun proton énergi tinggi tina zat anu ngandung hidrogén. Aranjeunna teu acan ngartos naon di leungeun maranéhna jeung naon anu lumangsung.. Sanggeus maca James Chadwick (3) di Cambridge manéhna langsung digawé, mikir yén éta téh lain radiasi gamma, tapi neutron diprediksi ku Rutherford sababaraha taun sateuacanna. Sanggeus runtuyan percobaan, manéhna jadi yakin kana observasi neutron sarta manggihan yén massa na sarua jeung massa proton. Dina tanggal 17 Pébruari 1932, manéhna ngirimkeun catetan ka jurnal Nature nu judulna "The Possible Existence of the Neutron."
Sabenerna éta neutron, sanajan Chadwick percaya yén neutron diwangun ku proton jeung éléktron. Ngan dina 1934 anjeunna ngartos tur ngabuktikeun yén neutron mangrupa partikel elementer. Chadwick dilélér Hadiah Nobel dina Fisika dina 1935. Sanajan realisasi yén maranéhna geus lasut hiji kapanggihna penting, nu Joliot-Curies nuluykeun panalungtikan maranéhanana di wewengkon ieu. Aranjeunna sadar yén réaksi ieu ngahasilkeun sinar gamma salian neutron, jadi maranéhna nulis réaksi nuklir:
, dimana Ef nyaéta énergi gamma-kuantum. Percobaan sarupa dilaksanakeun kalawan 919F.
Lasut dibuka deui
Sababaraha bulan saméméh kapanggihna positron, Joliot-Curie kungsi poto, antara séjén, jalur melengkung, saolah-olah éta hiji éléktron, tapi twisting dina arah nu lalawanan tina éléktron. Poto-poto dicandak dina kamar kabut anu aya dina médan magnét. Dumasar ieu, pasangan ngobrol ngeunaan éléktron dina dua arah, ti sumber jeung ka sumber. Kanyataanna, anu pakait sareng arah "nuju sumber" éta positrons, atawa éléktron positif pindah jauh ti sumber.
Samentara éta, di Amérika Serikat dina ahir usum panas taun 1932, Carl David Anderson (4), putra imigran Swedia, diajar sinar kosmik dina chamber awan dina pangaruh médan magnét. Sinar kosmis datang ka Bumi ti luar. Anderson, pikeun mastikeun arah jeung gerak partikel, di jero chamber nu ngalirkeun partikel ngaliwatan pelat logam, dimana maranéhna leungit sababaraha énergi. Dina 2 Agustus, manéhna nempo hiji jalan satapak, nu undoubtedly diinterpretasi salaku éléktron positif.
Eta sia noting yén Dirac saméméhna geus diprediksi ayana teoritis partikel misalna. Sanajan kitu, Anderson teu nuturkeun sagala prinsip téoritis dina studi na ngeunaan sinar kosmik. Dina kontéks ieu, anjeunna nyauran penemuanna teu kahaja.
Deui, Joliot-Curie kapaksa nempatkeun up kalawan profési undeniable, tapi undertook panalungtikan salajengna di wewengkon ieu. Aranjeunna manggihan yén foton sinar gamma bisa ngaleungit deukeut inti beurat, ngabentuk pasangan éléktron-positron, tétéla luyu jeung rumus kawentar Einstein E = mc2 jeung hukum kekekalan énergi jeung moméntum. Engké, Frederick sorangan ngabuktikeun yén aya prosés leungit hiji pasangan éléktron-positron, ngabalukarkeun dua gamma quanta. Salian ti positron ti pasangan éléktron-positron, maranéhna miboga positrons ti réaksi nuklir.
5. Konférénsi Solvay Katujuh, 1933
Linggih di baris hareup: Irene Joliot-Curie (kadua ti kénca),
Maria Skłodowska-Curie (kalima ti kénca), Lise Meitner (kadua ti katuhu).
radioaktivitas jieunan
Kapanggihna radioaktivitas jieunan sanés kalakuan sakedapan. Dina Pébruari 1933, ku ngabom aluminium, fluorin, teras natrium sareng partikel alfa, Joliot nampi neutron sareng isotop anu teu dipikanyaho. Dina Juli 1933, aranjeunna ngumumkeun yén ku irradiating aluminium kalawan partikel alfa, aranjeunna observasi teu ukur neutron, tapi ogé positrons. Nurutkeun Irene jeung Frederick, positron dina réaksi nuklir ieu teu bisa kabentuk salaku hasil tina formasi pasangan éléktron-positron, tapi kudu asalna tina inti atom.
Konférénsi Solvay Katujuh (5) lumangsung di Brussel tanggal 22-29 Oktober 1933. Ieu disebut "The Structure and Properties of Atomic Nuclei". Ieu dihadiran ku 41 fisikawan, kaasup ahli pang menonjol dina widang ieu di dunya. Joliot ngalaporkeun hasil percobaan maranéhanana, nyatakeun yén irradiating boron jeung aluminium kalawan sinar alfa ngahasilkeun boh neutron jeung positron atawa proton.. Dina konferensi ieu Lisa Meitner Anjeunna nyarios yén dina percobaan anu sami sareng aluminium sareng fluorine, anjeunna henteu nampi hasil anu sami. Dina interpretasi, manéhna teu babagi pamadegan pasangan ti Paris ngeunaan alam nuklir asal positrons. Nanging, nalika anjeunna uih deui damel di Berlin, anjeunna ngalaksanakeun deui percobaan ieu sareng dina 18 Nopémber, dina surat ka Joliot-Curie, anjeunna ngaku yén ayeuna, dina pamanggihna, positron memang muncul tina inti.
Sajaba ti éta, konferensi ieu Francis Perrin, peer maranéhanana sarta sobat alus ti Paris, spoke kaluar dina subyek positrons. Tina ékspérimén éta dipikanyaho yén aranjeunna nampi spéktrum positron kontinyu, sami sareng spéktrum partikel béta dina buruk radioaktif alami. Analisis salajengna ngeunaan énergi positron jeung neutron Perrin sumping ka kacindekan yén dua émisi kudu dibédakeun di dieu: kahiji, émisi neutron, dipirig ku formasi hiji inti teu stabil, lajeng émisi positrons tina inti ieu.
Sanggeus konferensi Joliot dieureunkeun percobaan ieu salila kira dua bulan. Teras, dina bulan Désémber 1933, Perrin nyebarkeun pendapatna ngeunaan éta. Dina waktos anu sami, ogé dina bulan Désémber Enrico Fermi ngusulkeun téori buruk béta. Ieu dijadikeun dadasar téoritis pikeun interpretasi pangalaman. Dina awal 1934, pasangan ti ibukota Perancis neruskeun percobaan maranéhanana.
Persis dina 11 Januari, Kemis soré, Frédéric Joliot nyandak aluminium foil sareng dibom ku partikel alfa salami 10 menit. Pikeun kahiji kalina, anjeunna ngagunakeun counter Geiger-Muller pikeun deteksi, teu chamber kabut, sakumaha saméméhna. Anjeunna reuwas mun aya bewara yén nalika anjeunna ngaleungitkeun sumber partikel alfa tina foil, cacah positron teu eureun, counters terus nembongkeun aranjeunna, ngan jumlah maranéhanana turun éksponénsial. Anjeunna nangtukeun satengah-hirup janten 3 menit 15 detik. Lajeng anjeunna ngurangan énergi partikel alfa ragrag dina foil ku cara nempatkeun rem timah dina jalur maranéhanana. Sareng ngagaduhan positron langkung sakedik, tapi satengah hirupna henteu robih.
Lajeng anjeunna subjected boron jeung magnésium kana percobaan sarua, sarta diala satengah hirup dina percobaan ieu 14 menit jeung 2,5 menit, mungguh. Salajengna, percobaan sapertos anu dilumangsungkeun kalawan hidrogén, litium, karbon, beryllium, nitrogén, oksigén, fluorine, natrium, kalsium, nikel jeung pérak - tapi anjeunna teu niténan fenomena sarupa pikeun aluminium, boron jeung magnésium. Counter Geiger-Muller henteu ngabédakeun antara partikel muatan positip sareng négatif, ku kituna Frédéric Joliot ogé marios yén éta leres-leres ngurus éléktron positif. Aspék téknis ogé penting dina ékspérimén ieu, nyaéta ayana sumber partikel alfa anu kuat sareng pamakean counter partikel muatan anu sénsitip, sapertos counter Geiger-Muller.
Sakumaha ditétélakeun saméméhna ku pasangan Joliot-Curie, positron jeung neutron dileupaskeun sakaligus dina transformasi nuklir observasi. Ayeuna, nuturkeun saran Francis Perrin sareng maca pertimbangan Fermi, pasangan éta nyimpulkeun yén réaksi nuklir munggaran ngahasilkeun inti anu teu stabil sareng neutron, dituturkeun ku béta tambah buruk tina inti anu teu stabil éta. Janten aranjeunna tiasa nyerat réaksi ieu:
The Joliots perhatikeun yén isotop radioaktif anu dihasilkeun miboga satengah hirup pondok teuing mun aya di alam. Aranjeunna ngumumkeun hasil maranéhanana dina 15 Januari 1934, dina artikel judulna "A New Type of Radioactivity". Dina awal Pébruari, aranjeunna suksés ngaidentipikasi fosfor sareng nitrogén tina dua réaksi munggaran tina jumlah leutik anu dikumpulkeun. Moal lami deui aya nubuat yén leuwih isotop radioaktif bisa dihasilkeun dina réaksi bombardment nuklir, ogé kalayan bantuan proton, deuterons jeung neutron. Dina Maret, Enrico Fermi bet yén réaksi kitu bakal geura-giru dilumangsungkeun maké neutron. Anjeunna geura-giru meunang bet sorangan.
Irena jeung Frederick dilélér Hadiah Nobel Kimia dina 1935 pikeun "sintésis unsur radioaktif anyar". Papanggihan ieu muka jalan pikeun produksi isotop radioaktif artifisial, nu geus kapanggih loba aplikasi penting jeung berharga dina panalungtikan dasar, ubar, jeung industri.
Tungtungna, éta patut nyebut fisikawan ti AS, Ernest Lawrence sareng kolega ti Berkeley sareng peneliti ti Pasadena, diantarana saurang Kutub anu nuju magang. Andrei Sultan. Itungan pulsa ku loket dititénan, sanajan akselerator geus eureun gawé. Aranjeunna teu resep cacah ieu. Nanging, aranjeunna henteu sadar yén aranjeunna nuju nyanghareupan fenomena énggal anu penting sareng aranjeunna ngan saukur kakurangan panemuan radioaktivitas buatan ...
