Chi ha scoperto il neutrone, il protone e l'elettrone e quale significato aveva per l'umanità

Fin dai tempi antichi, l'uomo si è interessato alla struttura della materia, che osserva ogni giorno intorno a sé. Una delle ipotesi, avanzata nell'antica Grecia, postulava che una sostanza fosse costituita da particelle elementari - atomi. Tuttavia, fu solo sperimentalmente stabilito nel 20 ° secolo che un atomo consisteva anche di particelle subatomiche: protoni, elettroni e neutroni. L'articolo rivela l'argomento di chi ha scoperto il neutrone, il protone e l'elettrone e quale impatto hanno avuto queste scoperte sullo sviluppo umano.

Atomo e particelle subatomiche

La materia dell'universo consiste di piccole particelle chiamate atomi. Questo concetto fu proposto dal matematico e filosofo greco Democrito fin dal V secolo aC. Dall'antica lingua greca la parola "atomo" viene tradotta come "indivisibile". A causa dell'impossibilità tecnica di verificare ciò che costituisce un atomo, questa ipotesi esisteva fino al XIX secolo, quando i progressi scientifici e tecnologici hanno permesso di studiare l'atomo in modo più approfondito. Attraverso lo studio dell'atomo alla fine del XIX secolo, si è stabilito che non è un'unità elementare della materia e consiste di particelle più piccole, che sono state chiamate subatomiche. Queste particelle sono solitamente attribuite all'elettrone, al protone e al neutrone, poiché formano gli atomi dell'intera sostanza.

Allo stato attuale, la scienza ha avanzato molto in materia di studio delle particelle elementari. Quindi, è stato scoperto che anche le particelle subatomiche hanno anche una propria struttura interna. Inoltre, esiste la cosiddetta antimateria, formata da atomi costituiti da antiparticelle, anch'esse subatomiche. Tuttavia, la scoperta di elettroni, protoni e neutroni gettò le basi per la fisica nucleare e la storia nucleare dell'umanità. Chi ha scoperto queste particelle subatomiche è trattato in questo articolo.

Idee moderne sulla struttura dell'atomo

Prima di passare alla risposta alla domanda su chi ha scoperto neutroni, protoni ed elettroni, considera ciò che dal punto di vista moderno è un atomo.

Ogni sostanza che vediamo ogni giorno è composta da molecole. Sono formati da atomi. Sebbene il numero di diverse molecole sia abbastanza grande, esse sono tutte formate da un numero limitato di atomi diversi (dell'ordine di 100). Ogni atomo ha un nucleo costituito da protoni e neutroni e gli elettroni ruotano attorno al nucleo, la cui carica elettrica è negativa e opposta in segno alla carica del nucleo.

Se applichiamo queste idee all'acqua, allora si dovrebbe dire che in una goccia d'acqua con un diametro di 4 mm ci sono circa 10 ¹⁵ molecole. Una molecola d'acqua è composta da 3 atomi: 2 atomi di idrogeno e 1 atomo di ossigeno. Un atomo di ossigeno consiste in un nucleo formato da 8 protoni e 8 neutroni e un guscio di elettroni composto da 8 elettroni.

Scoperta di elettroni

Fino al 1897 l'umanità considerava l'atomo indivisibile quando il fisico britannico Joseph John Thomson scoprì un elettrone nei suoi esperimenti con raggi catodici. Il dispositivo usato da Thomson era un tubo di vetro sigillato nel quale erano collocati due catodi e l'aria veniva pompata all'esterno. Lo scienziato ha scoperto che i raggi catodici emessi deviano dal percorso della loro propagazione, se sono influenzati da un campo elettrico. Di conseguenza, lo scienziato ha scoperto che le particelle che formano questi raggi devono avere una carica negativa. Successivamente, queste particelle sono chiamate elettroni.

Scoperta del protone

Apprentice JJ Thomson, New Zealand Physicist Ernest Rutherford, considerato uno scienziato che ha scoperto un protone. All'inizio del XX secolo, propose un modello planetario della struttura dell'atomo, in cui la massa si trova al centro. Rutherford arrivò a questa ipotesi dopo aver analizzato esperimenti in cui gli scienziati Hans Geiger ed Ernest Marsden bombardarono particelle alfa con un piatto d'oro.

Nel 1918, Rutherford condusse indipendentemente esperimenti sull'interazione di particelle alfa con azoto. In questi esperimenti, lo scienziato ha osservato l'emissione dei nuclei di un atomo di idrogeno ed è giunto alla conclusione che essi sono "elementi costitutivi" per tutti gli altri nuclei. Quindi Rutherford scoprì il protone. Successivamente, è stato stabilito che la massa nucleare ha superato in modo significativo la massa totale di tutti i protoni di un atomo, pertanto Rutherford ha suggerito che nel nucleo atomico c'è ancora qualche particella pesante che non ha carica. Questa particella era il neutrone, che fu scoperto più tardi.

Chi ha scoperto il neutrone?

La terza particella atomo costituente fu scoperta nel 1932. Il fisico britannico James Chadwick divenne lo scienziato che scoprì l'esistenza dei neutroni. Studiando il comportamento degli atomi quando le particelle alfa li bombardano, Chadwick scoprì l'esistenza di radiazioni, le cui particelle avevano una massa approssimativamente uguale a quella dei protoni, ma erano elettricamente neutrali perché non interagivano con il campo elettrico. Inoltre, queste particelle erano in grado di penetrare la sostanza e causare la divisione degli atomi di elementi pesanti in elementi più leggeri. A causa delle proprietà fisiche della nuova particella, Chadwick la definì un neutrone, quindi è giustamente considerato lo scienziato che scoprì il neutrone.

Energia del nucleo atomico

Dopo che i neutroni furono scoperti, la fisica nucleare, così come la chimica e la tecnologia, fecero un enorme passo avanti. Una nuova fonte di energia praticamente inesauribile e allo stesso tempo pericolosa è stata aperta davanti alla persona.

L'inizio dell'era nucleare fu avvertito dall'umanità nel 1945, quando gli Stati Uniti sperimentarono la distruttiva prima bomba nucleare della Trinità in azione, facendola cadere nelle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki.

Il primo utilizzo dell'energia nucleare a scopi pacifici dovrebbe essere attribuito alla metà degli anni '50 del XX secolo, quando nel 1953 fu costruito il primo reattore nucleare, che sostituì il motore diesel sul sottomarino americano "Nautilus".