otkriæe spektrografa masa i izotopa razbijanje jezgre

Otkriće spektrografa masa i izotopaRazbijanje jezgre dušika i otkriće protona

Danaja Glavičić, MFPovijest fizike 2006/2007.

Danaja Glavičić, MF4, 2006/07

Otkriće spektrografa masa i izotopa

- 1911. razvio metodu za istraživanje pozitivno nabijenih čestica – postavio osnove za spektroskopiju masa- cijev s kojem je izvodio pokuse imala je katodu u obliku valjka, koji je imao kanal duž osi- u cijevi je iza katode prolazio uski snop “pozitivnih zraka”, tzv. “kanalnih zraka”, koje su padale na ekran ili fotoploču- na te “kanalne čestice” moglo se djelovati električnim i magnetnim poljem

- čestice su se gibale različitim brzinama i na fotoploči ostavljale trag u obliku segmenta parabole => “metoda parabole”

Joseph John Thomson

(1856-1940)- po izgledu parabola bilo je moguće prosuditi o specifičnom naboju čestica e/m i odrediti njihovu narav


- “kanalne zrake” bile su pozitivno nabijeni ioni plinova koji su se nalazili u cijevi

- Thomson je analizirao različite plinove

- uočio je da za neon postoje dvije različite parabole => neon ima dva različita atoma s atomskim masama 20 i 22 => važan korak u istraživanju izotopa

Fotografska ploča – otkriće izotopa neona –

neon-20 i neon-22


- 1913. uveo pojam izotopa kao različitog atoma istog elementa kojem jezgra ima jednaki naboj, a različitu masu

- otkrio zakon pomicanja – pri α- raspadu produkt raspada pomiče se u Mendeljejevoj tablici tako da mu se redni broj smanjuje za 2, a u β- - raspadu povećava za 1

- dokazao da postoje stabilni izotopi olova

Frederick Soddy1877. Eastbourne, Engleska –

1956. Brighton, Engleska


- zajedno s Rutherfordom došao do otkrića zakona za radioaktivni raspad – pokazali da zaista dolazi do nuklearne transmutacije (pretvorbe jednog kemijskog elementa u drugi kroz nuklearnu reakciju)

- dobio Nobelovu nagradu za kemiju 1921. godine

- Thomsonov suradnik, dalje razvijao njegovu metodu za spektroskopiju masa

- pronašao metodu analize i odvajanja izotopa –odvojio neon-22 od neona-20- otkrio izotope velikog broja neradioaktivnih elemenata

- dobio Nobelovu nagradu za kemiju 1922. godine

Francis William Aston

1877. Birmingham –

1945. Cambridge


Razbijanje jezgre dušika i otkriće protona- 1914. Marsden motrio sudare laganih atoma sa α-česticama, Rutherford nastavio pokuse

- koristio zatvorenu posudu (koja se mogla puniti različitim plinovima) sa pokretnim izvorom α-čestica koji se mogao staviti na različite udaljenosti od zastora- na zastoru su se uz pomoć mikroskopa motrile scintilacije - udarci čestica u zastor koji su izazivali svjetlucanje

- kad je u posudu stavio kisik broj scintilacija se smanjio zbog apsorpcije α-čestica u sloju plina

- kad je u uređaj stavio suhi zrak javio se efekt suprotan očekivanom – broj scintilacija se povećao

- zatim je posudu napunio čistim dušikom i broj scintilacija bio je još i veći

- na osnovu mnogobrojnih pokusa zaključio je da čestice koje su prodornije, prelaze veći put i izazivaju scintilacije nastaju zbog sudara α-čestica s atomima dušika, te da su te nove čestice atomi vodika


- njegovi pokusi mogli su se protumačiti jedino razbijanjem jezgre dušika iz koje je izletjela jezgra vodika i nastala jezgra kisika u reakciji…

- na osnovu toga došao do važnog zaključka da je vodikova jezgra sastavni dio jezgre nekog složenijeg atoma, te za vodikovu jezgru predložio naziv proton,smatrajući da je to elementarna čestica – predvidio da je moguće razbijanje jezgre i drugih atoma

- ta je reakcija bila ujedno i prva umjetna nuklearna reakcija- njegov suradnik i student, Patrick Blackett, načinio je 1925. godine uz pomoć Wilsonove komore fotografiju razbijanje jezgre dušika α-česticom

Patrick Blackett

1897. London –

1974. London

- Nobelova nagrada za fiziku 1948.

- u predavanju u kojem je izvijestio o rezultatima svojih pokusa, Rutherford je pretpostavio postojanje jezgri s masom 2 i jezgri s masom koju ima jezgra vodika, ali bez naboja- atom s masom 2 i jednim nabojem smatrao je izotopom vodika


- atom s masom 1 i bez naboja jezgre, prema Rutherfordu, morao bi imati čudna svojstva – mogao bi slobodno prolaziti kroz tvari, ući u strukturu atoma i sjediniti se s njegovom jezgrom – pretpostavka o postojanju neutrona

- Rutherford kasnije uspio rascijepiti i jezgre neona, magnezija, sumpora, klora, argona i kalija

- te reakcije potvrđene 1924. u pokusima bečkih fizičara, koji su tvrdili da im je pored toga uspjelo rascijepiti još 3 jezgre: litija, berilija i ugljika, što je Rutherford osporavao, to nije uspjelo njemu i njegovim suradnicima

- pretpostavka: rezultat bečkih fizičara može se objasniti sudjelovanjem studenata u motrenjima, koji su nastojali ugoditi voditelju pokusa, tako što su vidjeli bljeskove i tamo gdje ih nije bilo ☺


LITERATURA

Zdravko Faj – “Pregled povijesti fizike”, Sveučilište J.J. Strossmayera u Osijeku, Pedagoški fakultet, Osijek, 1999.http://wikipedia.org/

http://wikipedia.org/

http://wikipedia.org/

otkriæe spektrografa masa i izotopa razbijanje jezgre

Documents