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詹姆斯·查德威克(英國物理學(xué)家,中子的發(fā)現(xiàn)者)

詹姆斯·查德威克(James Chadwick,1891年10月20日——1974年7月24日),英國物理學(xué)家。1935年因發(fā)現(xiàn)中子獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

人物生平

1891年查德威克出生在英國柴郡,曼徹斯特維多利亞大學(xué)(現(xiàn)曼徹斯特大學(xué))畢業(yè)。畢業(yè)后,專攻放射性現(xiàn)象的研究。后到劍橋大學(xué),在盧瑟福教授的指導(dǎo)下,取得許多成績。

進入大學(xué)的查德威克,迅即由于基礎(chǔ)知識的扎實而在物理研究方面嶄露超群才華。他被著名科學(xué)家盧瑟??粗校厴I(yè)后留在曼徹斯特大學(xué)物理實驗室,在盧瑟福指導(dǎo)下從事放射性研究。兩年后,由于他的“α射線穿過金屬箔時發(fā)生偏離”的成功實驗,獲英國國家獎學(xué)金。

1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā),德、英兩國成為敵對國,正在柏林的查德威克被德國當局當作英國“俘虜”拘押在魯萊本的一個平民俘虜營。據(jù)說查德威克在集中營里開始悶得發(fā)慌,找不到知音。后來來了一位英國青年軍官埃利斯,查德威克以極大的熱情向埃利斯講解原子物理。戰(zhàn)后埃利斯成了一個原子物理學(xué)家。他這種科學(xué)精神深得德國同行們的同情和贊賞。在德國科學(xué)院的努力交涉下,查德威克在集中營里建立起一座實驗室,堅持作放射性實驗研究。

直到戰(zhàn)爭結(jié)束,查德威克才獲得自由,重返科研崗位。1923年,他因原子核帶電量的測量和研究取得出色成果,被提升為劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室副主任,與主任盧瑟福共同從事粒子研究。

1931年,約里奧·居里夫婦——居里夫人的女兒和女婿公布了他們關(guān)于石蠟在“鈹射線”照射下產(chǎn)生大量質(zhì)子的新發(fā)現(xiàn)。查德威克立刻意識到,這種射線很可能就是由中性粒子組成的,這種中性粒子就是解開原子核正電荷與它質(zhì)量不相等之謎的鑰匙。查德威克立刻著手研究約里奧·居里夫婦做過的實驗,用云室測定這種粒子的質(zhì)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這種粒子的質(zhì)量和質(zhì)子一樣,而且不帶電荷。他稱這種粒子為“中子”。

1935年,查德威克因發(fā)現(xiàn)中子獲諾貝爾物理學(xué)獎。美國物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯由于發(fā)明了回旋加速器,為高能物理的研究提供了有力的實驗工具,找到了打開粒子物理世界的一把鑰匙,而榮獲了1939年的諾貝爾物理獎。這兩位物理學(xué)家在1933年索爾維會議上不期而遇,隨后開始了熱情的通信,進而成為親密的朋友。

1939年7月,由于勞倫斯的大力倡導(dǎo),并派助手協(xié)助,查德威克在利物浦的回旋加速器終于產(chǎn)生了它的第一束加速粒子。在勞倫斯的助手瓦爾克的協(xié)助下,金賽承擔(dān)了加速器的日常管理工作,金賽畢業(yè)于劍橋大學(xué),他在卡文迪許實驗室工作學(xué)習(xí)了一段時間以后,和勞倫斯一起工作了3年。

1943年,查德威克率領(lǐng)一批英國科學(xué)家來到美國的洛斯阿拉莫斯,參加原子彈的研制工作。

1974年,查德威克逝世。

主要成就

原子是由帶正電荷的原子核和圍繞原子核運轉(zhuǎn)的帶負電荷的電子構(gòu)成。原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核上。起初,人們認為原子核的質(zhì)量(按照盧瑟福和玻爾的原子模型理論)應(yīng)該等于它含有的帶正電荷的質(zhì)子數(shù)??墒?,一些科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn),原子核的正電荷數(shù)與它的質(zhì)量居然不相等。也就是說,原子核除去含有帶正電荷的質(zhì)子外,還應(yīng)該含有其他的粒子。那么,那種“其他的粒子”是什么呢?解決這一物理難題、發(fā)現(xiàn)那種“其他的粒子”是“中子”的,就是著名的英國物理學(xué)家詹姆斯·查德威克。

就在查德威克發(fā)現(xiàn)中子的5年前,科學(xué)家瓦爾特·博特和貝克用α粒子轟擊鈹時,發(fā)現(xiàn)有一種穿透力很強的射線,他們以為是γ射線,未加理會。韋伯斯特甚至對這種輻射做過仔細鑒定、看到了它的中性性質(zhì),但對這種現(xiàn)象難于解釋,因而未再繼續(xù)深入研究。居里夫人的女兒伊雷娜·約里奧-居里和她的丈夫也曾在“鈹射線”的邊緣徘徊,最終還是與中子失之交臂。

所獲榮譽

中子就這樣被他發(fā)現(xiàn)了。查德威克解決了理論物理學(xué)家在原子研究中遇到的難題,完成了原子物理研究上的一項突破性進展。后來,意大利物理學(xué)家費米用中子作“炮彈”轟擊鈾原子核,發(fā)現(xiàn)了核裂變和裂變中的鏈式反應(yīng),開創(chuàng)了人類利用原子能的新時代。查德威克因發(fā)現(xiàn)中子的杰出貢獻,獲得1935年諾貝爾物理學(xué)獎。

人物評價

中學(xué)時代并未顯現(xiàn)出過人天賦。他沉默寡言,成績平平,但堅持自己的信條:會做則必須做對,一絲不茍;不會做又沒弄懂,絕不下筆。因此他有時不能按期完成物理作業(yè)。而正是他這種不騖虛榮、實事求是、“駑馬十駕,功在不舍”的精神,使他在科學(xué)研究事業(yè)中受益一生。

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