Embedded Files
Sir James Chadwick (1891-1974) was een Engelse natuurkundige en een student van Ernest Rutherford. Na het eind van de eerste wereldoorlog werd Chadwick bevrijd uit een gevangenenkamp en hij volgde Rutherford naar Cambridge. Rutherford had al eens geopperd dat de kern van het atoom bestond uit protonen en neutrale deeltjes die hij neutronen noemde. De wetenschappelijke wereld wou niet aan deze deeltjes, zij dachten dat de kern was samengesteld uit protonen en “nucleaire elektronen”, speciale elektronen die in de kern thuishoren.
De onzekerheidsrelatie van Heisenberg stond niet toe dat er elektronen in de kern zitten en ontwikkelingen in de theorieën maakten duidelijk dat er iets anders moest zijn wat de massa van de kern beïnvloedde.
Een serie nieuwe experimenten in 1931 bracht de oplossing; Walter Bothe en Herbert Becker ontdekten dat als je beryllium, boor of lithium met positieve deeltjes bombardeert, het materiaal een straling afgeeft die niet reageert op magnetische velden. Dit zou betekenen dat het deeltje geen lading zou hebben. Ze dachten toen nog dat alle deeltjes een positieve of negatieve lading moesten hebben dus iets dat geen lading had moest wel gammastraling (licht) zijn. Rutherford en Chadwick hadden andere ideeën en Chadwick heeft toen met een serie experimenten aangetoond dat deze straling wel degelijk bestond uit een stroom van neutrale deeltjes, deeltjes met een massa die bijna gelijk was aan het proton. Chadwick kreeg voor zijn ontdekking van het neutron de Nobelprijs in 1935.
Bohrs model aangepast (alweer)
Nu het neutron was ontdekt moest Bohrs model een klein beetje worden aangepast: In de kern zitten nu protonen en neutronen, de elektronen zitten nog steeds in schillen om de kern. Met dit model kunnen we de meeste scheikunde en natuurkunde met atomen goed verklaren. We zullen dit model in de rest van dit boekje gebruiken.
De vreemde werkelijkheid van kwantummechanica
Met Bohrs aangepaste model is prima te werken, maar de realiteit is veel vreemder. Toen Chadwick het neutron ontdekte was men ook al bezig met het ontdekken van de kwantummechanica en deze theorie heeft toen de wetenschappers al best vaak geholpen. In het verhaal van Chadwick staat het voorbeeld over de “nucleaire elektronen”, dankzij de het werk van Heisenberg hebben wetenschappers geen tijd verspild aan het zoeken van deze niet-bestaande nucleaire elektronen. Steeds meer experimenten bewezen dat de kwantummechanica echt klopte en hierdoor moest het wetenschappelijke inzicht over het atoom ook veranderen. We weten nu dat protonen, neutronen en elektronen geen ronde balletjes zijn maar een wolk van plaatsen waar je dat deeltje zou kunnen vinden als je ernaar kijkt. Wanneer je kijkt; vindt je het op een van die plaatsen. Wanneer je niet kijkt; is het op geen enkele van die plaatsen en tegelijkertijd op al die plaatsen.
Einstein vond dit helemaal niets, hij geloofde in een mooie harmonieuze werkelijkheid en hij kreeg flinke ruzie met Niels Bohr. Het verhaal gaat dat Einstein heeft geschreeuwd: “Dit is onzin! De maan is er ook wanneer ik niet kijk!”
Kort daarna werd bewezen dat Einstein ongelijk had.
Opdrachten
28. Wie heeft het neutron “bedacht”?
29. Wat is het verschil tussen een normaal elektron en een nucleair elektron?
30. Hoe wisten Bothe en Becker dat de gevonden straling geen lading had?
Chadwick kon aantonen dat de deeltjes waaruit de straling bestond massa hadden.
31. Waarom bewijst dit feit dat de straling geen gammastraling is?
32. Waarom kreeg Einstein ruzie met Bohr?
Page updated
Google Sites
Report abuse